Etude expérimentale et simulation du comportement rhéologique des nano-lubrifiants pour les applications automobiles

Abstract

Les huiles lubrifiantes jouent un rôle important dans la plupart des systèmes d'ingénierie. L'amélioration des caractéristiques de ces huiles peut améliorer les performances des machines et des systèmes mécaniques. Parmi les caractéristiques mécaniques les plus importantes qui devraient être modifiées afin d'améliorer les performances des systèmes sont la viscosité, les propriétés rhéologiques et les caractéristiques de transfert de chaleur. Pour ce faire l'ajout de nanoparticules dans l'huile de base est l'une des solutions les plus appropriées qui est également relativement rentable. Cette thèse fait l'objet d'étude des caractéristiques rhéologiques des nanolubrifiants réalisée à base de nanoparticules de Fe2O3, Al2O3 et ZnO. Le fluide de base utilisé était de l’huile moteur SAE20W40. Les échantillons de nanofluides ont été préparés en fractions volumiques solides (0,1%; 0,25 % ; 0,50 % ; 0,75 % et 1 %). Les mesures ont été effectuées à différentes températures, comprises entre 20 °C et 60 °C, et à des taux de cisaillement allant de 100 s-1 à 300 s-1. Une étude comparative a été mené. Les résultats obtenus ont montré que les nanofluides à base de nanoparticules de Fe2O3 et de ZnO présentaient un comportement rhéofluidifiant non newtonien tandis que le nanofluide à base de nanoparticules d'Al2O3 présentait un comportement newtonien. Le nanofluide Al2O3/huile avait une viscosité dynamique inférieure à celle des nanofluides Fe2O3/huile et ZnO/huile. L’augmentation de la température a entraîné une réduction de plus de 80 % de la viscosité pour tous les nanofluides. En revanche, l’augmentation de la concentration volumique des nanoparticules a clairement augmenté la viscosité dynamique. Les réseaux de neurones artificiels ont été appliqués pour la modélisation de la viscosité dynamique des nanofluides. Les résultats ont montrés que ces modèles neuronaux peuvent être utilisés comme des outils fiables et performants pour le calcul de la viscosité dynamique.