Les produits pétroliers sont répandus dans toute la société. On les trouve dans les maisons, les fermes et l’industrie. Nous étudierons ici la conductivité thermique de quelques fluides de ce type trouvés dans une petite ferme. Les échantillons vont de l’essence à l’huile de chaîne et jusqu’aux huiles plus épaisses.

Pour ce projet, nous avons utilisé l’appareil de mesure de la conductivité thermique des liquides Thermtest THW-L2. L’instrument est un dispositif à fil chaud transitoire et suit la norme ASTM D7896-19.

Voici une brève description de la méthode du THW-L2 : lors d’une expérience au fil chaud, le fil utilisé comme sonde est immergé dans le liquide à tester. Le liquide doit être à une température stationnaire et la convection doit être réduite au minimum avant le test. Le fil est ensuite doucement chauffé par un courant électrique pendant environ 1 s. La courte durée du chauffage minimise le risque de formation de convection due aux gradients de température autour du fil. L’augmentation de la température du fil pendant le temps de mesure est enregistrée et la pente de la courbe de température en fonction du temps qui en résulte permet de déduire la conductivité thermique de l’échantillon.

THW-L2 Analyseur de conductivité thermique des liquides

La méthode du fil chaud est une méthode primaire pour tester les fluides, et elle a été développée dans ce but précis. La conductivité thermique de l’huile est calculée directement à partir des données d’essai et ajustée avec un seul étalonnage de décalage.

Les échantillons

Les échantillons examinés comprennent de l’essence alkylée, de l’essence standard, plusieurs huiles de lubrification et enfin de l’eau de batterie comme référence.

Produits pétroliers sur le capot d’un tracteur Ford 3600 de 1977

Tous les échantillons ont été prélevés dans les récipients d’origine, à l’exception de l’essence 95 octane qui provient d’un robinet de station-service et de l’huile usagée qui a été extraite d’un tracteur Ford 3600 après plus de trois ans d’utilisation. À titre de comparaison, on peut voir l’huile usagée à côté de l’huile moteur neuve sur la photo suivante.

Huile 10W-30 neuve (à gauche) et huile usagée (à droite). Autres échantillons en arrière-plan

Résultats

Tous les tests ont été effectués à température ambiante, environ 22 °C.

Les produits plus légers ont une conductivité plus faible que les huiles plus lourdes en général. Il est intéressant de noter que l’essence alkylée a une valeur nettement inférieure à celle de l’essence standard à 95 octanes. On peut également noter que l’essence alkylée est un produit très propre, sans l’odeur forte caractéristique de l’essence standard.

Un autre point à noter est que l’huile usagée a la conductivité la plus élevée des produits pétroliers testés ici, mais pas avec une grande marge. Une valeur de conductivité thermique encore plus élevée pour l’huile usagée n’aurait pas été surprenante, car elle devrait contenir une bonne quantité de particules métalliques, qui pourraient augmenter la conductivité, mais une grande partie des particules pourrait avoir sédimenté avant l’extraction de l’échantillon, limitant ainsi l’effet.

Conclusion

L’instrument de mesure de la conductivité thermique THW-L2 se comporte comme prévu lors du test de ces échantillons. La variation standard des résultats est faible et les données sont jugées précises. La référence de l’eau de la batterie le confirme. Les tests ont pu être étendus à des températures plus élevées, puisque le THW-L2 permet des tests jusqu’à 100 °C. Le nettoyage de la sonde et du porte-échantillon entre les tests a été facile, ici avec de l’essence alkylée.