Innovations pour une mesure complète et dimensionnelle des propriétés viscoélastiques des fluides

Létude viscoélastique fait partie intégrante des méthodes de caractérisation des matériaux déformables, qu’il s’agisse de fluides, de plastiques, de gels, de mousses, de liquides biologiques, etc. Elle permet de connaître le comportement du matériau en réponse à une sollicitation mécanique sur un large spectre de fréquences pouvant aller du millième de rad/s à une centaine de rad/s. La sollicitation en cisaillement permet de distinguer un comportement solide d’un comportement liquide (visqueux) par son absence de résistance au cisaillement.

Compte tenu de l’importance des informations issues de l’étude viscoélastique, l’objectif sera d’optimiser la mesure afin qu’elle soit la plus fidèle possible aux propriétés du matériau considéré. L’innovation consiste en l’optimisation de la chaîne de transfert de contraintes de cisaillement pour la mesure des propriétés dynamiques des fluides dans une gamme de fréquences donnée, typiquement de 0,01 Hz à 15 Hz.

Cette chaîne de transfert est notamment améliorée par le renforcement des interactions interfaciales entre le fluide et le substrat en utilisant des surfaces présentant une forte mouillabilité vis-à-vis du fluide, alors que les mesures conventionnelles ne prennent pas en compte ce paramètre. Une telle intégration novatrice met en évidence la nécessité de considérer les propriétés du fluide comme dépendantes de l’échelle d’observation. À l’échelle submillimétrique, les fluides peuvent notamment présenter une élasticité de cisaillement dont les effets restent difficilement détectables avec les approches conventionnelles à l’échelle millimétrique. Revisiter les protocoles de mesure utilisés en rhéologie est donc une nécessité, en exploitant les avancées faites dans des disciplines connexes, comme la tribologie, l’adhésion, le mouillage, ou encore l’analyse thermique.