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RÉSUMÉ
La viscosité joue un rôle important dans de nombreux procédés industriels, dès lors que des écoulements de fluide sont mis en jeu. Il est donc important de pouvoir la mesurer de façon fiable. Cet article décrit les différents dispositifs de mesures de la viscosité, puis les différents types de viscosimètres existants. Enfin il conclut en présentant les étalons de viscosité, pour les gaz et pour les liquides.
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Bernard LE NEINDRE : Docteur ès sciences - Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
INTRODUCTION
Des données précises sur la viscosité des fluides sont fondamentales pour la science et l’industrie. En effet, la viscosité joue un rôle important dans de nombreux procédés industriels qui mettent en jeu des écoulements de fluides ou des transferts de quantités de mouvement ; ainsi la viscosité est un paramètre qui intervient dans la mesure du débit, dans le calcul des coefficients de transfert thermique et dans le contrôle des processus chimiques. Comme les données expérimentales de viscosités sont limitées ou inexistantes pour de nombreux fluides et mélanges de fluides, en particulier dans les conditions extrêmes de température et de pression et dans la région critique, il est important de développer des méthodes expérimentales et théoriques d’évaluation de la viscosité pour les applications industrielles. Comme il est impossible de mesurer la viscosité de tous les systèmes en fonction de la température, de la pression et de la composition, le recours aux banques de données doit s’accompagner du développement de modèles théoriques basés sur des données expérimentales précises de fluides caractéristiques.
Cet article peut donc servir de guide aux ingénieurs qui envisagent d’entreprendre des mesures de viscosité ou être utile à ceux qui cherchent à évaluer les viscosités des gaz et des liquides en fonction de la température à la pression atmosphérique.
L’étude complète se divisera en deux parties :
-
[K 478] - Viscosité. Définitions et dispositifs de mesure ;
Dans ce deuxième article, l’auteur a surtout mis l’accent sur les méthodes pour lesquelles il existe des équations fondamentales bien fondées théoriquement ou celles qui offrent des potentialités d’application industrielles. Une description plus générale des méthodes de mesure est présentée dans l’article Viscosité [R 2 350] du traité Mesures et Contrôle.
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5. Conclusion
Plusieurs méthodes de mesure de la viscosité des gaz et des liquides ont été soigneusement décrites. Une attention particulière a été portée aux dispositifs qui permettent de mesurer simultanément la viscosité et la masse volumique, avec une bonne précision. Les viscosimètres à tube capillaire sont les instruments les plus répandus pour mesurer la viscosité des liquides en raison de leur simplicité de construction et de leur facilité de mise en œuvre. De nombreux viscosimètres à rotation sont actuellement commercialisés. Ces dispositifs permettent non seulement de mesurer la viscosité, mais de déterminer les propriétés rhéologiques des matériaux. Ils doivent être utilisés avec précaution surtout quand les matériaux considérés n’ont pas un comportement newtonien.
La viscosité des gaz croît avec la température de façon quasi linéaire dans un intervalle de température réduit, par exemple entre 300 K et 600 K. La viscosité des liquides décroît quand la température croît. Cette décroissance est rapide et peut être décrite sous forme d’une exponentielle entre le point de fusion et le point d’ébullition.
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BIBLIOGRAPHIE
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