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L''''huile pour transformateur''' est une {{citation|huile isolante pour [[Transformateur électrique|transformateurs]] et appareillages électriques semblables pour lesquels une stabilité à l'oxydation normale est requise<ref>CEI 60296, clause 3.1, version 2003</ref>{{,}}<ref>La norme CEI précise minérale, cependant cette définition est également valable pour les autres huiles pour transformateur.</ref>.}}
Elle sert également à imprégner [[Transformateur_de_puissance#Isolation_papier|l'isolation papier]] de ces composants<ref name="k287"/>{{,}}<ref name="t1"/>.
Il s'agissait traditionnellement d'[[huile minérale]] hautement raffinée<ref name="k289">{{harvsp|Kuechler|id=k|2005|p=289}}</ref>. Les huiles minérales correctement recyclées ou régénérées sont maintenant acceptées par les dernières normes internationales<ref>CEI 60296, version 5, 2020.</ref>.

L'huile est un bon conducteur thermique, et sa circulation au travers de radiateurs permet d'évacuer la [[chaleur (sensation)|chaleur]] produite par les bobines et le circuit magnétique du transformateur<ref name="t8">{{harvsp|Perrier|id=these|p=8}}</ref>. Elle permet aussi l'isolation diélectrique des enroulements entre eux<ref name="k287">{{harvsp|Kuechler|id=k|2005|p=287}}</ref>.
De ce fait, elle doit posséder un haut niveau d'isolation diélectrique et un [[point d'éclair]] élevé pour permettre une exploitation en toute sécurité<ref name="t1"/>.

Les huiles minérales pour transformateurs ont naturellement un point éclair relativement bas. Pour cette raison, elles ont été partiellement remplacées par les [[polychlorobiphényle]]s (PCB) entre les années 1930 et 1970. Toutefois, à cause de la pollution qu'ils peuvent engendrer, les PCB ont été interdits.

D’autres types d’huiles isolantes pour transformateurs à haut point de feu ont été développées, comme les huiles de silicone, les [[ester synthétique|esters synthétiques]] et les huiles végétales<ref name="t1">{{harvsp|Perrier|id=these|p=1}}</ref>. Ces nouveaux fluides permettent d’éviter les feux de transformateurs électriques<ref>{{Lien web |titre=Proxigo - Les feux de transfomateurs ne sont pas une fatalité |url=https://www.proxigo.net/les-feux-de-transformateurs-ne-sont-pas-une-fatalite.html |site=www.proxigo.net |consulté le=2021-08-30}}</ref>.

Les esters synthétiques et les huiles végétales sont de surcroit biodégradables. Ces produits sont utilisés pour réduire les risques d’incendie des transformateurs et également pour leur biodégradabilité et leur meilleur bilan environnemental. Historiquement employés dans les [[transformateur de puissance|transformateurs de distribution]] et de [[Transformateur de puissance#Transformateurs_de_traction|traction]]<ref name="t1" />{{,}}<ref name="t88">{{harvsp|Perrier|id=these|p=88}}</ref>, ils se développent aujourd’hui dans tous les types de transformateurs, y compris les transformateurs de puissance<ref>{{Article |prénom1=M.A. |nom1=Abdallah |titre=Properties of transformer oil under different types of voltages |périodique=11th International Symposium on High-Voltage Engineering (ISH 99) |éditeur=IEE |date=1999 |doi=10.1049/cp:19990771 |lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1049/cp:19990771 |consulté le=2021-08-30 }}</ref> et les traversées<ref>{{Article |prénom1=Justin C. |nom1=Bolger |prénom2=Silvio L. |nom2=Morano |titre=Epoxy encapsulation compounds with improved thermal shock and reversion resistance |périodique=1975 EIC 12th Electrical/Electronics Insulation Conference |éditeur=IEEE |date=1975-11 |doi=10.1109/eic.1975.7458553 |lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1109/eic.1975.7458553 |consulté le=2021-08-30 }}</ref>.

L'huile perd de ses propriétés [[diélectrique]]s avec le vieillissement, qui est avant tout causé par l'[[Réaction d'oxydoréduction|oxydation]] et l'[[hydrolyse]], deux phénomènes qui s'accélèrent avec la température<ref name="k290">{{harvsp|Kuechler|id=k|2005|p=290}}</ref>{{,}}<ref name="t15">{{harvsp|Perrier|id=these|p=15}}</ref>.

== Huile minérale ==
=== Composition ===
==== Généralités ====
Les [[Huile minérale|huiles minérales]] pour transformateur sont principalement composées de quatre familles d'[[hydrocarbure]]s : les [[paraffine]]s, les [[naphtène]]s, les [[Composé aromatique|aromatiques]] et les [[alcène]]s<ref name="k289"/>.
La paraffine a le défaut de geler rapidement et d'empêcher l'exploitation des transformateurs par grands froids. Si le taux de paraffine est en dessous de 50 %, on parle d'« huile naphténique », s'il se trouve entre 50 et 56 % d'« huile intermédiaire », au-delà d'« huile paraffinique »<ref name="t92"/>.

Les aromatiques ont un effet sur le vieillissement de l'huile à double tranchant : à cause de l'effet qu'ils ont sur l'oxygène en présence de lumière ils dégradent l'huile<ref name="k290"/>, d'un autre côté leur production de [[phénol (groupe)|phénol]]s permet de détruire les [[radical (chimie)|radicaux libres]] sources de vieillissement<ref name="t92">{{harvsp|Perrier|id=these|p=92}}</ref>. Ils stockent le [[dihydrogène]] émis par les [[décharge partielle|décharges partielles]]. Ils sont donc peu présents dans les huiles utilisées dans les transformateurs très sujets au vieillissement, ils sont par contre laissés dans les condensateurs et les traversées isolées.
Les alcènes accélèrent également la dégradation de l'huile et sont donc éliminés<ref name="k289"/>. Par ailleurs le soufre qui peut être présent dans l'huile doit être enlevé. Il est en effet fortement corrosif<ref name="ka284">{{harvsp|Karsai, Kerényi, Kiss|1987|id=ka|p=284}}</ref>.
Les [[furane]]s, à savoir le 2-Furfural, doivent également être absents<ref>CEI 60296, clause 6.19, version 2003</ref>.
Pour limiter le vieillissement des additifs antioxydants sont ajoutés à l'huile, on parle alors d'huile inhibée, dans le cas contraire d'huile non inhibée<ref>CEI 60296, clause 3.5 et 3.7, version 2003</ref>{{,}}<ref>{{lien web|url=http://www-static.shell.com/static/fra/downloads/lubricants/diala_brochure.pdf|titre=Catalogue Shell pour les huiles de transformateurs|consulté le=27 mars 2012}}</ref>.
Ces additifs disparaissent avec le temps, il convient donc de les renouveler<ref name="k289"/>.

==== Humidité ====
Une huile minérale pour transformateur se doit d'être particulièrement sèche. La présence d'eau fait décroître de manière drastique la [[rigidité diélectrique]] de l'huile minérale<ref name="k208">{{harvsp|Kuechler|id=k|2005|p=208}}</ref>. Le cas échéant une pompe avec mécanisme de filtration peut être équipée sur l'appareil pour réduire cette valeur.

==== Impureté ====
L'isolation papier du transformateur se décompose avec le temps dans l'huile. Ces fibres font décroître la [[rigidité diélectrique]] de l'huile<ref name="k208"/>.

==== Huile à base de gaz liquéfié ====
En 2013, Shell annonce être capable de produire de l'[[GTL|huile synthétique]] isoparaffinique depuis l'usine de [[Pearl GTL]]. L'huile ainsi produite contient très peu de soufre et d'aromatique. Shell revendique que cette huile se dégrade moins vite avec le temps qu'une huile raffinée  tout en conservant les mêmes propriétés de [[conductivité thermique]] et de fluidité<ref> {{lien web|langue=de|url=http://www.shell.de/aboutshell/media-centre/news-and-media-releases/2013/shell-diala-s4zxi-04062013.html|titre=Shell stellt neues inhibiertes Premium-Transformatorenöl auf Basis von GTL-Grundölen vor: Shell Diala S4 ZX-I|consulté le=24 octobre 2013}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web|url=http://www.coilwindingexpo.com/berlin/files/_peter_smith.pdf|langue=en|titre=The benefits of inhibited transformer oils
using gas-to-liquids based technology|lieu=Berlin|consulté le=24 octobre 2013}}</ref>.

=== Propriétés ===
==== Viscosité ====
[[Fichier:Viscosite huile.PNG|thumb|upright=2.5|Allure de la viscosité cinématique des différents types d'huiles pour transformateur<ref>{{lien web|langue=en|url=http://www.midel.com/kinematic-viscosity.htm|titre=Viscosité cinématique de l'ester synthétique Midel 7131|consulté le=10 juillet 2012}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|url=http://www.electricalmanuals.net/files/TRANSFORMERS/COOPER/OIL/BULLETIN-99048.pdf|titre=Viscosité cinématique de l'ester naturel FR3|consulté le=10 juillet 2012}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|url=http://www.bluestarsilicones.com/webdav/site/BSI/users/wendy/public/DOCUMENTS%20TELECHARGEABLES/HUILES%2047/Oils47_EN_V2010.pdf|titre=Viscosité cinématique des huiles de silicones Rhodia|consulté le=10 juillet 2012|brisé le=1541651720}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|url=https://nyport.nynas.com/Apps/1112.nsf/wnpds/Nytro_10XN_IEC/$File/PDS_Nytro_10XN_EN.pdf|titre=Fiche technique de l'huile minérale Nynas Nytro 10X|consulté le=10 juillet 2012}}</ref>{{,}}<ref name="compa">{{lien web |langue=en |titre=Comparaison des trois types d'huile réalisé par M&I matérials |url=http://www.midel.com/uploads/midel/documents/technical/French%20Technical%20Documents/MIDEL_7131_Comparison_to_Alternative_Technologies_Fr.pdf |consulté le=10 juillet 2012 |brisé le=1541651720}}</ref>.]]
La [[viscosité]] influe sur le transfert de chaleur, et par conséquent la montée en température de l'appareil<ref name="CEI 60296, clause 6.1">CEI 60296, clause 6.1, version 2003</ref>.

La viscosité est aussi importante pour le démarrage à froid des transformateurs. Pour une huile minérale, la viscosité ne doit pas être supérieure à {{unité|1800|mm{{2}}/s}} à -40°C<ref name="CEI 60296, clause 6.1" /> . En plus de la viscosité, d'autres paramètres influencent la {{citation|température minimale de démarrage en puissance}} d'un transformateur (LCSET- Lowest Cold Start Energizing Temperature), tels que le [[point d'écoulement]] du fluide et la rigidité diélectrique du fluide à basse température (en effet, la présence d'eau libre dans le transformateur entraîne un risque important de défaut électrique).

La faible viscosité de l'huile minérale est un avantage pour la dissipation de la chaleur par rapport aux huiles de silicone ou à base d'esters<ref name="t0">{{harvsp|Perrier|id=these|p=0}}</ref>.

==== Rigidité diélectrique ====
La rigidité diélectrique doit atteindre des valeurs de {{unité/2|70|kV}}/{{unité|2.5|mm}}<ref>CEI 60296, clause 6.3, version 2003</ref>{{,}}<ref>On a tendance à utiliser cette échelle en kV par {{unité|2.5|mm}} à cause de la manière dont est effectuée la mesure de la tension de claquage, on n'a ainsi aucune conversion à effectuer.</ref>. Cette valeur de {{unité|280|kV/cm}} est à mettre en relation avec les {{unité|24.4|kV/cm}} de l'air sous condition normale<ref name="k183">{{harvsp|Kuechler|id=k|2005|p=183}}</ref>. La {{citation|tension de claquage}} est une mesure de sa capacité à résister à une [[tension électrique]] dans un appareil<ref>CEI 60296, clause 6.4, version 2003</ref>.

==== Acidité et stabilité à l'oxydation ====
Si l'huile pour transformateur n'est pas stable à l'[[Réaction d'oxydoréduction|oxydation]] (action de l'[[oxygène]] sur l'huile), des boues et de l'acidité se forme<ref>CEI 60296, clause 6.12, version 2003</ref>. Les décharges partielles et de forts [[Champ électrique|champs électriques]] amplifient le phénomène<ref name="k290"/>.

==== Point d'éclair ====
Le [[point d'éclair]] de l'huile pour transformateur doit être élevé, supérieur à {{tmp|135|°C}} pour des raisons de sécurité<ref>CEI 60296, clause 6.15, version 2003</ref>{{,}}<ref>CEI 60296, tableau 2, version 2003</ref>. Un dépassement de cette température peut conduire à des incendies voire à des explosions qui peuvent endommager gravement les installations environnantes<ref name="t96">{{harvsp|Perrier|id=these|p=96}}</ref>.

==== Vieillissement ====
Le vieillissement de l'huile minérale est principalement dû à son oxydation elle-même causée par la présence d'oxygène et d'humidité dans l'huile. La réaction est également très dépendante de la température à partir de {{tmp|60|°C}} sa vitesse double toutes les augmentations de 8 à {{tmp|10|°C}}<ref name="t17">{{harvsp|Perrier|id=these|p=17}}</ref>.

Les effets de l'oxydation, sont une augmentation du facteur de perte électrique  (<math>tan  \delta </math>), de la viscosité, de l'acidité, de la corrosivité et de la teneur en eau de l'huile<ref name="t18">{{harvsp|Perrier|id=these|p=18}}</ref>. Sur le plan visuel, l'huile oxydée est plus trouble que l'huile neuve.

Le second facteur de vieillissement est l'augmentation de la teneur en eau qui dégrade les propriétés diélectriques de l'huile minérale. La [[solubilité]] de cette dernière augmente avec la température<ref name="t21">{{harvsp|Perrier|id=these|p=21}}</ref>. Les [[décharge partielle|décharges partielles]] sont une dernière cause de vieillissement par les gaz qu'elles dégagent dans l'huile qui détériorent ses propriétés diélectriques<ref name="t25">{{harvsp|Perrier|id=these|p=25}}</ref>.

Pour lutter contre le vieillissement, des pompes munies de systèmes d'assèchement et de dégazage de l'huile ainsi que d'un filtre peuvent être utilisées.

==== Coût ====
Le prix de l’huile minérale dépend du prix du pétrole. Historiquement, elle est moins chère que ses alternatives, ce qui fait qu’elle est encore beaucoup utilisée, malgré ses inconvénients: produit dangereux en cas d’aspiration, polluant, non biodégradable et plus facilement inflammable que ses alternatives<ref name="t90">{{harvsp|Perrier|id=these|p=90}}</ref>.

=== Désignation ===
Pour référencer les huiles minérales, on utilise un code. La première lettre désigne l'inhibition de l'huile, le U sert pour les huiles non inhibées, le T pour celles faiblement inhibées et le I pour celles inhibées<ref>CEI 60296, clause 5.1.2, version 2003</ref>.
La {{citation|température minimale de démarrage en puissance}} suit.

=== Pollution ===
[[Fichier:Biodegradabilite huile.PNG|thumb|upright=2.5|Allure de la biodégradation des différents types d'huiles<ref>{{lien web|langue=en|url=http://www.nttworldwide.com/docs/fr3brochure.pdf|titre=Biodégradabilité de l'ester naturel FR3 en comparaison de l'huile minérale|consulté le=10 juillet 2012}}</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|url=http://www.midel.com/uploads/midel/documents/technical/MIDEL_7131_Greater_Environmental_Protection%5B1%5D.pdf|titre=Biodégradabilité de l'ester synthétique Midel 7131 en comparaison de l'huile minérale et de l'huile de silicone|consulté le=10 juillet 2012|brisé le=1541651720}}</ref>.]]
Les transformateurs contiennent jusqu'à plus de cent tonnes d'huile. Les huiles minérales ne sont pas biodégradables, des fuites peuvent donc entraîner des dégâts sur l'environnement en général et la [[nappe phréatique]] en particulier<ref>{{article|lang=en|titre=Vegetable Oils for Liquid-Filled
Transformers|prénom1=T.V.|nom1=Oommen|année=2002|lieu=Raleigh|périodique=IEEE Electrical insulation magazine}}</ref>.

=== Tests de qualité ===
==== Tension de claquage ====
La mesure de la [[tension de claquage]] de l'huile consiste à placer dans l'huile à tester deux électrodes de bronze ou d'acier de forme demi-elliptiques (diamètre {{unité|36|mm}} de largeur et {{unité|26|mm}} sur la profondeur) normalisées à une distance de {{unité|2.5|mm}} l'une de l'autre. Elles doivent être propres et ne pas comporter de cratères dus à de précédentes mesures<ref>CEI 60156, clause 4.2, version 1995</ref>.
La tension est ensuite augmentée à vitesse constante de {{unité|2|kV/s}} jusqu'à l'apparition d'une [[décharge électrostatique|décharge électrique]]. La tension atteinte est la tension de claquage. À cause du caractère aléatoire du phénomène provoquant la décharge électrique, la mesure doit être reproduite plusieurs fois (6 dans la norme), en respectant des pauses entre chaque mesure afin de permettre la dissipation des gaz formés lors de la décharge<ref>CEI 60156, clause 9.3, version 1995</ref>.
La dispersion est due aux impuretés, dont la présence ne peut être contrôlée. Cet aspect statistique amène à utiliser les transformateurs à des contraintes électriques toujours très inférieures à la rigidité moyenne pour avoir un [[coefficient de sécurité]] élevé<ref name="t38">{{harvsp|Perrier|id=these|p=38}}</ref>.

L'étude des phénomènes liés à la tension de claquage de l'huile est assez complexe, de nombreux paramètres entrant en jeu<ref name="t37bis">{{harvsp|Perrier|id=these|p=37-45}}</ref>. De plus la grande incertitude statistique rend toute conclusion définitive toujours sujette à caution.

==== Mesure de l'humidité ====
[[Fichier:KF Titrator.jpg|thumb|Matériel pour réaliser une titration Karl Fischer.]]
{{article détaillé|Méthode de Karl Fischer}}
Pour mesurer l'humidité présente dans l'huile, on utilise habituellement le procédé de titration Karl Fisher<ref name="k290"/>.

==== Mesure de l'acidité ====
Pour mesurer l'oxydation de l'huile, on mesure son [[Potentiel hydrogène|pH]]. Pour cela la méthode traditionnelle consiste à mesurer la quantité de potasse alcoolique (KOH{{ind|alc}}) à ajouter dans l'huile pour la neutraliser. Une méthode plus récente, basée sur un [[titrage potentiométrique]] est également utilisée<ref name="t20">{{harvsp|Perrier|id=these|p=20}}</ref>.

==== Mesure du soufre potentiellement corrosif ====
La présence de molécules soufrées dans les huiles isolantes minérales peut entraîner la corrosion des matériaux métalliques, allant dans certains cas jusqu'à la défaillance du transformateur. Pour éviter ce phénomène, les dernières versions de la norme CEI 60296 comprennent des mesures du soufre potentiellement corrosif contenu dans les huiles minérales (méthode ASTM D 1275 B ou méthode IEC 62535)  et des mesures de certaines molécules soufrées particulièrement agressives pour les métaux (mesure de la teneur en disulfure de dibenzyle DBDS par la méthode CEI 62697-1)

Ce phénomène de soufre corrosif ne se produit pas avec les huiles à base de gaz liquéfié, ni avec les huiles de silicone, les esters synthétiques ou les huiles végétales.

==== Autres ====
* On peut mesurer le facteur de perte électrique (<math>\tan\delta</math>) grâce à un montage en pont<ref name="t35">{{harvsp|Perrier|id=these|p=35}}</ref>.
* À noter que l'[[analyse des gaz dissous]] ne renseigne pas sur l'état de l'huile mais plutôt de celui du transformateur<ref name="k290"/>.

=== Toxicité ===
Au sein de l'Union Européenne, la réglementation REACH s'applique afin de protéger la santé des citoyens et l'environnement. Les huiles minérales isolantes sont des hydrocarbures de faible viscosité cinématique (inférieure à 12 centistokes à 40 °C). Elles sont considérées par la réglementation (CE) 1907/2006 REACH comme dangereuses pour la santé en cas d'aspiration<ref>Règlement (CE) n°1907/2006 du 18/12/2006 concernant l'enregistrement, l'évaluation et l'autorisation des substances chimiques, ainsi que les restrictions applicable à ces substances (REACH) instituant une agence européenne des produits chimiques

</ref>.

Elles doivent donc être signalées par le pictogramme de danger:  SGH 08 danger pour la santé<ref>Réglementation(CE) n° 1272/2008 du 16/12/2008 classification, étiquetage et emballage des substances et des mélanges</ref>

et porter la mention de danger: H304 Peut être mortel en cas d'ingestion et de pénétration dans les voies respiratoires.

Les huiles esters végétales et synthétiques et les huiles silicones ne sont pas considérées comme dangereuses par la réglementation REACH.

== Huile de silicone ==
Une huile de [[silicone]] est constituée de [[siloxane]] polymérisé associé à des chaînes organiques. Les composants sont donc de la forme (…Si-O-Si-O-Si…), alors que pour l'[[huile minérale]] c'est ([[chaîne carbonée|…C-C-C-C…]]).
Un exemple typique est le [[polydiméthylsiloxane]] (PDMS) de formule (H<sub>3</sub>C)[Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O]<sub>''n''</sub>Si(CH<sub>3</sub>)<sub>3</sub><ref name="t104">{{harvsp|Perrier|id=these|p=104}}</ref>{{,}}<ref name="sil">{{lien web|url=http://www.silitech.ch/upload/fiche_technique_f/198.pdf|titre=Fiche technique d'une huile de silicone, par Bluestar silicone|consulté le=3 avril 2012}}</ref>. On peut faire un parallèle avec les [[alcane]]s pour les [[hydrocarbure]]s.

Les huiles de silicone ont une très bonne [[stabilité chimique]], ce qui veut dire une bonne résistance au vieillissement<ref name="t105">{{harvsp|Perrier|id=these|p=105}}</ref>. De plus, les huiles de silicone ont un point de flamme presque deux fois plus élevé que les huiles minérales, de l'ordre de {{tmp|300|°C}} au lieu de {{tmp|150|°C}}, ce qui réduit le risque d'explosion des transformateurs de puissances. Leur viscosité est également faible à basse température. Au niveau des désavantages, il semblerait que les huiles de silicones n'assurent pas le même niveau d'isolation diélectrique que les huiles minérales pour de grands volumes. La viscosité à haute température est supérieure à celle des autres huiles<ref name="t105"/>. Le coût des huiles de silicone est également nettement supérieur à celui de l'huile minérale (d'un facteur environ 8)<ref name="k292">{{harvsp|Kuechler|id=k|2005|p=292}}</ref>{{,}}<ref name="t106"/>. Le manque de retour d'expérience joue également en leurs défaveurs<ref name="k292"/>.
Une huile de silicone se dilate également plus sous l'effet de la température que l'huile minérale<ref name="sil"/>. Elles sont certes inertes, mais difficilement biodégradables<ref name="t106">{{harvsp|Perrier|id=these|p=106}}</ref>.

== Huile ester synthétique ==
Les [[ester synthétique|esters synthétiques]], aussi appelés esters de [[pentaérythritol]] ou esters organiques, sont des alternatives aux huiles minérales qui peuvent passer les tests de biodégradabilité immédiate<ref name="t91">{{harvsp|Perrier|id=these|p=91}}</ref>{{,}}<ref name="t102">{{harvsp|Perrier|id=these|p=102}}</ref>. Les esters de pentaérythritol sont les esters synthétiques les plus communément utilisés dans les transformateurs<ref name="t97">{{harvsp|Perrier|id=these|p=97}}</ref>. Ils peuvent absorber beaucoup plus d'eau que les huiles minérales, sans que cela ait d'effet important sur leur rigidité diélectrique<ref name="t98">{{harvsp|Perrier|id=these|p=98}}</ref>. Cette capacité à absorber l'eau peut permettre de préserver les papiers isolants des transformateurs et de ralentir leur vieillissement<ref name="t101">{{harvsp|Perrier|id=these|p=101}}</ref>.

Les esters synthétiques ont une bonne rigidité diélectrique<ref name="t0"/> et un point de feu deux fois plus élevé que celui des huiles minérales<ref name="k293">{{harvsp|Kuechler|id=k|2005|p=293}}</ref>. Ils sont également plus chers que les huiles minérales et n'ont été introduits qu'au début des années 80<ref name="t103">{{harvsp|Perrier|id=these|p=103}}</ref>.

== Huile végétale ou ester naturel ==
[[Image:Kändelweg_Umspanner.jpg|thumb|Un transformateur de 420 kV isolé avec de l'huile végétale]]
Les [[Ester naturel|esters naturels]] utilisés dans les transformateurs sont constitués de [[triglycéride]]s (R-COO-R') obtenus à partir d'huile de soja, de colza ou de tournesol. Ils ont été utilisés depuis le début des années 90, particulièrement pour leur haute résistance au feu et leur biodégradabilité. Leurs caractéristiques techniques sont  définies par des normes internationales CEI et ASTM<ref>CEI 62770, version 2013. Fluides pour applications électrotechniques – Esters naturels neufs pour transformateurs et matériels électriques analogues</ref>{{,}}<ref>ASTM D6871, version 2017. ''Standard Specification for Natural (Vegetable Oil) Ester Fluids Used in Electrical Apparatus''</ref>.

De même que les esters synthétiques, ils peuvent absorber beaucoup plus d'eau que les huiles minérales, sans que cela ait un effet notable sur leur rigidité diélectrique.

=== Propriétés ===

==== Viscosité ====
Leur viscosité dépend du type d'huile végétale utilisée, mais les fluides le plus fréquents, basés sur de l'huile de soja, ont une viscosité à température ambiante similaire à celle d'un ester synthétique.

==== Sécurité incendie ====
Les huiles isolantes végétales ont un point de feu très élevé (supérieur à 300°C), ce qui leur permet d'être classées K : fluides difficilement inflammables<ref>CEI 61100. Classification des isolants liquides selon le point de feu et le pouvoir calorifique inférieur</ref>. De même que les esters synthétiques, ces produits sont utilisés pour éviter les risques d'incendie, par exemple dans les tunnels, les transformateurs de trains, ou certaines installations industrielles. Ils réduisent également le besoin en équipement de protection anti-incendie dans les sous-stations de transformateurs<ref>Spécification technique 60076-14:2013. Transformateurs de puissance. Partie 14: Transformateurs de puissance immergés dans du liquide utilisant des matériaux isolants haute température</ref>.

==== Biodégradabilité et non-toxicité ====
Les huiles isolantes végétales sont des produits bio-sourcés, facilement biodégradables<ref>Méthode OECD 301B</ref> et non toxiques<ref>Méthode OECD203 et OECD 420</ref>. Elles sont recommandées dans certains pays lorsqu'il y a un risque de contact accidentel avec la nappe phréatique.

==== Développement durable ====
L'évaluation du cycle de vie de l'huile végétale pour transformateur indique un impact environnemental très inférieur à celui d'une huile minérale<ref>Mesuré avec le logiciel BEES (''Building for Environmental and Economic Sustainability),'' disponible auprès du NIST (''National institute of Standards and Technology)''</ref>.

==== Point d'écoulement ====
Les huiles végétales pour transformateurs ont généralement un point d'écoulement plus élevé que les huiles minérales (entre -20 et -32°C selon les produits).

==== Système d'isolation huile/papier ====
La structure chimique des huiles isolantes végétales leur donne une grande capacité à absorber l'eau, à la différence des huiles minérales. Cette propriété leur permet d'assécher les papiers isolants des transformateurs, et d'allonger leur durée de vie.

==== Résistance à l'oxydation ====
Les huiles isolantes végétales ont moins tendance à générer des boues et des dépôts lorsqu'elles vieillissent, ce qui est un avantage par rapport aux huiles minérales. Elles sont sensibles à l'excès d'oxygène : pour éviter leur dégradation à long terme, elles doivent uniquement être utilisées dans des transformateurs hermétiques.

== Fabricants ==
Pour les huiles minérales, [[Nynas]], Ergon et [[Shell (entreprise)|Shell]] sont des fabricants importants.

Pour les esters synthétiques, les marques les plus répandues sont M&I materials ({{nobr|Midel 7131}}), Cargill (Envirotemp 200 et plus récemment 360), Nyco (Nycodiel) et d'autres<ref name="t103" />.

Pour les huiles de silicones, on peut citer Dow Corning (Xiameter 561).

Pour les huiles végétales, le fluide Cargill FR3 est le plus répandu<ref name="t110">{{harvsp|Perrier|p=110-114|id=these}}</ref>{{,}}<ref name=":0">{{Lien web |langue=Anglais |titre=Envirotemp FR3 Fluid - Technical data sheet |url=https://www.cargill.com/doc/1432160189547/fr3-dielectric-fluid-dat-sheet.pdf}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr |auteur=kratioff |titre=Cargill FR3 |url=https://www.proxigo.net/static/products/FR3_sellsheet-fr.pdf |site=Proxigo |date=02/06/2019 |consulté le=25/08/2021}}</ref>, suivi par le fluide Biotemp de [[ABB (entreprise)|ABB]]<ref>{{lien web|langue=en|url=http://www05.abb.com/global/scot/scot252.nsf/veritydisplay/c1256b3c00492da685256c85006d74dc/$File/1LUS471050-LTE_BIO.PDF|titre=Brochure sur la Biotemp de ABB|consulté le=10 juillet 2012}}</ref>.

== Normes applicables ==

* CEI 60296 (Edition 5.0), Fluides pour applications électrotechniques - Huiles minérales isolantes pour matériel électrique, version 2020.
* CEI 60156, Détermination de la tension de claquage à fréquence industrielle - Méthode d'essai, version 1995
* [[ASTM International|ASTM]] D3487, ''{{lang|en|Standard Specification for Mineral Insulating Oil Used in Electrical Apparatus}}'', version 2009
* ASTM D5222, ''{{lang|en|Standard Specification for High Fire-Point Mineral Electrical Insulating Oils}}'', version 2008
* ASTM D2225, ''{{lang|en|Standard Test Methods for Silicone Fluids Used for Electrical Insulation}}'', version 2004
*CEI 62770 (Edition 1.0), Fluides pour applications électrotechniques - Esters naturels neufs pour transformateurs et matériels électriques analogues, version 2013
*ASTM D 6871, ''Standard Specification for Natural (Vegetable Oil) Ester Fluids Used in Electrical Apparatus'' ,version 2017 
*CEI 60975 (Edition 1.0)- Esters naturels- Lignes directrices pour la maintenance et l'utilisation dans les matériels électriques, version 2021
*ASTM D1275B, ''Standard Test Method for Corrosive Sulfur In Electrical Insulating Oil'', version 2006
*CEI 62535, Liquides isolants, Méthode d'essai pour la détection de soufre potentiellement corrosif dans les huiles usagées et neuves, version 2008
*CEI 62697-1, Méthode d'essai pour la détermination quantitative pour la détection des composés de soufre corrosif dans les liquides isolants usagés et neufs, version 2012
*Réglementation (CE) n° 1907/2006 du 18/12/2006 concernant l'enregistrement, l'évaluation et l'autorisation des substances chimiques, ainsi que les restrictions applicables à ces substances (REACH) instituant une agence européenne des produits chimiques
*Réglementation (CE) n°1272/2008 du 16/12/2008 relatif à la classification, à l'étiquetage et à l'emballage des substances et des mélanges 

== Notes et références ==

{{Références}}

== Liens externes ==

* {{lien web|format=pdf|url=http://static.mimaterials.com/midel/documents/technical/MIDEL_7131_Comparison_to_Alternative_Technologies.pdf|titre=Comparaison des trois types d'huile réalisé par M&I matérials|consulté le=21 novembre 2012}}

== Bibliographie ==
* {{Ouvrage|langue=fr|prénom1=Michel|nom1=Aguet|prénom2=Michel|nom2=Ianoz|titre=Haute tension|volume=XXII|lieu=Lausanne|éditeur=Presses polytechniques et universitaires romandes|collection=Traité d'électricité|année=2004|pages totales=425|passage=370|isbn=2-88074-482-2|lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=1OTr6b-LrHkC&pg=PA370&dq=shunt+coaxial|id=h}}
* {{Ouvrage|langue=de|prénom1=Andreas|nom1=Kuechler|titre=Hochspannungstechnik, Grundlagen, Technologie, Anwendungen|lieu=Berlin|éditeur=Springer|année=2005|pages totales=543|isbn=3-540-21411-9|id=k}}{{plume}}
* {{Ouvrage|langue=de|langue originale=hu|prénom1=K.|nom1=Karsai|prénom2=D.|nom2=Kerényi|prénom3=L.|nom3=Kiss|titre=Large power transformers|lieu=Amsterdam|éditeur=[[Elsevier (éditeur)|Elsevier]]|année=1987|pages totales=614|isbn=0-444-99511-0|id=ka}}{{plume}}
* {{Ouvrage|prénom1=Christophe|nom1=Perrier|titre=Étude des huiles et des mélanges à base d'huile minérale pour transformateur de puissance|sous-titre=recherche d'un mélange optimal|lieu=Lyon|éditeur=école centrale de Lyon|année=2005|isbn=|lire en ligne=http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/Chperrier.pdf|consulté le=3 avril 2012|id=these}}{{plume}}

{{Portail|énergie|électricité et électronique|chimie}}

[[Catégorie:Transformateur électrique]]
[[Catégorie:Huile]]
[[Catégorie:Hydrocarbure]]