viscosité n.f.
viscosity
Résistance à l'écoulement uniforme et sans turbulence d'un fluide homogène due au frottement des couches du fluide les unes sur les autres, un tel écoulement étant appelé laminaire, visqueux ou newtonien.
Sur une petite surface, la force de frottement entre deux couches est égale au produit de la grandeur de cette surface par la dérivée de la vitesse du fluide par rapport à la distance des couches et par un coefficient de viscosité dynamique, qui se mesure en poises (Po = Pa. s/10).
L'écoulement laminaire entraîne une dissipation d'énergie qui se manifeste par une perte de charge proportionnelle au débit et à la viscosité. Lorsque ce type d'écoulement se fait dans un conduit (veines ou bronchioles, p. ex.) la loi de Poiseuille est applicable. Dans les vaisseaux capillaires, les choses sont moins simples parce que les éléments figurés du sang augmentent considérablement la viscosité et introduisent un facteur de rigidité. Dans les artères et les bronches, l'écoulement est souvent turbulent et la viscosité ƞ ne joue plus seule ; il faut faire intervenir l'inertie, c'est-à-dire la densité du fluide ρ d'où l'introduction de la viscosité cinématique, mesurée par le rapport de la viscosité par la masse spécifique, ƞ/ρ, qui se mesure en stokes
(1 St = 10-4 m2/s).
Lors de l'écoulement d'un fluide dans un tube de rayon r, il existe une vitesse critique uc = R ρ/ƞ r
à partir de laquelle la turbulence apparaît, le coefficient R, est appelé nombre de Reynolds (il a la dimension d'un nombre). Dans un écoulement à une vitesse u, le nombre de Reynolds R = u r ƞ/ρ t permet de définir le mode d'écoulement, laminaire si R < 2400, turbulent si R est plus grand.
La viscosité de l'eau est de l'ordre 0,0069 Po et celle de la glace 12. 1012 Po, La viscosité cinématique du sang à 37°C est de 0,03 St, celle à 20°C de l'eau est de 0,01 et de la glycérine de 6,8. Pour les gaz la viscosité est à peu près indépendante de la pression mais elle augmente à peu près linéairement avec la température, au contraire celle des liquides diminue à peu près exponentiellement avec elle. Dans les conditions normales à 0°C, la viscosité des principaux gaz est donnée dans le tableau ci-dessous.
| viscosité des gaz en micropoises | |
| monoxyde de carbone | 56 |
| hydrogène | 84 |
| chloroforme | 94 |
| vapeur d'eau | 102 |
| oxyde nitreuxgaz carbonique | 135140 |
| azote | 160 |
| air | 171 |
| hélium | 186 |
| oxygène | 189 |
| argon | 210 |
| xénon | 210 |
J. L. Poiseuille, physicien et médecin français, membre de l’Académie de médecine (1835)
→ poise, Poiseuille (loi de), viscosité cinématique, viscosité du sang