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VISCOSITÉ

VISCOSITÉ

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 ( 猪 ou 兀) est le poiseuille (Pl) ou pascal-seconde (Pa.s). La viscosité cinématique, 益 est le rapport de la viscosité dynamique à la masse volumique 福; son unité est le stokes (St). Cette dernière intervient fréquemment dans des équations sans dimensions décrivant les mouvements de fluides. Ainsi, le nombre de Reynolds est le rapport entre les forces d’inertie et celles induites par la viscosité. Aux faibles nombres de Reynolds, le comportement global d’un fluide est dominé par les effets visqueux (écoulement de Stokes). Les nombres de Reynolds élevés correspondent en général à des écoulements turbulents où les effets de la viscosité ne se font sentir qu’à proximité d’obstacles ou de parois (couches limites, sillages); mais ces effets sont alors très importants et peuvent donner naissance à des contraintes de cisaillement (tenseur de Reynolds) dont l’ordre de grandeur peut être de plusieurs centaines de fois supérieur à ce qui existe en écoulement dit «laminaire». Ailleurs les phénomènes sont justiciables des lois propres aux fluides parfaits. D’autres nombres sans dimension associent viscosité et propriétés thermiques (nombre de Prandtl), viscosité et vortex (nombre d’Eckman), etc.

Les mesures de viscosité sont délicates et variées. Les différents appareils disponibles actuellement peuvent avoir des principes de fonctionnement très différents les uns des autres. Ils sont, la plupart du temps, très spécifiques aux types de fluides analysés. On citera les modèles à cylindres coaxiaux (Rhéomat), les modèles à tubes capillaires (Ubbelohde), à chute de bille (Engler), les nouveaux procédés optiques ou magnétiques, etc.

• 1256; de visqueux

1 ♦ État de ce qui est visqueux. — Phys. Viscosité d'un fluide : état d'un fluide dont l'écoulement est freiné par le frottement entre les molécules qui le composent. Viscosité d'une huile (⇒ S. A. E.) . Coefficient de viscosité. Unité de viscosité mécanique (⇒ poise) . Unité de viscosité cinématique : mètre carré par seconde.

♢ État d'un corps dont la surface est visqueuse, gluante. La viscosité du chapeau de certains bolets.

2 ♦ Fig. Viscosité de la main-d'œuvre : résistance des populations professionnelles au changement, à la mobilité. Viscosité du marché des capitaux. — Psychol., psychiatr. Viscosité mentale, caractérisée par un engluement de la pensée.

Contraires :

Synonymes :

n. f. état de ce qui est visqueux.

|| PHYS Propriété qu'a tout fluide d'opposer une résistance aux forces qui tendent à déplacer les unes par rapport aux autres les particules qui le constituent.

⇒VISCOSITÉ, subst. fém.

A. — État de ce qui est visqueux; état d'un liquide plus ou moins épais et sirupeux, dû au frottement réciproque des molécules, et qui s'oppose à leur écoulement; capacité à s'écouler plus ou moins facilement. Anton. fluidité. La moiteur des pierres et la viscosité du radier en faisaient de mauvais points d'appui, soit pour la main, soit pour le pied (HUGO, Misér., t. 2, 1862, p. 543). Pour les produits alimentaires liquides (huiles) ou semi-liquides (crèmes, yaourts), la viscosité est un élément important au cours de la technologie et également au niveau du consommateur (CLÉM. Alim. 1978).

1. a) [Concernant des liquides organiques]

— [Chez les êtres humains] La viscosité du sang, qui est diminuée dans la fièvre typhoïde, augmente au contraire dans la pneumonie (MÉNÉTRIER, STÉVENIN ds Nouv. Traité Méd. fasc. 1 1926, p. 254).

— [Chez les animaux] Nous avons observé une (...) glande, qui sert probablement à enduire la langue de ces animaux [les fourmiliers] de la viscosité nécessaire pour retenir les fourmis (CUVIER, Anat. comp., t. 3, 1805, p. 216). Il est des laits [de vache] filants, d'une viscosité accusée, et des laits amers, d'une amertume de bière (PESQUIDOUX, Livre raison, 1928, p. 218).

b) [Concernant des produits fabriqués] Viscosité des empois de fécule, des pâtes de céramique, de la peinture, du sirop. [Les pétroliers] fabriqueraient (...) une huile non pas vraiment spéciale, mais d'une viscosité un peu autre que celle de l'huile courante (ROMAINS, Hommes bonne vol., 1932, p. 167). Ces empâtements, ces glissements, serpentements de la matière colorée, ces râclements de couteau, (...) ces viscosités, ces suppurations du tube de couleur (...) n'atteignent jamais à une expression noble (LHOTE, Peint. d'abord, 1942, p. 68).

c) [Concernant l'air, l'atmosphère; le plus souvent dans un cont. métaph.] Le malheur est une larve accroupie dans les lieux humides. Les deux bannis de la joie crurent flotter dans des limbes de viscosité et de crépuscule (BLOY, Femme pauvre, 1897, p. 220). [La nuit] semblait avoir glissé autour de moi comme un fluide épais qui épousait toutes mes formes et me moulait si bien dans sa coulée que je n'arrivais plus à me détacher de sa grasse et tenace viscosité (BOSCO, Mas Théot., 1945, p. 108).

2. Spécialement

a) MÉTÉOR. Viscosité turbulente. ,,Viscosité apparente résultant de l'interaction des tourbillons de turbulence dans un flux turbulent`` (VILLEN. 1974).

b) PHYS., CHIM., INDUSTR., MÉCAN. DES FLUIDES

♦ Viscosité cinématique. ,,Grandeur qui intervient en mécanique des fluides et qui est égale au quotient de leur viscosité dynamique par leur masse volumique`` (Méd. Biol. t. 3 1972).

♦ Viscosité diélectrique. ,,Phénomène par lequel les variations de la polarisation d'un diélectrique succèdent à celles du champ qui les produit avec un retard qui dépend de la vitesse de variation du champ`` (PIR. 1964).

♦ Viscosité dynamique. ,,Dans l'écoulement strictement laminaire [sans turbulence] d'un fluide, résistance opposée au déplacement relatif de deux couches laminaires infiniment minces et infiniment voisines`` (Peint. 1978). V. poisenille ex.

♦ Viscosité d'un liquide. ,,Résistance que ce liquide oppose à l'écoulement. On mesure la vitesse d'écoulement de ce liquide par rapport à celle de l'eau dans un viscosimètre Engler`` (RAUC Bât. 1983).

♦ Viscosité magnétique. ,,Phénomènes par lesquels les variations de l'aimantation d'une substance ferromagnétique ne suivent au cours du temps celles du champ qui les produit qu'avec un retard qui dépend de la vitesse de variation du champ`` (Industries 1986).

♦ Viscosité mécanique. ,,Propriété d'une substance dans laquelle les contraintes mécaniques dépendent des vitesses de déformation`` (MATHIEU-KASTLER Phys. 1983).

♦ Viscosité normale ou newtonnienne. ,,Cas où le coefficient de viscosité différentielle est indépendant de la vitesse de déformation et du temps par une température et une pression données`` (Industries 1986).

♦ Viscosité relative. ,,Viscosité d'un liquide par rapport à celle de l'eau à la même température`` (Méd. Biol. t. 3 1972). Synon. viscosité spécifique (ibid.).

1. a) BIOL., MÉD., PSYCHOL.

♦ ,,Propriété mesurable (d'un groupe) de fonctionner plus ou moins comme un tout`` (ROB. 1985).

♦ Viscosité de la libido. ,,Manque de mobilité de la libido qui s'accroche à ses anciens modes de satisfaction ou à ses objets antérieurs. Ce terme n'est pas synonyme de fixation, puisqu'il réfère à un facteur variable d'origine constitutionnelle`` (TREMPE Psychanal. 1977).

♦ Viscosité mentale. ,,État mental caractérisé par un ralentissement des processus psychiques et donnant l'impression de l'engluement de la pensée. Fréquent dans la confusion mentale et l'épilepsie`` (MARCH. 1970). Du comportement de l'épileptique, M^me Minkowska a dégagé le dessin d'une constitution épileptoïde (...), la viscosité psychique étant un de ses aspects principaux (MOUNIER, Traité caract., 1946, p. 289).

b) ÉCON., POL.

— ÉCON. Situation d'un marché dans lequel l'offre s'adapte mal à la demande et vice versa (d'apr. PHÉL. 1975).

♦ Viscosité de la main-d'œuvre. Répugnance qu'éprouvent généralement les populations professionnelles des pays développés à la mobilité ou au changement d'activité. (Dict. XX^e s.).

— ÉCON. POL. Difficulté pour les choses de bouger, d'évoluer. On fait observer (...) que les « viscosités » (...) dans le déplacement des biens et des facteurs sont nombreuses et importantes (PERROUX, Écon. XX^e s., 1964, p. 106).

2. [À propos de notions abstr.] Bien avant que l'intelligence (...) ne se fixe pour jamais dans une immobilité monstrueuse (...) les images ont une viscosité singulière, s'agglutinent, n'en finissent plus de quitter le champ de la conscience (BERNANOS, Joie, 1929, p. 647).

Prononc. et Orth.:[viskozite]. Att. ds Ac. dep. 1694. Étymol. et Hist. A. 1. 1256 wiscosité « état de ce qui est visqueux » (ALDEBRANDIN DE SIENNE, Régime du corps, éd. L. Landouzy et R. Pépin, p. 177); XIII^e s. bescosité (Simples médecines, éd. P. Dorveaux,137); 1314 viscosité (HENRI DE MONDEVILLE, Chirurgie, éd. A. Bos,196); 2. 1717 spéc. en phys. (FONTENELLE, Hist. du Renouvellement de l'Ac. royale des sc. en 1699 et les Éloges hist., Éloge de M. Guglielmini, t. 2, p. 121: la viscosité naturelle des parties de l'eau); 1904 coefficient de viscosité (Nouv. Lar. ill.); 1931 viscosité absolue, viscosité cinématique (CHARTROU, Pétroles natur. et artif., p. 19); 1932 viscosité relative (Lar. 20^e); 1949 viscosité dynamique (Nouv. Lar. univ.); 3. a) 1890 viscosité électrique (Lar. 19^e Suppl.); 1937 viscosité diélectrique (J. MERCIER, Radio-électr., t. 1, p. 277); b) 1897 viscosité magnétique (L'Éclairage électrique, t. 11, n° 22, 22 mai, p. 422 ds QUEM. DDL t. 41). B. 1. 1784 fig. (RESTIF DE LA BRET., La Paysanne pervertie, t. 2, p. 83: cette Famme [...] consumera la viscosité qui t'appesantit et te fait ramper); 2. a) 1925 psychol. viscosité mentale (MAY ds Nouv. Traité Méd. fasc. 4, p. 60); 1946 viscosité psychique (MOUNIER, loc. cit.); b) 1964 écon. viscosité de la main-d'œuvre (Lar. encyclop.); c) 1985 psychosociol. « propriété mesurable (d'un groupe) de fonctionner plus ou moins comme un tout » (ROB.). Empr. au lat. médiév. viscositas « état de ce qui est visqueux », dér. du b. lat. viscosus (visqueux). Au sens A 2 et 3, cf. angl. viscosity (1866, MAXWELL: coefficient of viscosity; 1880 kinematic viscosity; 1927 absolute viscosity; 1943 dynamic viscosity ds NED Suppl.²; 1892 magnetic viscosity ds NED). Fréq. abs. littér.:34. Bbg. GOHIN 1903, p. 348.

viscosité [viskozite] n. f.

ÉTYM. 1256; lat. médiéval viscositas, du bas lat. viscosus. → Visqueux.

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1 État de ce qui est visqueux. — Phys. || Viscosité d'un fluide ou viscosité dynamique : état d'un fluide dont les molécules sont freinées dans leur déplacement par des interactions ou des associations moléculaires plus ou moins intenses. || Coefficient de viscosité. || Mesure de la viscosité d'un fluide. ⇒ Viscosimétrie. || Viscosité cinématique : quotient de la viscosité dynamique par la densité du fluide à la température considérée. || Unités de viscosité dynamique (poise, poiseuille, pascal-seconde), cinématique (stokes, mètre carré par seconde). || Viscosité d'une huile (cit. 14), d'un produit pétrolier.