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Auteur(s)
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Gérard DALLEMAGNE : Ingénieur au département Matériaux - Centre commun de recherches Louis-Blériot de l’Aérospatiale
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Pour un fluide hydraulique, il est demandé avant tout une bonne stabilité thermique et, par la suite, un bon pouvoir lubrifiant, une bonne courbe de viscosité, un bon facteur de compressibilité, une bonne résistance à l’oxydation. Il est bien certain que la résistance au feu est une caractéristique utile pour un fluide hydraulique qui fonctionne sous haute pression et, en particulier, dans un circuit d’avion où il circule en tous les points de la structure.
Cet article étudie l’influence de ces propriétés sur la qualité des fluides.
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2. Viscosité
Les coefficients de viscosité sont des grandeurs physiques qui jouent un rôle essentiel en rhéologie. Leur connaissance suffit parfois à caractériser de façon précise le comportement rhéologique du matériau. On définit différents coefficients de viscosité. La viscosité d’un fluide hydraulique est la propriété qui caractérise la résistance de ce liquide à l’écoulement. Plus précisément, la viscosité résulte de la résistance qu’opposent les molécules du fluide à des efforts qui tendent à les déplacer par glissements relatifs dans son sein. Un liquide homogène, de masse volumique supposée constante, subit des déformations relatives (glissements ou cisaillements) auxquelles il oppose une résistance mesurable. Selon leur comportement rhéologique, les fluides peuvent être classés en deux catégories : les fluides dits « newtoniens » et les fluides dits « non newtoniens » (cf. § 2.7).
2.1 Viscosité dynamique
Un fluide peut être défini comme une substance qui présente une déformation continuelle sous l’effet d’une contrainte de cisaillement. La viscosité absolue dynamique est la viscosité la plus pertinente pour tous les calculs. La valeur de cette viscosité est tirée de la loi de Newton qui régit l’écoulement laminaire d’un fluide visqueux.
Le principe du phénomène de viscosité selon Newton est schématisé sur la figure 3. Considérons un écoulement laminaire tel celui matérialisé sur la figure 4. Au sein d’un liquide, supposons deux lames fluides de surface S, distantes de dx et animées, l’une de la vitesse v et, l’autre, de la vitesse relative v + d v. Le déplacement relatif de ces deux lames exige un effort F destiné à vaincre la résistance tangentielle F /S au frottement visqueux du fluide.
Le coefficient de viscosité absolue dynamique η se définit comme le facteur de proportionnalité entre la tension tangentielle F /S et le gradient de la vitesse dv /dx :
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