LE BON GRAISSAGE POUR LES APPLICATIONS OFFSHORE

Hautes exigences en raison des conditions difficiles

Sur la mer, on trouve un nombre largement suffisant de techniques où le graissage joue un rôle dans le cadre de la longévité, de l’efficacité et de la sécurité. Les lubrifiants nécessaires pour cela doivent toutefois satisfaire aux exigences spéciales en raison des conditions qui y règnent. L’importance de la biodégradabilité est justement de plus en plus importante dans cette grande zone naturelle; également dans la législation et la réglementation.

CONDITIONS EXTREMES

Le graissage est important sur quasi tous les éléments rotatifs et coulissants, mais encore plus dans des environnements où les conditions sont – d’un point de vue technique – ‘extrêmes’. On songe aux environnements qui sont ‘sales’ en raison de la présence de particules solides telles que la poussière, le sable et la boue ou par des liquides tels que l’eau salée et les produits chimiques. Ces conditions attaquent les éléments en question en initiant et en accélérant des processus de corrosion ou simplement à cause d’une usure mécanique ou chimique. De telles conditions extrêmes existent certainement dans les applications offshore.

Littéralement le terme offshore signifie ‘loin de la côte’ et est aussi désigné par ‘au large’ (un terme de la navigation) ou éloigné de la terre ferme. Dans la pratique, le terme désigne toutes les activités qui sont exécutées à quelque distance de la côte. Dans le cadre des installations et composants techniques, vous aboutissez notamment aux plate-formes de forage, grues, éoliennes et naturellement à la navigation au sens large, aux dragues suceuses et aux dragues porteuses.

Dans ces disciplines se déroulent de nombreux mouvements où le graissage est crucial pour allonger la durée de vie des composants et par ailleurs pour maximiser l’efficacité et minimiser les risques de perturbations.

 

DU PALIER A LA CHAINE

Les éléments offshore qui doivent être graissés régulièrement sont notamment les carters d’engrenage, les engrenages ouverts, les moteurs, les pompes, les boîtes de transmission, les paliers, les crémaillères, les treuils, les assemblages axe/buse, les charnières et les filetages. Tous les systèmes hydrauliques doivent aussi être graissés, tout comme les crémaillères utilisées pour le réglage en hauteur des plate-formes de forage par exemple.

Par ailleurs, il existe aussi des éléments offshore statiques qui sont graissés surtout dans le cadre de la protection de la surface. On songe ici aux câbles d’acier et aux chaînes qui se corrodent plus vite sans cette couche protectrice et perdraient leur fiabilité.

Propriétés

En principe, chaque composant ou machine est pourvu à la livraison de prescriptions spécifiques relatives au lubrifiant à appliquer et par ailleurs à la fréquence et au mode de graissage. Toutefois on peut aussi citer des exigences générales spécifiques aux lubrifiants dans les applications offshore où l’un ou l’autre aspect dépend des conditions et activités spécifiques.

• Résistance à la température
  

  

  Primo les lubrifiants pour applications offshore doivent avoir une grande résistance à un large spectre de températures; d’arctiques à tropicales. Les températures extrêmes méritent l’attention parce que les conditions offshore sont nettement plus froides que dans un environnement d’usine standard. Mais des températures élevées se produisent aussi; certainement sur des îles de forage où différents processus et lourdes charges peuvent faire grimper la température. Plus important encore est l’attention pour la résistance à la température dans des applications qui doivent fonctionner dans des zones à la fois froides et très chaudes; par exemple des bateaux qui naviguent des pôles vers l’équateur ou inversement.

 

• Résistance à l’eau de mer
  Par ailleurs, les lubrifiants doivent résister à l’eau de mer; un milieu agressif surtout en raison de la teneur en sel élevée qui favorise et accélère la corrosion. Peut-être une porte ouverte mais pas moins important et la pratique nous apprend qu’on n’y pense pas toujours.

 

• Bonne adhérence et résistance à l’eau
  Plus encore que dans l’industrie régulière, il est important que les lubrifiants pour applications offshore adhèrent bien à la surface pour éviter que l’eau de mer, le vent et la pluie rincent le lubrifiant. Dans ce cadre, différents entreprises ont développé des produits très spécifiques qui, par exemple, se destinent explicitement au graissage de chaînes et de câbles (d’acier). Les propriétés sont telles qu’ils ne se dessèchent pas (suintement d’huile) et n’attirent pas non plus la saleté.

 

• A l’épreuve du feu et de l’explosion
  Pour terminer, il est surtout important pour les plate-formes de forage que les lubrifiants ne comportent pas de risque accru d’incendie et d’explosions. Dans différents systèmes, on utilise dès lors des ‘water based hydraulic fluids’ ainsi que des lubrifiants antistatiques. L’aspect antistatique est notamment important parce que de nouveaux types d’huiles de base sont développés sans zinc au sein de l’hydraulique. Ces huiles sans zinc sont spécialement destinées aux systèmes où une grande précision est importante et pour lesquels les exigences de filtration sont élevées. Ces huiles sont moins sensibles à l’hydrolyse (en présence d’eau) et ont de bonnes propriétés de désémulsion et de désaération. L’inconvénient de ces huiles est que des décharges peuvent se produire plus facilement suite à l’électricité statique. Ces décharges sont même audibles dans certains cas (crépitement), elles abîment le filtre et créent un risque potentiel d’explosion dans des zones à danger d’explosion. Ces décharges ne se produisent pas avec l’application de lubrifiants antistatiques.

Pollution par les lubrifiants

Une propriété distincte souhaitée des lubrifiants pour applications offshore n’est pas tellement liée aux prestations du lubrifiant mais aux propriétés polluantes. C’est précisément important dans les lubrifiants pour applications offshore parce que les chances de voir ces produits aboutir dans l’environnement et de constituer une menace pour les organismes vivantes sont relativement grandes. Une loi a notamment été prise en Amérique pour éviter ceci, la réglementation VGP. VGP signifie Vessel General Permit et stipule que tous les bateaux qui naviguent dans les eaux territoriales américaines sont obligés d’utiliser des huiles biodégradables. Cette réglementation a aussi une influence directe sur l’utilisation de lubrifiants en Europe; surtout pour les bateaux qui naviguent dans le monde entier. De plus, cela a certainement contribué à la tendance de prescrire et d’appliquer de plus en plus ce qu’on appelle les lubrifiants EAL; EAL signifie Environmentally Acceptable Lubricants. Outre le fait que ces lubrifiants sont biodégradables, ils contiennent de surcroît une toxicité aquatique minimale et ne peuvent pas s’accumuler dans les cellules des poissons et autres formes de vie aquatiques. Certaines parties s‘attendent aussi à court terme à une interdiction des lubrifiants avec PTFE/téflon, soit les fameux micro-plastiques qui suscitent relativement beaucoup de discussions en ce moment en relation avec la ‘soupe plastique’. Ainsi l’IE prépare une interdiction des produits avec ‘intentially added microplastics’ tels que les graisses lubrifiantes avec PTFE ou ce qu’on appelle les aérosols PTFE. Des produits qui sont également appliqués régulièrement dans l’offshore; il existe même des produits biodégradables avec PFTE.

 

TIPS & TRICKS

Investissez dans un filtre à huile magnétique qui capture les particules métalliques. Hormis le fait que ceci profite à la pureté du lubrifiant, les particules racontent quelque chose sur le type et le degré d’usure d’éléments spécifiques.

Consignez la température maximale de l’huile lubrifiante avant de la vidanger. Ensuite réinitialisez cette grandeur et enregistrez à nouveau la température maximale après la vidange de l’huile et le retour à la pleine production. Comparez les valeurs et réglez à nouveau éventuellement les thermostats et le refroidissement.

Installez des regards en verre dans la base des carters d’engrenage afin de visualiser directement et aisément l’eau éventuelle.

Analysez la qualité de l’huile lubrifiante avant de la remplacer. Examinez notamment les particules de saleté, la viscosité, la présence d’eau et d’additifs. Refaites l’analyse sur la nouvelle huile après un jour de fonctionnement. Ces valeurs sont les nouvelles valeurs de référence. Répétez l’analyse de l’huile tous les trois mois et dans le cas de problèmes intermédiaires.

 

CHERCHER L’ERREUR?

Des éléments suffisants pour faire attention à l’utilisation des lubrifiants dans les applications offshore. Du reste, on tient compte de certains ’pièges’. Par exemple les coûts d’investissement. Pour graisser les différents composants dans les éoliennes (voir aussi encadré), on choisit souvent sciemment des lubrifiants de haute qualité qui sont un peu plus chers au litre ou au kg que les variantes régulières. Dans la navigation ou sur les plate-formes de forage, on n’accorde pas toujours la même valeur à la qualité et en conséquence on choisit encore plus fréquemment un lubrifiant industriel standard.

Ceci est, il est vrai, moins cher à l’achat mais induit justement des problèmes plus facilement et plus vite dans les applications offshore. Par exemple, en relation avec la formation de rouille ou la dispersion par la mer ou les conditions climatiques.

Investir dans les lubrifiants paie!

Au final, l’addition est plus élevée pour l’utilisateur. Les dysfonctionnements et les arrêts plus fréquents, les réparations plus nombreuses et la nécessité de graisser plus souvent sont quelques conséquences du travail avec des lubrifiants qui n’offrent pas de résistance spécifiques aux conditions offshore. S’y ajoute la nécessité de devoir renouveler plus souvent qui entraîne une plus grande quantité de lubrifiants usagés à évacuer, une plus grande pollution et la nécessité de constituer un approvisionnement plus grand. Et il doit encore absolument être possible de graisser par la suite. Les endroits qui sont difficilement accessibles peuvent entraver le graissage et sont aussi plus facilement oubliés pendant les opérations de graissage. Dans les chiffres, il semble que 1 à 3% du budget d’entretien annuel sont consacrés aux lubrifiants tandis que plus de 40% de ce même budget annuel sont influencés par l’entretien en technique de graissage. Les investissements dans les bons lubrifiants se récupèrent donc relativement vite dans la réduction des coûts d’entretien et la fiabilité des installations.

Forces sous-estimées dans l’offshore

Un second écueil dans les situations offshore concerne la sous-estimation des forces exercées sur le lubrifiant. Pour cette raison, il est bon de toujours regarder quelles sont les sollicitations et s’il est nécessaire d’engager une variante ‘high pressure’ spécifique.

CONCLUSION

Les environnements offshore constituent des conditions extrêmes pour les lubrifiants. Sur base des connaissances et de l’expérience, il est toutefois possible de faire le bon choix pour chaque application par rapport au type de lubrifiant et à l’entretien correspondant. La règle veut, comme toujours, que le prix ne soit pas le facteur déterminant mais que le choix soit guidé par les coûts totaux sur l’utilisation complète (y compris l’acquisition et l’évacuation). Avec l’idée centrale que ceci garantit l’efficacité et la sécurité.

 

APPLICATION DANS LES ÉOLIENNES

De plus en plus de parcs éoliens sont placés en mer, également en Belgique et aux Pays-Bas. Primo parce que cet emplacement est davantage balayé par le vent et que le rendement est donc supérieur mais secundo parce qu’une partie de la ‘pollution de l’horizon’ sur terre est combattue. Un facteur qui joue souvent un rôle quand des environnements s’opposent à un plan pour le placement d’éoliennes.

Le rôle des lubrifiants

Le graissage sur les éoliennes joue surtout un grand rôle dans les divers paliers et transmissions. Il s‘agit des paliers par lesquels les pales sont réglées en fonction de la force du vent, du palier par lequel l’éolienne tourne autour de son axe pour que le vent soit optimal dans les pales, et par ailleurs des paliers qui transmettent le mouvement des pales au générateur. Il est justement important d’utiliser des produits de grande qualité sur les éoliennes. Pas seulement parce que les sollicitations sont extrêmes – et de plus en plus élevées au fur et à mesure que la puissance à générer augmente – mais aussi parce qu’il est très coûteux d’effectuer l’entretien dans le haut à l’intérieur de l’éolienne. Ceci vaut sur la terre ferme mais aussi certainement en mer. De plus, le graissage spécifique aux éoliennes contribue à diminuer le frottement dans les divers éléments, à accroître le rendement en courant, diminuer l’usure et allonger la durée de vie. Pour cette raison, les lubrifiants dans ce secteur sont plus souvent achetés en fonction des spécifications techniques et de la qualité que du prix.

Propriétés

Les lubrifiants pour éoliennes doivent résister aux sollicitations et températures élevées et bien évacuer la chaleur. Par ailleurs, il est souhaitable qu’ils ne puissent pas émulsionner avec l’eau. Certainement dans le haut de l’éolienne, les températures peuvent fortement varier et créer de la condensation. Lorsque ceci ne se mélange pas aux lubrifiants, il est relativement facile de soutirer à l’arrêt et la corrosion est évitée.