Livre blanc
Lubrifiants acceptables pour l’environnement :
Regarder au-delà de l’étiquette
(L’énergie est là)
Sommaire
Introduction ... 3
01 – L’impact du Vessel General Permit ... 4
02 – Les préoccupations et enjeux pour l’industrie ... 6
“The sheen rule” ... 6
Sources de plomb dans les huiles usées... 7
03 - Qu’est-ce qui caractérise un Lubrifiant Acceptable pour l’Environnement (EAL) ? ... 8
Explication des caractéristiques des EAL ... 8
Avantages des stocks de base ... 9
Huiles d’ester synthétiques : Propriétés spécifiques ...10
04 – Un élan mondial pour minimiser la pollution marine ...11
05 – L’offre EAL d’ExxonMobil ...12
06 – La conformité ce n’est que le début ...13
Introduction
Le Vessel General Permit (VGP) émis par l’agence américaine pour la protection de l’environnement continue d’impacter fortement le choix de lubrifiant des
opérateurs marins. Ce livre blanc traitera des
préoccupations principales de l’industrie et de
la confusion qui existe autour des Lubrifiants
Acceptables pour l’Environnement (EAL)
et fournira des conseils sur la sélection du
lubrifiant le plus adapté à chaque application.
L’impact du
Vessel General Permit (VGP)
La combinaison des réglementations
environnementales, et la pression de la part des producteurs et
de la chaine logistique pour des produits et services “verts”, a un impact majeur sur l’industrie marine. Même si l’objectif principal actuel concerne les enjeux des carburants, la lubrification connaît elle aussi un certain nombre de changements.
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L’adoption du VGP affecte presque tous les navires de plus de 79 pieds, opérant en- dessous de 3 miles marins de la cote américaine, ainsi que ceux navigant sur les lacs et les fleuves relevant de la juridiction américaine.
Le VGP liste des règles détaillées pour les rejets provenant d’interfaces lubrifiant/mer qui affectent chaque année environ 70 000 navires. Il rend obligatoire l’utilisation d’EAL pour certaines applications. Le non-respect de cette règle peut entrainer une amende de jusqu’à 25 000$ par jour, jusqu’à un an d’emprisonnement, ou les deux.
Les interfaces lubrifiant/mer
Les interfaces lubrifiant/mer incluent tous les équipements à bord, dont les joints ou les surfaces peuvent
potentiellement relâcher du lubrifiant dans la mer. Le VGP identifie spécifiquement une liste d’équipement qui peut potentiellement relâcher du lubrifiant via une interface lubrifiant / mer. Cette liste inclut :
• Hélices à pas variable
• Propulseurs
• Tubes de poupe
• Paliers de propulseur
• Stabilisateurs
• Roulements de gouvernail
• Propulseurs d’azimut
• Nacelles de propulsion
• Câbles métalliques
• Matériel soumis à l’immersion
Préoccupations et
enjeux pour l’industrie
“The sheen rule”
Les navires opérant dans les eaux intérieures et côtières des États-Unis sont également régis par la loi sur la
propreté de l’eau (Clean Water Act) et la réglementation sur le rejet des hydrocarbures (Discharge of Oil), plus généralement connue sous le nom de “Sheen rule” (règle de l’éclat).
Ce nom communément utilisé nous fait penser
aujourd’hui que les déversements d’hydrocarbures qui ne laissent pas de trace sont acceptables. Or, ce n’est pas le cas. Le règlement exige que tout navire qui rejette des hydrocarbures susceptibles de “nuire à la santé ou au bien-être du public” signale le déversement.
Il établit également les mesures qui déterminent s’il faut déclarer, ou non, un déversement d’hydrocarbures. Les critères sont les rejets qui :
• Causent un “éclat” ou une décoloration de la surface de l’eau
• Violent les normes applicables de “qualité de l’eau”
• Provoquent la formation d’une boue ou d’une émulsion sous la surface de l’eau ou sur le rivage adjacent.
Selon l’EPA, l’utilisation d’EALs ne fournit pas de dérogation à la règle, bien qu’elle puisse minimiser le risque de déclencher les obligations de déclaration.
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Sources de plomb dans l’huile usée
Une autre perception erronnée que l’on rencontre, concerne la présence de plomb dans les échantillons d’huile usagée des tubes d’étambot. On attribue souvent cette présence de plomb à la formulation du lubrifiant.
L’analyse de routine des huiles a récemment révélé qu’un petit pourcentage de navires a augmenté la teneur en plomb de leurs huiles usées, au-delà des directives de l’Association internationale des sociétés de classification (IACS) (10mg/kg). Comme le plomb est un métal lourd qui ne peut pas être généré par réaction chimique, il pourrait provenir :
• De l’usure des tubes d’étambot, selon la composition
• Des peintures ou des revêtements dans les systèmes de circulation des huiles
• De la corrosion acide de l’élément en plomb à l’intérieur du tube d’étambot
• D’additifs dans les EAL
Cela dit, un grand nombre de navires qui ont signalé des hauts niveaux de plomb, ont des roulements à étain.
Aucun problème opérationnel n’a été signalé et l’analyse des lubrifiants en service n’a révélé aucun effet de lixiviation résultant de la formulation de l’huile.
Si de hauts niveaux de plomb sont détectés, les opérateurs de navires doivent consulter leurs équipementiers pour identifier la source de la contamination, afin de s’assurer que les mesures correctives les plus appropriées seront prises.
Qu’est-ce qui caractérise
un EAL ?
Les EALs sont définis dans le VGP comme des lubrifiants qui sont biodégradables,
peu toxiques et
non-bioaccumulables.
Pour satisfaire à ces normes environnementales, un lubrifiant doit répondre aux trois critères et il existe des paramètres complets pour chaque classification. Ce qui n’est pas spécifié, c’est la composition chimique d’un lubrifiant. Ainsi, un certain nombre d’huiles de base peuvent être utilisées, notamment :
• Le Polyalkylèneglycol
• Les Triglycérides
• Les Esters synthétiques
Il est également possible d’utiliser de l’eau de mer pour des applications sélectionnées et limitées, mais cela nécessite l’utilisation de roulements en polymère élastomère, qui s’auto-lubrifient. L’expérience démontre qu’avec ce type d’installation, il peut y avoir des cas d’usure précoce, ou de dysfonctionnements, qui peuvent parfois être causés par un manque de lubrification ou par une accumulation de particules.
Même si toutes ces options répondent aux critères du VGP, pas tous les EALs sont créés de manière égale.
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Caractéristiques des EAL expliqués
Biodégradable :
Le lubrifiant doit présenter une biodégradation minimale de 60 % dans les 28 jours pour 90 % d’une formulation d’huile ou pour 75 % d’une formulation de graisse.
Peu toxique :
Le lubrifiant doit passer les tests de toxicité aiguë 201, 202 et 203, ou les tests de toxicité chronique 210 et 211 de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques (OCDE). Une évaluation peut
également être réalisée sur la base des constituants.
Non-bioaccumulable : La bioaccumulation se produit lorsqu’un organisme absorbe une substance toxique à un rythme supérieur à la vitesse à laquelle la substance est perdue. Par
conséquent, pour être qualifiée de non bioaccumulable, une substance ne doit
Avantages des huiles de base
Selon leur composition, les EAL à base de
polyalkylèneglycol (PAG) offrent un bon pouvoir lubrifiant, une bonne résistance à la charge, des indices de viscosité, des caractéristiques d’oxydation et une bonne stabilité hydrolytique. Elles sont généralement très incompatibles avec les joints et les filtres classiques ainsi qu’avec les huiles à base d’hydrocarbures, les huiles végétales et les huiles à base d’esters. Le passage à un EAL à base de PAG est donc complexe et coûteux, car le lavage au solvant des réservoirs de lubrifiant et des systèmes associés peut être nécessaire et les joints peuvent avoir besoin d’être remplacés.
Les triglycérides, des lubrifiants d’origine végétale et naturelle, sont facilement biodégradables et offrent un excellent pouvoir lubrifiant mais sont sujets à l’hydrolyse.
Ils ont également une faible résistance aux températures extrêmes, une faible stabilité à l’oxydation et une courte durée de vie opérationnelle.
Les EAL les plus efficaces sont à base d’esters synthétiques.
Elles se comportent bien dans une large gamme de températures, ont un indice de viscosité élevé, possèdent un bon pouvoir lubrifiant, offrent une excellente protection contre la corrosion et ont une grande stabilité à l’oxydation.
Elles offrent également une excellente biodégradabilité et peuvent avoir une bonne stabilité hydrolytique selon l’ester.
Il est important de noter
qu’ils ont un historique de
performances éprouvées,
de longue durée de vie et de
compatibilité avec les huiles
minérales, ce qui facilite les
Les Esters synthétiques : Des propriétés spécifiques
Bien que l’huile de base soit importante, l’ensemble des additifs du lubrifiant joue également un rôle important dans la performance globale d’une EAL. Par exemple, les exigences imposées aux huiles hydrauliques et aux huiles pour engrenages sont très différentes. Les huiles pour engrenages sont souvent utilisées dans des applications sous la ligne de flottaison, comme les propulseurs et les hélices à pas. Les huiles hydrauliques s’utilisent le plus souvent dans les équipements de pont, tels que les grues, les rampes et les écoutilles.
Il est donc conseillé aux exploitants de navires de choisir les lubrifiants les mieux adaptés aux tâches individuelles. Cela permettra non seulement d’assurer un fonctionnement optimal, mais aussi de maintenir les performances du lubrifiant, ce qui peut contribuer à réduire les coûts de maintenance et à améliorer l’efficacité globale.
Volatilité: La polarité des molécules d’esters les attire les unes vers les autres, et de ce fait, il faut plus d’énergie (chaleur) pour les faire passer de l’état liquide à l’état gazeux. En conséquence, les lubrifiants à base d’esters synthétiques ont un point d’éclair élevé et un faible taux d’évaporation.
Lubrification: La polarité fait également que les molécules d’ester sont attirées par les surfaces métalliques chargées positivement. Par conséquent, les molécules ont tendance à créer un film qui nécessite une énergie
(charge) supplémentaire pour l’essuyer. Il en résulte un pouvoir lubrifiant élevé et une faible consommation d’énergie dans les applications de lubrifiants.
Détergence/Dispersion : La nature polaire des esters en fait de bons solvants et dispersants. Cela permet aux esters de dissoudre ou de disperser les sous-produits de dégradation du pétrole qui pourraient autrement être déposés sous forme de vernis ou de boue.
Biodégradabilité: Le caractère de la liaison ester rend les microbes
vulnérables à la biodégradation de la molécule d’ester. Il en résulte des taux de biodégradabilité élevés pour les lubrifiants à base d’esters, ce qui permet la formulation de produits respectueux de l’environnement.
04
Un effort mondial pour minimiser la pollution marine
La décision du VGP s’inscrit dans une tendance plus large et continue, motivée par une prise de conscience croissante pour les questions environnementales et par la demande des entreprises pour des chaînes d’approvisionnement “durables”. Par exemple, le Code Polaire de l’Organisation Maritime Internationale (OMI), qui est entré en vigueur le 1er janvier 2017, recommande l’utilisation des EAL dans les eaux polaires.
Il existe également des programmes nationaux et régionaux qui imposent des normes environnementales pour les lubrifiants marins, notamment le label écologique de l’Union européenne, le programme allemand de l’Ange bleu, la décision SS 155434 de la Suède sur les fluides hydrauliques et les graisses, et le programme Nordic Swan, qui a été élaboré conjointement par la Norvège, la Suède, l’Islande, la Finlande et le Danemark. Ce programme est généralement considéré comme le plus exigeant et le plus complet car il définit des critères de biodégradabilité, de toxicité, de renouvelabilité et de performance technique.
Ce type de réglementation est une réalité quotidienne pour les exploitants de navires, et leur portée et fréquence sont susceptibles d’augmenter. La Chine, par exemple, renforce progressivement sa réglementation sur les émissions maritimes, et l’OMI a signalé d’autres changements.
L’offre EAL
d’ExxonMobil
Afin de garantir que les exploitants de navires puissent avoir accès à des lubrifiants et à des graisses qui sont conformes au VGP et qui contribuent à prolonger la durée de vie des équipements (par rapport aux produits minéraux standards de l’industrie),
ExxonMobil a développé la gamme Mobil SHC™ Aware™
d’EAL synthétiques hautes performances à base d’esters.
Cette gamme incorpore des huiles hydrauliques, des huiles synthétiques pour engrenages, des graisses et des huiles pour tubes d’étambot.
À l’exception de l’huile pour tube d’étambot, elles sont toutes faites à base d’esters saturés. Cela permet de s’assurer qu’elles ont une bonne résistance à la dégradation liée à la température et qu’elles sont stables en présence d’eau, protégeant ainsi contre la dégradation hydrolytique.
La présence d’eau dans les tubes d’étambot est cependant inévitable. C’est pourquoi, des esters insaturés sont utilisés pour la formulation de la gamme de lubrifiants Mobil SHC™ Aware™ ST. Ainsi, les huiles pour tubes d’étambot s’émulsionnent facilement avec l’eau, tout en assurant une excellente lubrification et une protection antirouille/corrosion, même avec une teneur en eau pouvant atteindre 20%.
05
Analyse des huiles en service
Une approche de la maintenance basée sur l’état, telle que l’analyse des huiles usées, offre toute une série d’avantages. Correctement mise en œuvre, elle peut aider les exploitants de navires :
Réduire la
consommation/dépense de lubrifiants
Augmenter la durée de vie des équipements Réduire les
coûts de maintenance Améliorer la fiabilité des équipements
L’analyse des lubrifiants Mobil Serv d’ExxonMobil simplifie ce processus en produisant des
résultats fiables et des conseils clairs qui aident les exploitants de navires à identifier les problèmes
La conformité n’est qu’un début
En ce qui concerne le choix d’un EAL, la conformité n’est que le point de départ. Les exploitants de navires doivent aussi chercher les lubrifiants qui conviennent le mieux à une application donnée et qui peuvent contribuer à améliorer l’efficacité des opérations.
Passer d’une huile minérale vers un EAL peut nécessiter du temps en cale sèche pour certaines applications. Il est donc essentiel que le processus de changement soit aussi facile à gérer que possible. Les exploitants de navires voudront éviter le rinçage au solvant, tout en veillant à ce que leurs EAL soient à la hauteur. La solution optimale est un EAL à base d’esters synthétiques, associé à une technologie d’additifs de performance conforme à un EAL.
