2
IV. Dynamique des Fluides réels ; viscosité :
a) Force de viscosité, fluide newtonien :
A cause de la résistance due à la cohésion moléculaire, chaque couche d’un fluide réel n’est pas
emmené à la même vitesse ; au contraire, cette vitesse d’écoulement décroît avec la profondeur
⟹ gradient de vitesse
La force de viscosité qui empêche les plaques de fluide de glisser parfaitement les unes sur les autres
est :
=−
⃗ : é (.)
∶,
=
Sous l'effet de cette force de viscosité, chaque molécule de fluide ne s'écoule pas à la même vitesse :
on dit qu'il existe un profil de vitesse :
Ex : profil parabolique des vitesses pour un écoulement turbulent
Lorsqu'un fluide visqueux circule dans un tuyau, plus l'on se rapproche du centre, plus le
liquide circule vite. Plus l'on se rapproche des parois, plus le fluide est lent.
Viscosité : caractérise les pertes par cisaillement entre couches du fluide ; elle s’exprime en .
et dépend de la température et de la pression
Avec la formule de la force de viscosité, on peut écrire :
=.
, rapport entre la contrainte de
cisaillement, et le taux de cisaillement
⟹ tant que la contrainte de cisaillement reste proportionnelle au taux de cisaillement, c-à-d tant
que la viscosité est constante, on dit que le fluide est newtonien
⟹ un fluide non-newtonien : sa déformation n'est pas directement proportionnelle à la force qu'on
lui applique (ex : tant qu’on agite modérément un yaourt, celui-ci se déforme, s’effile,
proportionnellement à la contrainte exercée ; puis, lorsque la déformation devient trop importante,
il devient moins visqueux, les molécules deviennent plus lâches entre elles, il perd sa « nature de
yaourt » pour devenir du petit-lait ; autre ex : peinture, ciment, blanc d’œuf, …)