Abstract FR:

Au cours de son fonctionnement, des dépôts issus du carburant et du lubrifiant se forment dans différents organes d'un moteur. En général, ces dépôts affectent quatre fonctions essentielles que sont le dosage du carburant, l'admission du mélange air/carburant, la lubrification et la combustion. Ces dépôts peuvent conduire à une dégradation des performances et de l'agrément de conduite, à une augmentation de la consommation et des émissions de polluants et peuvent occasionner la destruction du moteur. Pour remédier à ces problèmes, des additifs détergents-dispersants sont utilisés dans les carburants et les lubrifiants pour empêcher ou réduire l'adhésion des dépôts sur les surfaces métalliques et prévenir l'agrégation des dépôts. Les additifs étudiés possèdent une structure de polymère tensioactif de type polyisobutenylsuccinimide. Dans un premier temps, des additifs de structure peigne ont été synthétisés. Leur performance ainsi que leur mode d'action ont pu ensuite être évalués par comparaison de ces additifs avec des additifs classiques de structure dibloc. La comparaison de ces structures a été possible grâce à différentes techniques physico-chimiques telles que l'élaboration d'isothermes d'adsorption en milieu organique, la microcalorimétrie, la diffusion des neutrons, l'évaluation de la taille des agrégats par diffusion dynamique de la lumière en milieu noir et la rhéologie. Ces additifs s'adsorbent par leur partie hydrophile de type polyamine sur les acides de surface du noir de carbone pris comme modèle des dépôts moteur et sur les fonctions alumine de la poudre d'aluminium prise comme modèle de la paroi métallique du moteur. Lorsque la température augmente, ils ont tendance à s'adsorber davantage sur le noir de carbone que sur l'aluminium. Leur affinité pour la surface solide croit avec la longueur croissante de la chaine hydrophile ou par le passage d'une structure dibloc a une structure peigne. Aux faibles concentrations en additif, cette adsorption a l'interface solide/hydrocarbure est irréversible du fait du caractère polymère de la partie hydrophile. Après la formation d'une monocouche plus ou moins compacte suivant l'encombrement de la partie hydrophile de l'additif sur la surface solide, apparait aux fortes concentrations un accroissement de la quantité adsorbée. Cette augmentation serait provoquée par un phénomène d'hémi-micellisation inverse. Les interactions additifs-monocouche sont faibles puisque le phénomène est totalement réversible. La structure peigne améliore l'efficacité dispersante de la structure dibloc en contraignant les parties hydrophiles à se serrer les unes contre les autres diminuant ainsi leur encombrement sur la surface solide et favorisant l'étirement des chaines hydrophobes. La monocouche étant par conséquent plus compacte et plus stable d'après l'évolution de l'entropie du système, la stabilité colloïdale par répulsion hydrophobe des suspensions de noir de carbone stabilisées par des additifs de structure peigne est d'autant plus performante qu'un abaissement de la viscosité de la suspension est observée par rapport aux structures diblocs.