Huile moteur pour véhicules classiques

[Froggie]

Je me suis récemment intéressé de plus près à cette question car je dois choisir une huile adéquate pour une moto ancienne nécessitant une huile pour groupe moteur/boîte/embrayage.
Cette réflexion est aussi utile pour les moteurs d'autos anciennes, voire plus récentes.
N'ayant pas trouvé de fil faisnat le point sur la question ici, je me permets de partager cette analyse en l'adaptant/édulcorant pour automobile classique.

Les véhicules classiques anciens utilisaient des huiles de base minérale, en général asses épaisses compte tenu des tolérances d’usinage assez lâches à l’époque, par exemple 20W-50. Une huile monograde visqueuse, par exemple SAE 50 était même parfois spécifiée pour les moteurs encore plus anciens, avant que les huiles multigrade ne soient développées. Pour la compétition, une huile monograde particulière très performante, l’huile de ricin, était utilisée avec en général une viscosité SAE 40, mais cette huile était inadaptée à un usage route.
Depuis la mise au point de techniques d'amélioration des huiles de base minérale et l'ajout d'additifs pour améliorer les propriétés de ces huiles, des formulations d'huiles plus performantes et des huiles "semi-synthétiques", voire 100% synthétiques ont été spécifiées pour les véhicules classiques plus récents.
Aujourd’hui, des huiles 100% synthétiques beaucoup plus performantes que les huiles minérales d'époque ont donc été développées et les remplacent avantageusement, avec un certain surcoût cependant. Elles représentent une alternative intéressante pour les moteurs de véhicules classiques anciens.

Les principes de base des huiles pour moteurs

D’abord, pour ceux qui ne s'y sont jamais intéressés, quelques informations de base sur les différentes huiles minérales/synthétiques avec leur classification, les indices API concernant les huiles mono- et multi-grades et les additifs utilisés, et les véritables huiles 100 % synthétiques pour balayer quelques idées reçues ou légendes urbaines. Pour plus d'informations, voir par exemple:
https://www.machinerylubrication.com/Re ... oil-groups#
https://motorcycleinfo.calsci.com/Oil.html
Une huile minérale multigrade 20W-50 de l'un des groupes I-II-III est, au départ, fabriquée à partir d'une huile minérale monograde SAE 20 pure dérivant du pétrole, à laquelle on ajoute des améliorants de l’indice de viscosité (résistance au changement de viscosité VI en fonction de la température) pour permettre une utilisation opérationnelle dans une plage de températures plus large. Ces améliorants sont essentiellement des molécules « plastiques » ayant une forme de ressorts hélicoïdaux (plastomères) qui se détendent à chaud, la rendant plus visqueuse, ce qui permet de donner à l'huile SAE 20 additivée la viscosité apparente d'une huile SAE 50 à chaud. Lorsque l'huile refroidit, les plastomères se rétractent et l'huile retrouve sa viscosité originale SAE 20 et s'écoule donc comme une huile monograde SAE20 à froid.
UNE HUILE MINÉRALE 20W-50 EST ESSENTIELLEMENT UNE HUILE SAE 2O ÉPAISSIE AVEC DES ADDITIFS DE VISCOSITÉ POUR RÉPONDRE AUX SPÉCIFICATIONS SAE50 À CHAUD !

Avec une huile multigrade à base minérale, plus l'étalement des indices API est important (plus donc est importante la quantité d’additifs), plus l'huile est vulnérable à la chaleur et sensible au cisaillement ou aux chocs subis par les améliorants de viscosité qui provoquent un quasi-éclatement de ces molécules. Si ces améliorants sont en grande quantité dans l’huile, leur destruction peut conduire à une dégradation sévère de l’huile et donc à une usure importante des matériaux, en particulier dans le groupe moteur/boîte de vitesses.

Alors que les huiles minérales sont des mélanges hétérogènes de molécules plus ou moins sélectionnées par raffinage et/ou cracking, les huiles 100 % synthétiques sont fabriquées en synthétisant un seul type de molécules choisi pour ses caractéristiques optimales et ont donc une formulation fondamentalement beaucoup plus homogène. Ces huiles synthétiques sont classées dans les groupes IV ou V en fonction de la base utilisée, c’est-à-dire soit des poly-alpha-oléfine (POA, groupe IV), soit ester (groupe V).
Lorsque les huiles 100 % synthétiques sont refroidies, elles ne s'épaississent pas comme le font les huiles de base minérale. Il en va de même lorsqu'elles sont chauffées : elles conservent leur viscosité et ne se fluidifient pas ou peu. C'est l'un de leurs principaux avantages : elles assurent l'épaisseur du film lubrifiant à des températures plus élevées, tout en permettant un démarrage facile et sûr pour la mécanique.
UNE HUILE 100 % SYNTHÉTIQUE 20W-50 EST ESSENTIELLEMENT UNE HUILE SAE50 QUI RÉPOND ÉGALEMENT AUX SPÉCIFICATIONS SAE 20 À FROID SANS AUCUN ADDITIF, GRACE A SA BASE HOMOGENE !

Avec les huiles synthétiques qui n'utilisent que peu ou pas d'améliorants de viscosité (elles n’en ont pas besoin), les qualités lubrifiantes de l'huile en conditions opérationnelles restent constantes et, bien entendu, bien supérieures à celles des huiles minérales en termes de résistance du film au cisaillement, de stabilité thermique et de résistance à l'oxydation. Une huile 100 % synthétique ayant un faible écart d’indices API, 10W-40 ou 20W-50 par exemple, aura ces performances grâce simplement à l’huile de base et pourra avantageusement remplacer une huile SAE 50. Toutefois, il faudra une certaine quantité d'améliorants de viscosité pour formuler des huiles synthétiques ayant un écart d’indices API important, 0W-50 par exemple, avec notamment une moindre résilience à l’usage et à chaud. Il faut cependant garder à l’esprit qu’il n’est pas nécessaire de conserver un tel écart d’indices avec les huiles synthétiques, une huile 100 % synthétique 20W-50 ayant ainsi des propriétés de viscosité/fluidité et une résilience tant à chaud qu’à froid meilleures qu’une huile de base minérale additivée 10W-60 !

Les huiles du groupe V à base d’ester ont un indice de viscosité plus élevé que les huiles du groupe IV, mais leur principal inconvénient est une affinité naturelle pour l’eau. Dans un climat froid et/ou sans utilisation du véhicule pendant une période prolongée, il est alors conseillé de remplacer l'huile plus souvent pour éviter la corrosion. Les huiles synthétiques du groupe IV à base de PAO sont préférables car elles n'absorbent pas l'humidité.

Huiles pour moteur et boîte de vitesses combinés.

Une huile pour moteur est censée n'entrer en contact qu'avec le moteur mais il arrive que certains moteurs partagent leur huile avec la boîte de vitesses. Une formulation particulière doit alors être utilisée car les engrenages de la boîte de vitesses exercent une charge de cisaillement bien plus élevée sur l'huile que n'importe quelle partie du moteur, et ils désagrègent rapidement une huile minérale, en particulier une huile fluide, ce qui réduit considérablement son efficacité. La boîte de vitesses ajoute aussi une grande quantité de contaminants dans l'huile, ce qui favorise l'usure car les particules d’acier sont très abrasives pour les métaux « jaunes » des moteurs (laiton, cuivre, etc.). Grâce aux capacités d’une huile plus performante, les intervalles de vidange pourraient théoriquement être allongés considérablement, mais le niveau élevé de contaminants que l'huile reçoit de la boîte de vitesses raccourciseent considérablement ces intervalles de vidange.

Les additifs utilisés dans les huiles sont aujourd’hui limités en raison des pôts catalytiques et des restrictions environnementales. C’est le cas notamment du ZDDP (Zinc dialkyl dithiophosphate) par exemple, qui résiste à une pression extrême, réduit l’usure et l'oxydation, mais qui a été progressivement enlevé des huiles autos modernes. Le ZDDP reste cependant encore en quantité substantielle dans les huiles minérales spécifiquement formulées pour moteurs anciens. Des additifs sont aussi utilisés pour permettre des économies de carburant en rendant  l'huile plus "lubrifiante".
Les huiles de base minérale contiennent donc des additifs, notamment des additifs EP (Pression Extreme) qui leur permettent de résister à l'action de cisaillement des engrenages et de durer plus longtemps. Compte tenu des exigences combinées élevées du moteur et de la transmission, il est cependant très difficile de formuler une huile à base minérale qui puisse égaler les performances d'une huile 100 % synthétique.

Les huiles 100 % synthétiques ayant déjà intrinsèquement une résilience du film d’huile bien supérieure à celle des meilleures huiles minérales, elles ont donc une très bonne résistance au cisaillement, en plus de leurs meilleures qualités de lubrification et de refroidissement. Elles ne souffriront donc pas autant dans la boîte de vitesses. Leur point d'éclair en général élevé indique aussi une bonne capacité à supporter des températures élevées et une bonne résistance à l'oxydation ce qui est intéressant: il peut en effet y avoir des points chauds dans le moteur (par exemple, un passage d'huile qui passe très près d'un échappement), et l'huile peut subir localement et temporairement des températures très élevées, même si la température globale est apparemment raisonnable, ce qui peut conduire à une oxydation sournoise. Ces huiles apportent ainsi une plus grande marge de sécurité à chaud. Ces huiles des groupes IV/V sont donc la base idéale. Les additifs spécifiques pour améliorer encore la résistance au cisaillement ne sont donc ajoutés qu’en quantité minimale pour formuler des huiles de base 100 % synthétique spécifiques pour moteur/boîte combinés.

Des huiles synthétiques " diesel " moins chères ?

Dans un moteur diesel le processus de combustion est une "explosion" très violente qui entraîne des chocs dans les bielles et les paliers, à la différence du processus de combustion relativement plus doux d'un moteur à essence. Les moteurs diesel nécessitent donc une huile moteur à viscosité plus élevée qui permet d'amortir les chocs au niveau du vilebrequin.

Une huile pour diesel est formulée avec des niveaux élevés d'additifs pour développer la détergence, l'anti-usure, l'anti-oxydation, la dispersion des suies et la neutralisation des acides. Une huile diesel 100 % synthétique 10W-40 sans améliorants de lubrification constitue donc une alternative bon marché intéressante pour les moteurs à essence qui surpasse de loin toutes les huiles de type minéral, d’où leur utilisation par certains dans leur véhicule essence.

En conclusion

Les huiles 100 % synthétiques (groupes IV et V) sont aujourd’hui le meilleur choix pour un moteur ancien, même si une huile minérale était spécifiée à l’époque.
La seule précaution à prendre sera de vérifier qu’il n’y a pas dans le moteur de joints en matériaux qui pourraient ne pas bien supporter le contact avec la base chimique, PAO ou ester, de ces huiles.
Enfin se posera la question du coût, évidemment supérieur, d’une huile 100 % synthétique en comparaison d’une huile de base minérale ou d’une huile semi-synthétique de base III. A chacun de choisir comme il l’entend !

[JM-GT]

Bravo pour cette superbe analyse !!

[Forzamaz]

Je fais part de mon expérience sur une SUZUKI 600 de 2004 - 66.000Kms.

La préconisation d'origine est une huile semi-synthétique adaptée bien sûr aux motos à cause de la boite de vitesse qui nécessite obligatoirement un additif par rapport à une huile juste moteur. Même avec une zone rouge à 12.000T/mn le fonctionnement est nickel et les vitesses passent en douceur y compris à la limite de la zone rouge.
Suzuki met maintenant de l'huile 100% synthétique qui n'apporte rien de plus (à mon ressenti) mais rend les vitesses moins douces à passer.
NB : un cou...... de garagiste m'avait mis il y a quelques années de l'huile moteur auto et au bout de 250 Kms les vitesses ne passaient plus du tout ...

[maseramo]

Merci Froggie pour ce super topo très clair et précis et merci Forzamaz pour ces renseignements sur l’huile moteur-boite de ta moto

[Dom3200]

Merci pour ce reportage très intéressant !

[Froggie]

La préconisation d'origine est une huile semi-synthétique adaptée bien sûr aux motos à cause de la boite de vitesse qui nécessite obligatoirement un additif par rapport à une huile juste moteur.
...
Suzuki met maintenant de l'huile 100% synthétique qui n'apporte rien de plus (à mon ressenti) mais rend les vitesses moins douces à passer.

Bizarre...
L'huile synthétique est-elle spécifiée pour moto (avec donc peut-être quelques additifs pour la boîte de vitesses) ou non?

[Forzamaz]

C'est l'huile dont il dispose maintenant en concession donc j'imagine que oui mais je trouve que ça marche moins bien, ça accroche parfois.