1.

Présentation

viscosité, propriété d'un fluide qui tend à empêcher son écoulement lorsqu'il est soumis à l'application d'une force. Les fluides de grande viscosité résistent à l'écoulement et les fluides de faible viscosité s'écoulent facilement. La viscosité est déterminée par la capacité d'entraînement que possède une couche en mouvement sur les autres couches adjacentes. Elle est mesurée par un viscosimètre, récipient dont le fond comporte un orifice de taille standardisée. La vitesse à laquelle le fluide s'écoule par cet orifice permet de déterminer la viscosité du fluide. Voir Fluides, mécanique des.

2.

Écoulements aux couches frontières

D'après la théorie moléculaire, lorsqu'un fluide commence à s'écouler sous l'action de la gravité, les molécules de ses couches stationnaires doivent passer une frontière pour pénétrer dans la zone d'écoulement. Lorsque cette frontière a été passée, ces molécules reçoivent de l'énergie des molécules qui sont déjà en mouvement et commencent, elles aussi, à se déplacer. Du fait de ce transfert d'énergie, les molécules en mouvement ralentissent. En même temps, des molécules de la couche en mouvement franchissent la frontière en sens inverse, pénètrent dans les couches stationnaires et communiquent aux molécules de ces couches une impulsion de mouvement. Finalement, on arrive au résultat global suivant : le fluide stationnaire est mis en mouvement, le fluide en mouvement est ralenti et acquiert donc une vitesse intermédiaire.

Pour qu'une couche de fluide en mouvement se déplace plus vite qu'une autre, elle doit subir l'action d'une force exercée de manière continue. Par définition, la viscosité en pascal-seconde (Pa.s) est la force (en N/m²) nécessaire pour maintenir une différence de vitesse de 1 m/s entre deux couches séparées de 1 m. Par exemple, la viscosité de l'eau est d'environ 10^-3 Pa.s ou de 10^-2 poises à 20 °C (1 poise = 10^-1 Pa.s) et de 2,8.10^-3 poises à 100 °C.

3.

Influence de la température

Lorsque la température augmente, la viscosité d'un fluide décroît car sa densité diminue. L'indice de viscosité est une caractérisation empirique du comportement viscosité-température. Dans un fluide moins dense, une quantité moindre de molécules devient disponible par unité de volume pour transférer le mouvement d'une couche en déplacement vers une couche stationnaire. Cela intervient, en retour, sur la vitesse des différentes couches. Le mouvement se transmet moins efficacement entre les couches et la viscosité diminue. Pour certains liquides, la diminution de la densité est compensée par un accroissement de la vitesse moléculaire. Ainsi, l'écoulement des huiles de silicone dépend très peu de la température. Ces composés sont des lubrifiants efficaces pour les machines soumises à de grandes variations de température. Les forces de viscosité sont d'une grande importance (en particulier pour le transport des produits pétroliers), car elles conditionnent la facilité d'écoulement des fluides dans les canalisations. Dans le domaine des peintures et des vernis, la viscosité est minutieusement contrôlée. En médecine, la viscosité d'un médicament permet l'identification du composé et l'étude de sa pureté.