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VISCOSITÉ

On utilise communément le qualificatif de visqueux pour décrire une chose qui n'est ni liquide ni solide. La viscosité est en fait une caractéristique de la matière, quel qu'en soit l'état physique : gazeux, liquide ou à la limite du solide, y compris, lorsqu'ils existent, les stades intermédiaires polyphasiques.

Vers 1713, Newton signale le rôle de la viscosité en hydrodynamique et en donne l'expression analytique fondée sur une hypothèse généralisée ensuite par Lamé : à température et à pression données, il y a proportionnalité de la tension visqueuse à la vitesse de déformation pure, suivant une même direction. Le facteur de proportionnalité est appelé coefficient de viscosité. Ce concept implique que, en présence de compressibilité, les variations isotropes de volume n'introduisent pas de glissement relatif. La précédente notion de comportement newtonien peut alors être étendue aux gaz. La plus grande partie des fluides dits « simples » obéissent à ce principe. Ils sont qualifiés de newtoniens.

Les comportements non newtoniens sont ceux dans lesquels les composantes du tenseur des contraintes ne sont plus des fonctions linéaires de celles du tenseur des déformations. Il y a alors dépendance de la viscosité et du taux de cisaillement, ce qui amène aux notions de rhéoépaississement et rhéofluidité. Cependant, pour une contrainte donnée, on définit une viscosité « apparente », correspondant à celle du comportement newtonien équivalent.

Certains corps, à une sollicitation de déformation, ont une réponse initialement « élastique », puis ensuite newtonienne (fluide de Bingham). D'autre part, la valeur du coefficient de viscosité, toutes choses égales par ailleurs, peut dépendre de la durée d'application de l'effort de cisaillement (thixotropie) ou de l'histoire antérieure du fluide (effet de mémoire). Les exemples les plus courants de produits non newtoniens sont les produits alimentaires, les pâtes plastiques, les ciments et les goudrons, les encres et les peintures.

L'unité de viscosité dynamique […]

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Dans le chapitre "La distribution des températures dans l'intérieur du globe"  : …  transversales S), et même du jour et du mois (marées). Mais ce n'est pas incompatible avec *une viscosité à long terme, c'est-à-dire une déformation très lente, proportionnelle au déviateur de la contrainte. La forme d'ensemble du globe montre que, en dessous d'une écorce rigide, une telle viscosité existe –  elle est postulée par la théorie… Lire la suite
GLACE

Écrit par :  Louis LLIBOUTRY

Dans le chapitre "Lois du fluage secondaire isotrope et du fluage tertiaire"  : …  eij sont multipliés par m3. C'est une loi puissance trois de *viscosité. (La viscosité des liquides, dite viscosité newtonienne, est une loi puissance un.) De plus, les divers eij sont toujours proportionnels aux divers sij. Le rapport sLire la suite
LEE DAVID (1931- )

Écrit par :  Bernard PIRE

… se partager le prix Nobel de physique 1996. La superfluidité – phénomène spectaculaire d'absence de *viscosité d'un liquide – avait été découverte à la fin des années 1930 par le physicien russe Petr Kapitsa pour l'hélium 4, et était comprise comme une condensation de Bose-Einstein. Cette propriété quantique, qui ne sera mise en évidence qu'en 1995… Lire la suite
MACROMOLÉCULES

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Dans le chapitre "Viscosité intrinsèque"  : …  pour la première par le nombre de molécules présentes et la deuxième par la masse molaire, *la viscosité intrinsèque et la chromatographie par perméation de gel (GPC) sont, elles, sensibles au rayon de giration de la macromolécule. Ces deux techniques présentent l'avantage d'être faciles à mettre en œuvre, mais elles ne constituent en… Lire la suite
MARÉES NOIRES

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Dans le chapitre "Composition chimique des pétroles et choix des stratégies"  : …  manière schématique, les pétroles les plus légers (densité de l'ordre de 0,75) sont aussi les moins *visqueux mais les plus toxiques. Ils ont toutefois une faible persistance dans l'environnement (quelques semaines à quelques mois, en fonction de la température et de l'ensoleillement). À l'autre extrémité du spectre, les pétroles bruts lourds et les… Lire la suite
MATIÈRE (physique) - États de la matière

Écrit par :  Vincent FLEURY

Dans le chapitre "Un état encore moins classique, le superfluide quantique"  : …   » (c'est le terme technique) se traduit par une superfluidité : le liquide ne présente plus aucune *viscosité, il s'écoule spontanément à travers tous les pores, le long de toute surface, sans présenter aucun ralentissement dû à un frottement sur les parois. En effet, la viscosité est le fruit d'innombrables collisions entre atomes, et ces… Lire la suite
MATIÈRE (physique) - État liquide

Écrit par :  Jean-Louis RIVAIL

Dans le chapitre "La viscosité des liquides"  : …  *La grandeur qui mesure la résistance d'un liquide à l'écoulement, appelée viscosité, est définie par la loi de Poiseuille. D'après cette loi, le débit volumique dV/dt d'un fluide, dans un tube cylindrique de rayon r, de longueur l, sous l'action d'une différence de pression ΔP entre les extrémités du tube, s'… Lire la suite
MATIÈRE (physique) - État gazeux

Écrit par :  Henri DUBOSTJean-Marie FLAUD

Dans le chapitre " Propriétés de transport "  : …  de la conductibilité thermique et le transport de quantité de mouvement est associé au phénomène de *viscosité. Ces propriétés dépendent essentiellement de la taille des molécules et du nombre moyen de collisions moléculaires par unité de temps. L'interprétation de ces phénomènes à l'échelle moléculaire fait intervenir une grandeur appelée libreLire la suite
MÉSOMORPHE ÉTAT

Écrit par :  Jacques SIMON

Dans le chapitre "Cristaux liquides thermotropes"  : …  spiralées, appelées phases cholestériques. Contrairement aux phases smectiques, la *viscosité des phases nématiques est faible, de l'ordre de quelques centipoises ; leur aspect est donc très proche de celui des liquides ordinaires. Les chaleurs latentes de changement de phase cristal liquide (nématique ou smectique) → liquide… Lire la suite
OSHEROFF DOUGLAS DEAN (1945- )

Écrit par :  Bernard PIRE

…  laboratoires de la compagnie Bell-A.T.T. La superfluidité – phénomène spectaculaire d'absence de *viscosité d'un liquide – avait été découverte à la fin des années 1930 par le physicien russe Petr Kapitsa pour l'hélium 4, et était comprise comme une condensation de Bose-Einstein. Cette propriété quantique, qui ne sera mise en évidence qu'en 1995… Lire la suite
PÉTROLE - L'exploitation des gisements

Écrit par :  Yves BARBIERDaniel CHAMPLONPierre SIMANDOUX

Dans le chapitre "Procédés de récupération améliorée"  : …  d'agents tensio-actifs ou de solvants miscibles au brut, mais aussi à améliorer le contraste de *viscosité entre le fluide injecté et le brut à produire, soit par réduction de la viscosité du brut (procédé thermique injectant la chaleur), soit par augmentation de la viscosité de l'eau (emploi de polymères hydrosolubles). Toutes ces voies de… Lire la suite
POINTS CHAUDS, géophysique

Écrit par :  Cinzia FARNETANI

Dans le chapitre "Tectonique des plaques, points chauds et panaches mantelliques"  : …  dans les panaches, les géophysiciens ont conduit des expériences de laboratoire en utilisant *des fluides visqueux comme l'huile ou le sirop de sucre. Que le manteau terrestre formé de roches solides soit étudié à travers de tels fluides peut surprendre. Cependant, sur des échelles de temps de millions d'années, le manteau s'écoule comme un… Lire la suite
RHÉOLOGIE

Écrit par :  Bernard PERSOZDragos RADENKOVIC

Dans le chapitre "Corps très déformables"  : …  après un long repos, la vitesse de déformation est brusquement appliquée, puis maintenue constante. *La viscosité apparente (rapport σ/˙ε) peut dépendre de cette vitesse et de la durée t d'application de cette vitesse. Il y a fluidification si, pour une durée t déterminée, la viscosité apparente est fonction décroissante de la… Lire la suite
RICHARDSON ROBERT COLEMAN (1937- )

Écrit par :  Bernard PIRE

… se partager le prix Nobel de physique 1996. La superfluidité – phénomène spectaculaire d'absence de *viscosité d'un liquide – avait été découverte à la fin des années 1930 par le physicien russe Petr Kapitsa pour l'hélium 4, et était comprise comme une condensation de Bose-Einstein. Cette propriété quantique, qui ne sera mise en évidence qu'en 1995… Lire la suite
SONS - Production et propagation des sons

Écrit par :  Michel BRUNEAUAndré DIDIERJean-Claude RISSET

Dans le chapitre "Absorption et dispersion du son dans les fluides"  : …  interne du milieu fluide traversé par les ondes. Un exemple d'une telle friction est donné par la *viscosité. Une autre source d'absorption du son dans les fluides est la conduction et le rayonnement de la chaleur. Quand l'onde de compression traverse le fluide, la température est plus élevée au point de compression maximale. Dans la théorie… Lire la suite
SOUFRE

Écrit par :  Fernande CHATAGNERRené LECLERCQNoël LOZAC'HSerge MASSON

Dans le chapitre "Variétés allotropiques"  : …  C. On n'observe pas de modification de structure, mais les propriétés mécaniques sont altérées. *La viscosité du soufre liquide varie avec la température comme l'indique la figure. L'accroissement brusque de viscosité est expliqué, selon les théories classiques des polymères, par la formation de longues chaînes de soufre. Le soufre… Lire la suite
STATISTIQUE MÉCANIQUE

Écrit par :  Berni J. ALDERBernard JANCOVICI

Dans le chapitre "Calcul des coefficients de transport"  : …  ici, dépend linéairement des vitesses de déformation ; le coefficient de proportionnalité est la *viscosité, qui est un exemple de coefficient de transport (cf. viscosité). Du point de vue microscopique, la fonction de distribution de paire ρ(2) qui intervient dans (26) peut être considérée comme dépendant… Lire la suite
STOKES sir GEORGE GABRIEL (1819-1903)

Écrit par :  Agnès LECOURTOIS

… *Physicien et mathématicien britannique né à Skreen et mort à Cambridge. Nommé professeur de mathématiques à l'université de Cambridge en 1849, George Gabriel Stokes fut élu en 1851 à la Royal Society, où il assura pendant trente ans les fonctions de secrétaire, avant d'en devenir président. Isaac Newton est le seul à avoir cumulé ces fonctions… Lire la suite
SUPERFLUIDITÉ

Écrit par :  Sébastien BALIBAR

Dans le chapitre "Découverte de la superfluidité dans l'hélium 4"  : …  ne peut donc se former sur les parois ; l'évaporation a lieu exclusivement à la surface libre. *Enfin, en 1937, P. Kapitza, observant l'écoulement de l'hélium II sans frottement apparent entre deux disques polis pressés l'un contre l'autre, affirma que la viscosité est non mesurable, au moins mille fois inférieure à celle de l'hélium I, et… Lire la suite
TURBULENCE

Écrit par :  Fabien ANSELMETMichel COANTICGérard TAVERA

Dans le chapitre "Propriétés générales de la turbulence établie dans les écoulements de fluides"  : …   tournant en bloc en créant autour d'eux des répartitions particulières de vitesses induites. *Pour les écoulements usuels de fluides visqueux, le paramètre de contrôle est le nombre de Reynolds, Re = V.D/ν (où D et V sont respectivement les vitesse et dimension caractéristiques et ν la viscosité… Lire la suite
VOLCANISME ET VOLCANOLOGIE

Écrit par :  Roger COQUEJean-François LÉNATHaroun TAZIEFFJacques VARET

Dans le chapitre "Produits liquides et solides"  : …  l'essentiel des produits volcaniques est constitué par les laves. Celles-ci sont plus ou moins *visqueuses, la viscosité dépendant de la température (la même lave sera mille fois plus visqueuse à 1 000 0C qu'à 1 150 0C), de la composition chimique (toutes choses égales par ailleurs, la viscosité croît avec la teneur en SiO… Lire la suite

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