LIQUIDES DE REFROIDISSEMENT
Un liquide de refroidissement est l'un des liquides essentiels dans la voiture. C'est pourquoi il est important de remplir le système de refroidissement avec le bon liquide de refroidissement.
FoNCTIonS
La rotation et le développement de forces s'accompagnent toujours de la création d'une source de chaleur qui est souvent une 'action secondaire' de la fonctionnalité. C'est aussi le cas avec les moteurs à combustion qui sont utilisés dans les camions, les voitures et autres.
Fonction primaire
Dans bon nombre de ces cas, cette production de chaleur est refroidie par un liquide: un liquide de refroidissement. La fonction initiale et primaire du liquide de refroidissement consiste à transporter la chaleur du cœur du moteur vers une surface qui est autant que possible en contact avec l'air extérieur ou des parties refroidissantes, de telle sorte que ce liquide échauffé peut se refroidir avec une efficacité maximale. Le système de conduites dans lequel se situe le liquide, est un circuit fermé en principe. Ceci implique que le liquide thermiquement chargé est renvoyé vers le cœur du moteur après refroidissement afin d'être à nouveau échauffé. En raison de l'énorme (r)évolution et des performances, le développement des liquides de refroidissement ne s'arrête pas. Contrairement à cette (r)évolution, la fonction primaire de ce liquide est bel et bien restée la même. La chaleur produite par le moteur doit être transportée afin de maîtriser ainsi la température du moteur.
Fonctions secondaires
Outre cette fonction primaire, un certain nombre de fonctions secondaires se sont ajoutées au fil des années en fonction de l'évolution des propriétés physiques du moteur. En tout premier lieu, il était important d'obtenir un liquide pouvant séjourner dans la voiture en hiver comme en été. Car au début, on remplissait le système de refroidissement avec de l'eau en été et avec un produit antigel qui protégeait du gel le hiver. Ceci présentait un double inconvénient, le fait que la température de l'eau dépassait très vite le point d'ébullition de 100 °C en été (période eau), entraînait une conversion physique du liquide en vapeur. Ceci créait une surpression dans le circuit de refroidissement. La plupart du temps, un système de refroidissement est sur pression, ce qui signifie que le point d'ébullition s'élève et une évaporation est (partiellement) contenue. En hiver, quand le système était rempli durant les mois les plus froids avec un produit antigel (mono-éthylène glycol), le système était attaqué en interne par ce produit, ce qui limitait la longévité des systèmes, si ce produit y séjournait longtemps. Par ailleurs, il est important que les matériaux utilisés ne soient pas attaqués. Les conduites internes, les flexibles et le bloc-moteur proprement dit ne pouvaient pas être attaqués.
construction
Si nous examinons un liquide de refroidissement standard contemporain pour moteurs à combustion, nous pouvons établir trois subdivisions différentes qui sont équilibrées avec précision:
- Un produit antigel qui protège contre le gel durant les mois hivernaux et possède aussi de bonnes propriétés pour le transport de chaleur.
- L'eau qui assure l'équilibre des propriétés du produit antigel. Par l'ajout d'une certaine concentration à un liquide de refroidissement, la température de protection antigel peut être réglée.
- Un set d'additifs qui répond aux exigences pour les fonctions secondaires du liquide de refroidissement. Dans ce set d'additifs sont ajoutées des substances qui protègent le circuit de refroidissement contre les attaques.
Produit antigel
Comme produit antigel, on opte souvent pour le glycol – plus précisément le mono-éthylène glycol (MEG) – dans les liquides de refroidissement dans l'industrie automobile. Ce type de glycol utilisé est un produit toxique qui peut entraîner une attaque (rouille, corrosion, et autre) sur les métaux, mais possède bel et bien de très bonnes propriétés pour le transport de chaleur. Outre le MEG, certains fournisseurs de liquides de refroidissement utilisent aussi la glycérine comme produit antigel. La glycérine est moins toxique et moins agressive que le MEG et possède d'autres propriétés thermiques que l'éthylène glycol. La plus haute densité de la glycérine favorise le transfert de chaleur en guise de compensation de certains des désavantages avec d'autres paramètres. La grande majorité des constructeurs n'agrée pas encore les liquides de refroidissement à base de glycérine, mais continue d'utiliser les liquides de refroidissement à base de MEG dans les moteurs.
Eau
En fonction de la résistance souhaitée face à une température négative, une concentration déterminée d'eau est choisie. Cette concentration est également déterminante pour la conductibilité thermique. Cette conductibilité augmente avec la concentration d'eau, mais bien entendu, une grande concentration d'eau est négative pour la protection contre le gel de tout le mélange. L'eau ajoutée est du type 'eau déminéralisée' pour les meilleures prestations du liquide de refroidissement.
Set d'additifs
Le set d'additifs est un troisième, mais très significatif complément pour liquides de refroidissement. A l'aide du set d'additifs, une caractéristique déterminée est conférée au mélange qui est ainsi typé. Ce set d'additifs a pour but d'améliorer l'action de la combinaison des substances précédentes et comportera des composants chimiques modifiant en fonction de l'évolution des moteurs. Dans l'histoire des liquides de refroidissement, nous pouvons distinguer deux types importants de sets d'additifs qui font en sorte que les propriétés des liquides de refroidissement se modifient et conviennent donc aussi à d'autres moteurs. D'une part, nous avons un type de set d'additifs que nous nommons un liquide de refroidissement traditionnel en combinaison avec le produit antigel. Dans ce set d'additifs figurent certaines substances (inhibiteurs, dont le borate, le nitrite et les silicates) qui dotent le système de refroidissement d'une couche de protection à l'intérieur. Par la création d'une couche protectrice qui recouvre entièrement l'intérieur du système, comme une sorte de revêtement, on évite que l'agressivité du produit antigel attaque le circuit. Par l'utilisation intensive des additifs, la longévité est limitée à maximum deux ans, soit à peu près 50.000 km.
Concentrat vs prêt a l'emploi
Divers types et exécutions de liquide de refroidissement sont disponibles sur le marché. Lors de l'achat d'un liquide de refroidissement, vous pouvez, en plus du type préconisé (voir livret d'instructions), opter pour une version concentrée ou 'prête à l'emploi'. Si vous optez pour un type concentré, il est important de procéder effectivement à une dilution. Si vous ne diluez pas un type concentré (avec une eau déminéralisée optimale), la transmission de chaleur est plus faible que lors d'une dilution. Une autre nuance importante est la résistance au gel. Dans la plupart des cas, on utilise le MEG comme produit antigel. Le monoéthylène glycol présente une courbe de gel non linéaire, ce qui fait que le liquide de refroidissement après dilution est aussi plus résistant aux températures plus basses qu'un produit concentré.
Technologie OAT
L'évolution des blocs- moteur en vertu de laquelle le matériau d'exécution s'est modifié vers ce qu'on appelle les blocs-moteurs en aluminium, a engendré le besoin d'une 'nouvelle génération' de liquides de refroidissement. Environ dans l'année 2000, l'industrie a mis sur le marché un set d'additifs novateur. Les liquides de refroidissement qui sont pourvus de ce type de set d'additifs, contiennent l'OAT (Organic Acid Technology) et sont exempts de silicates et de borates nocifs. La technologie sous-jacente fait un usage 'plus économique' des additifs qui protègent physiquement le système de refroidissement. En effet, il se fait que seule une couche de protection extrêmement limitée est appliquée à l'intérieur du système de refroidissement. Seuls les points attaqués sont pourvus d'une 'coquille' d'additifs protecteurs. En gérant 'l'utilisation' des additifs, la longévité des liquides de refroidissement, qui recourent à la technologie OAT, est nettement plus grande (env. cinq ans ou > 175.000 km) et sont qualifiés également de 'longlife coolants'.
Innovation permanente
Sur la base de cette technologie, on continue encore d'innover aujourd'hui. Dans les liquides de refroidissement, qui en sont encore à leurs balbutiements aujourd'hui, on ajoute à nouveau des silicates pour améliorer les prestations des liquides de refroidissement lors des performances supérieures du moteur. Ce type de liquide de refroidissement est, p.ex., déjà utilisé aujourd'hui chez le groupe VW (G12++) pour les moteurs aux performances supérieures, comme les voitures qui bénéficient des moteurs V8, V10 et V12. Pour déterminer le bon type pour une voiture spécifique, il est primordial de suivre les directives du constructeur. Le constructeur indique les caractéristiques du liquide de refroidissement dans la documentation technique, tout comme pour les huiles.
NORMEs
Du fait que de nombreux types de liquides de refroidissement (avec différents ingrédients) ont été commercialisés au fil des années, il est important d'opérer le bon choix du liquide de refroidissement. Il est évident que la certification et la normalisation sont très importantes pour les liquides de refroidissement. Pour la normalisation internationale, nous pouvons distinguer trois aspects: BS, ASTM et OEM.
British Standard (BS)
La norme BS est une norme britannique qui teste certains paramètres du liquide de refroidissement (un nombre plutôt limité) auquel le liquide de refroidissement doit satisfaire. La norme BS pour liquides de refroidissement est BS-6580.
Norme ASTM
ASTM est un institut de normalisation américain. Un certain nombre de paramètres sont examinés durant ces normalisations. Chez ASTM, plusieurs paramètres, hormis les paramètres testés par le BS6580, sont examinés. On peut donc en déduire que chaque liquide de refroidissement ayant une norme ASTM respecte toujours le BS6580, mais pas l'inverse. Dans la normalisation ASTM, on distingue la normalisation à l'aide de la matière première utilisée.
- ASTM D3306: deux nouvelles classes basées sur l'utilisation de la glycérine avec éthylène glycol;
- ASTM D7714: couvre les réfrigérants moteur à base de glycérine;
- ASTM D 7640: spécification du degré de réfrigérant moteur glycérine.
En fonction de la norme ASTM indiquée dans l'information technique du liquide de refroidissement, on peut aisément vérifier quelle matière première est incorporée dans le liquide.
Certification OEM
Les marques automobiles plus grandes et les plus connues ont mis au point leur propre norme. Elles peuvent attribuer cette norme à un liquide de refroidissement qui respecte leurs attentes après des tests très étendus.
Faites attention lors du choix du liquide de refroidissement, car le marché établit des nuances quant à cette certification. En effet, il existe des liquides de refroidissement certifiés par une norme spécifique, mais il existe un très grand nombre de liquides de refroidissement sur le marché qui satisfont aux spécifications OEM. Ces derniers ne sont pas testés par l'OEM, mais devraient bel et bien satisfaire à la norme établie par l'OEM.
Entretien
Le bon suivi des instructions d'entretien et de vidange est un point extrêmement important pour le bon fonctionnement d'un liquide de refroidissement. Les liquides de refroidissement doivent être renouvelés à intervalle précis, selon le type et l'usage. Car l'action d'un liquide de refroidissement dépend de l'activité du set d'additifs. Cette action n'est pas traçable par l'exécution d'un test sur la concentration de MEG, d'une résistance au gel ou d'un contrôle de la couleur/odeur. Dans les procédures d'entretien normales, les liquides de refroidissement ne sont jamais complétés, mais doivent toujours être vidangés et remplacés par un nouveau liquide. Ce faisant, les inhibiteurs utilisés sont à nouveau pourvus d'un nouveau liquide qui intègre des inhibiteurs non utilisés. Lors de l'entretien, il est aussi très important que le garagiste choisit le bon liquide de refroidissement. En raison de problèmes de compatibilité, il n'est pas permis de mélanger différents types. Pour éviter des dommages éventuels et/ou une baisse des prestations en cas de doute, des liquides de refroidissement spécifiques ont été développés (par exemple VW 12+). Ces liquides de refroidissement ‘universels’ sont développés selon la technologie OAT, mais avec un set d'additifs adapté, de sorte que le liquide de refroidissement est utilisable dans les moteurs destinés aux liquides de refroidissement ‘traditionnels‘ ainsi qu'aux liquides de refroidissement développés pour la technologie OAT.
