RHÉOLOGIE

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Structure et comportement

Les rhéologues se proposent d'expliquer les comportements observés à partir de la structure des corps ou, au moins, de les relier à certaines particularités physiques, physico-chimiques ou chimiques, dans l'espoir d'élaborer ensuite des matériaux possédant des propriétés mécaniques choisies à l'avance. Sans aller si loin, car leur domaine est beaucoup plus complexe, les biorhéologues établissent des corrélations avec certains états physiologiques ou pathologiques, corrélations susceptibles d'étayer ou de simplifier un diagnostic.

L'élasticité pure fait intervenir des modifications faibles, réversibles mais non uniformes des distances interatomiques. Cauchy a montré que le coefficient de Poisson serait de 0,25 si ces variations étaient uniformes. La viscosité des liquides fait appel à des déplacements irréversibles des molécules les unes par rapport aux autres (théories d'Eyring, de Mooney, etc.). La viscoplasticité des solides cristallins s'explique, dans une certaine mesure, par la théorie des dislocations. La théorie de la haute élasticité caoutchoutique après une approche thermodynamique repose sur la statistique des configurations des longues chaînes macromoléculaires, considérées comme libres entre deux nœuds (Kuhn...). Pour les polymères en général, qui, suivant la température, peuvent être vitreux (avec, quelquefois, des cristallites), caoutchoutiques ou liquides, tous les mécanismes indiqués ci-dessus interviennent.

Les dispersions constituent un monde à part. Chaque particule est entourée d'un cortège de molécules de la phase continue (couche de solvatation) et quelquefois d'une atmosphère ionique, de sorte que des actions mécaniques s'exercent entre elles à distance. Si ces actions sont de nature attractive, il peut s'établir au repos une structure (château de cartes) telle que la dispersion soit comparable à un gel. L'agitation détruit cette structure et produit une fluidification qui peut être progressive. Si, par suite du retour au repos, la reconstruction de la structure n'est pas instantanée, on a affaire à la thixotropie. Au [...]

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Comportements : classification

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Relaxation d'un polyisobutylène

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Fluage sur un polyisobutylène

Fluage sur un polyisobutylène
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Modèles de Maxwell et de Kelvin-Voigt

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Écrit par :

  • : ingénieur de l'École supérieure de physique et de chimie industrielles, docteur ingénieur, ancien maître de recherche à l'O.N.E.R.A.
  • : directeur de recherche, laboratoire de mécanique des solides de l'École polytechnique

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Pour citer l’article

Bernard PERSOZ, Dragos RADENKOVIC, « RHÉOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 juin 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/rheologie/