Où trouverez-vous de la chimie dans votre voiture ?

Que peut-on utiliser pour construire une voiture ?

Bien que le cœur de chaque voiture soit le moteur qui détermine dans une large mesure la dynamique de l’ensemble du véhicule, d’autres composants, y compris la carrosserie, jouent un rôle tout aussi important. Le matériau dont il est fait est une combinaison de connaissances et d’expériences en chimie, physique et ingénierie des matériaux. Bien que l’acier reste le matériau de base utilisé dans les carrosseries automobiles, l’utilisation de composites, de polymères et même de certains déchets recyclés gagne en popularité. La plupart des éléments de carrosserie sont en acier laminé. L’acier est un alliage de fer et de carbone. De plus, pour améliorer les performances du matériau final, des modificateurs sont introduits sous la forme d’éléments chimiques sélectionnés, notamment le cuivre, le manganèse, le nickel et le cobalt. En fonction du composant structurel de la voiture, l’acier utilisé aura une composition pondérale quelque peu différente ; par exemple, l’acier utilisé dans la section des roulements se distingue par une faible teneur en carbone. De plus, pour répondre à des exigences spécifiques, les ingénieurs ont développé des qualités d’acier spéciales, notamment celles qui garantissent la ductilité ou la résistance souhaitée du produit fini. L’aluminium peut être utilisé pour fabriquer un châssis de voiture, par exemple. L’aluminium présente certains inconvénients par rapport à l’acier (par exemple, une résistance mécanique moindre) mais est également moins sensible à l’humidité. Il n’est pas utilisé sous forme de métal pur, mais uniquement sous forme d’alliages. Le type et la quantité d’additifs pour alliages dépendent des propriétés finales requises. Les additifs les plus couramment utilisés sont le magnésium, le silicium, le cuivre et le manganèse. Les alliages individuels diffèrent par leurs paramètres, c’est pourquoi ils doivent être sélectionnés en fonction des exigences de l’élément final. Les matériaux structurels populaires incluent les composites . C’est ce que nous appelons les matériaux composés de plus de deux composants. Les composites pour l’industrie automobile sont produits à partir de métaux dits de base (fer et ses alliages, alliages de nickel, aluminium, magnésium, cuivre, etc.), de céramiques de base (oxyde d’aluminium, nitrure de silicium, etc.) et de polymères (résines thermodurcissables et durcissables chimiquement, matériaux thermoplastiques, etc.). Les composites les plus couramment utilisés sont les fibres de verre. Ils sont produits en ajoutant une charge polymère à la fibre de verre . Ces dernières années, une attention particulière a été portée à l’utilisation de composites renforcés de fibres de carbone en raison de leurs nombreux avantages, notamment leur haute résistance mécanique.

Carburants et lubrifiants

Les carburants et lubrifiants sont d’autres éléments importants qui jouent un rôle très important dans l’industrie automobile. Ici, nous pouvons également trouver de nombreux composés chimiques.

Carburants

L’aspect le plus important des carburants réside dans leurs propriétés. Ils dépendent directement de leur composition chimique. Les carburants sont des produits à base principalement d’hydrocarbures et contenant des mélanges d’autres éléments.

• L’essence est un mélange liquide d’hydrocarbures aliphatiques contenant 5 à 12 atomes de carbone, obtenu par rectification du pétrole brut. De plus, l’essence contient des hydrocarbures insaturés (contenant de multiples liaisons dans leurs molécules) et des hydrocarbures aromatiques (contenant des cycles benzéniques). Pour améliorer les propriétés, des agents dits anti-détonants (composés chimiques sélectionnés) sont également ajoutés. Leur teneur totale ne dépasse généralement pas 1 %. Un paramètre important qui indique la qualité de l’essence est l’indice d’octane. Sa valeur définit la capacité du carburant à brûler efficacement. Les stations-service proposent normalement des essences avec un indice d’octane de 95 et 98.
• Le gasoil est un carburant obtenu par distillation du pétrole brut. Le diesel contient des fractions naphténiques, paraffiniques et aromatiques. Le produit brut contient une quantité considérable de soufre, ce qui est hautement indésirable. C’est pourquoi le soufre est extrait par hydroraffinage. La qualité du diesel est déterminée par ce qu’on appelle l’indice de cétane. C’est un paramètre qui indique la capacité du diesel à s’auto-enflammer. Cela dépend strictement de la composition chimique. Plus la valeur est élevée, plus il est facile de démarrer un moteur froid avec les émissions d’échappement les plus faibles possibles.
• Le GPL et le GNC sont deux types de gaz utilisés dans l’industrie automobile. Les voitures utilisent généralement des systèmes GPL. Ce gaz est un mélange d’hydrocarbures provenant du pétrole. Ses principaux composants sont le propane et le butane. Ses champs accompagnent le pétrole brut et sont extraits avec lui. Le GPL est obtenu comme sous-produit du traitement du pétrole brut. CNG signifie gaz naturel comprimé, extrait des puits. C’est un gaz naturel, principalement du méthane. Il peut également contenir de petites quantités d’azote, d’éthane ou de propane. Le contenu de chaque composant dépend du gisement de gaz.

En savoir plus sur la chimie pour l’ industrie des carburants . Et sur l’extraction et la production de pétrole et de gaz .

Lubrifiants

Les lubrifiants sont tout aussi importants pour les véhicules automobiles. Ils jouent un certain nombre de rôles dans le contrôle du frottement et de l’usure des composants individuels. Les lubrifiants protègent également le moteur contre la corrosion , garantissent une température de piston appropriée, et bien plus encore. La classification générale des lubrifiants utilisés dans l’industrie automobile comprend :

• Les huiles moteur sont des agents lubrifiants qui protègent le moteur. Ils sont en grande majorité constitués d’huile de base, le reste étant constitué d’additifs qui affectent leurs propriétés. La base est généralement constituée d’huiles minérales, qui sont un mélange d’hydrocarbures liquides provenant du traitement du pétrole brut. Les additifs utilisés comprennent des composés tensioactifs (qui agissent comme émulsifiants ), des modificateurs de viscosité ou des agents anticorrosifs.
• Le rôle principal des huiles de transmission est de réduire la friction entre les éléments d’accouplement. Leur composant principal est l’huile de base, qui est une huile minérale ou synthétique. Le reste est constitué de divers additifs.
• Graisses plastiques appliquées au niveau des connexions des éléments mobiles (tels que roulements ou joints). La structure des graisses plastiques ressemble à une structure constituée d’un épaississant (généralement de simples savons, cires, polymères ou silice hydrolysée) contenant une huile à l’intérieur. La phase à grand volume dans les lubrifiants est dominée par la phase continue, composée d’huiles minérales ou synthétiques, de polyglycols, d’esters ou de silicones liquides. Des améliorants tels que des poudres métalliques, du téflon ou du bisulfure de molybdène sont également utilisés. La composition des graisses plastiques peut varier considérablement en fonction du fabricant ainsi que des propriétés et de l’utilisation finale de la graisse.

Apprenez-en davantage sur les lubrifiants industriels et les fluides fonctionnels .

Cellule galvanique automobile, c’est-à-dire la batterie

La batterie est une source d’énergie électrochimique réversible. Dans les voitures, il est chargé de stocker l’énergie qui peut être utilisée, par exemple, pour alimenter tous les équipements et systèmes de la voiture ou pour démarrer le moteur. Des réactions chimiques se produisent dans chaque cellule, qui est la source d’électrons. Les électrons en mouvement forment du courant électrique. Le principal type de batteries utilisées dans les voitures sont les batteries au plomb. Les batteries sont des appareils hautement « chimiques ». Ils sont constitués d’une série de cellules interconnectées en série. Ils sont placés dans des compartiments séparés d’un boîtier en matériau résistant aux acides. Une seule cellule est constituée de plaques positives et négatives disposées en alternance. L’électrode positive est en dioxyde de plomb et l’électrode négative est en plomb poreux. L’ossature de chaque plaque est constituée d’une grille en alliage plomb-calcium. Les dernières batteries contiennent également un autre élément chimique : l’argent. Il augmente la résistance de l’appareil au fonctionnement cyclique et aux températures élevées de l’électrolyte. Les entretoises de plaques d’une batterie sont en polyéthylène . L’espace entre les plaques est rempli d’une solution aqueuse à 37 %d’acide sulfurique (VI). Le principe de fonctionnement des batteries repose sur la réaction chimique qui se produit. L’eau provenant de l’ acide sulfurique (VI) provoque la décomposition (dissociation) des molécules de l’acide en ions hydrogène et radicaux acides, qui sont transportés entre les plaques positives et négatives pendant la charge et la décharge de la batterie. Lorsque la batterie est connectée à un récepteur de courant, le courant circule à travers l’électrolyte. La composition chimique des électrodes change et du sulfate de plomb se forme, ce qui provoque la décharge de la batterie. La recharge s’effectue en inversant l’ensemble du processus. Lorsque le courant provient d’une source externe, telle qu’un redresseur, le sulfate de plomb est reconverti en dioxyde de plomb et en plomb poreux. Le processus de charge s’accompagne également de la décomposition (électrolyse) de l’eau en oxygène et hydrogène.

Produits chimiques d’entretien automobile

Personne n’a besoin d’être convaincu que l’entretien d’une voiture est extrêmement important. Cela permet non seulement de garder la voiture propre et bien entretenue, mais contribue également à prolonger la durée de vie utile de nombreux éléments d’équipement. Les produits utilisés pour l’entretien des véhicules sont communément appelés produits chimiques d’entretien automobile . Il s’agit notamment de produits conçus pour :

• soin du corps,
• entretien des tissus d’ameublement,
• entretien du tableau de bord,
• préserver les pièces mécaniques.

Les produits répertoriés contiennent un certain nombre de substances chimiques. Leur type et leur quantité dépendent de l’utilisation finale. Les produits destinés au lavage et au soin du corps, comme les shampoings automobiles, contiendront principalement des tensioactifs (agents tensioactifs). Ils sont responsables de l’élimination efficace de la saleté. Ces substances comprennent des composés portant des noms INCI tels que le laurylsulfate de sodium ou le coco dieathanolamide. De plus, le chlorure de sodium et l’alcool isopropylique sont souvent utilisés. Les alcools sont notamment utilisés dans les préparations destinées au nettoyage et à l’entretien des vitres des voitures. Ils facilitent l’élimination des saletés et s’évaporent rapidement sans laisser de traces. Les produits destinés au nettoyage des selleries et du tableau de bord comprennent principalement des substances aux propriétés nettoyantes et dégraissantes ainsi que des tensioactifs et des cires. Les composés parfumés sont utilisés comme additifs. Découvrez les produits prêts à l’emploi et les formulations chimiques pour l’industrie de l’entretien automobile .