VISCOSITE ET RHEOLOLOGIE DES FLUIDES

Objectifs :

• Démystifier la rhéologie (langage, utilisation, …).
• Connaître les possibilités et les limites de cette technique.
• Savoir adapter la mesure au but recherché
  • Contrôle-qualité : mesure "repère" ou mesure relative.
  • Formulation (influence des différents constituants sur les propriétés du produit) : mesure relative ou mesure absolue.
  • Etude de la structure microscopique du milieu (texture, interactions moléculaires, …) : mesure absolue.
• Etre capable de programmer une étude rhéologique et en exploiter les résultats.
• Aborder sans complexe des ouvrages ou articles plus spécialisés.

Programme :

• La viscosité à "notre échelle"
  • Définitions, unités, ordre de grandeur.
  • Viscosité cinématique.
  • Influence de la température et de la pression.
  • Caractérisation de la viscosité : coupe FORD, viscosimètres BROOKFIELD, de COUETTE, à capillaire, à chute de billes, …
• La viscosité à "l'échelle microscopique"
  • Vitesse et contrainte de cisaillement.
  • Notion de rhéologie.
  • Viscosité apparente des fluides non newtoniens
  • Rhéométrie en régime permanent
    • courbes d'écoulement
    • typologie des différents fluides : newtoniens, rhéofluidifants, rhéoépaississants, avec ou sans seuil d'écoulement.
    • modélisation et interprétation des courbes.
  • Rhéologie des émulsions.
  • Comportement rhéologique et propriétés d'usage.
• La viscosité à "l'échelle du temps"
  • Thixotropie
    • fluides thixotropes, antithixotropes
    • indices de thixotropie, de reprise
    • précautions expérimentales
    • interprétation
  • - Viscoélasticité
    • manifestations, exemples
    • rhéométrie en régime transitoire
      • fonctions fluage et relaxation : élasticité instantanée, retardée – recouvrance.
      • modèles viscoélastiques élémentaires : solide de KELVIN-VOIGT, liquide de MAXWELL, généralisation.
    • rhéométrie en régime oscillatoire (dynamique)
      • grandeurs caractéristiques : G' , G" , δ , η* , …
      • interprétation des courbes de balayage en fréquence, en déformation, …
      • caractérisation d'une structure organisée (limite d'élasticité, seuil d'écoulement, énergie de cohésion, …).
• Rhéométrie
  • Comparaison des différents types de mesure selon l'objectif recherché : avantages et inconvénients.
  • Etalonnage d'un rhéomètre simple