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Auteur(s)
-
Louis‐Didier LUCAS : Docteur de l’Université de Paris - Ancien Chef de Section au Département de Physico‐Chimie Métallurgique de l’IRSID (Maizières‐lès‐Metz).
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1. Définitions et unités
La notion de viscosité peut être visualisée comme étant la résistance interne d’un plan fluide à glisser sur un plan adjacent lorsque l’on applique une force.
Considérons le flux d’un fluide contenu entre deux plans parallèles indéfinis, l’un étant fixe et l’autre se déplaçant d’un mouvement rectiligne et uniforme dans son propre plan. Pour la plupart des fluides, la loi de Newton de l’écoulement visqueux s’écrit :
avec :
- σ :
- force tangentielle par unité de surface qui s’exerce sur l’un des plans (contrainte de cisaillement)
- ε :
- gradient de vitesse, c’est‐à‐dire variation de la vitesse v du plan mobile en fonction de la distance x séparant les deux plans
- η :
- coefficient de proportionnalité appelé viscosité dynamique (ou, couramment, viscosité).
η est une propriété caractéristique de chaque fluide à une température donnée. La dimension de la viscosité dynamique est [M] [L] – 1 [T] – 1. L’unité de viscosité dans le système international est le pascal · seconde (Pa · s). Dans le système CGS, l’unité courante était la poise (1 P = 10 – 1 Pa · s).
Une quantité que l’on rencontre fréquemment dans les mesures hydrodynamiques est la viscosité cinématique ν, définie comme le rapport de la viscosité dynamique η à la masse volumique ρ ; ν est exprimée en m 2 · s – 1 dans le système SI. On employait couramment le stoke comme unité CGS (1 St = 10 – 4 m 2 · s – 1).
La fluidité est l’inverse de la viscosité (en rhé, dans le système CGS).
Seule l’eau pure est considérée comme étalon, mais certains laboratoires vendent des huiles destinées à l’étalonnage de viscosimètres, allant de 0,002 à 30 Pa · s.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WELLMAN (R.E.), DEWITT (R.), ELLIS (R.B.) - * - J. Chem. Phys. (USA) 44, p. 3070 (1966).
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(2) - MENZ (W.), SAUERWALD (F.), FISCHER (K.) - * - Acta Metallurg. (USA) 14, p. 1617 (1966).
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(3) - FITZGERALD (J.V.), MATUSIK (F.J.), OPPLIGER (H.R.) - * - Inform. Chimie (F) no 170, p. 229 (1977).
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(4) - HARDY (R.C.) - * - Nat. Bur. Std. (USA) Monograph 55, 22 p., déc. 1962.
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(5) - WEDLAKE (G.D.), VERA (J.H.), RATCLIFF (G.A.) - * - Rev. Sci. Instrum. (USA) 50, p. 93 (1979).
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