VISCOSITÉ

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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 légale (μ ou η) est le poiseuille (Pl) ou pascal-seconde (Pa.s). La visc [...]

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Écrit par :

  • : docteur ès sciences, chef de la section fluides et thermique à l'École nationale supérieure des techniques avancées

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Pour citer l’article

Jean-François DEVILLERS, « VISCOSITÉ », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/viscosite/