Le terme a été introduit en 1920 par Eugene C. Bingham, professeur américain pionnier dans le domaine, mais les fluides fascinent depuis l'Antiquité et leur étude moderne a été initiée par Newton au XVIIIe siècle.
Cellule de cisaillement
Pour caractériser l'écoulement d'un fluide, les scientifiques ont mis en place un modèle simple: la cellule de cisaillement.
On considère une substance répartie sur une hauteur H entre deux plaques parallèles et horizontales supposées étendues, voire infinies, pour éviter que la substance ne s'échappe d'entre les plaques.
La plaque inférieure est fixe tandis que l'on applique une force F sur toute la surface S de la plaque supérieure. Si la couche supérieure de la substance se déplace sur une longueur l, c'est un fluide (on dit alors que l'on « cisaille » le fluide, c'est à dire que l'on fait se déplacer ses couches les unes par rapport aux autres sur H).
Le type de cellule décrit ici est appelée cisaillement plan-plan, il en existe d'autres.
On considère une substance répartie sur une hauteur H entre deux plaques parallèles et horizontales supposées étendues, voire infinies, pour éviter que la substance ne s'échappe d'entre les plaques.
La plaque inférieure est fixe tandis que l'on applique une force F sur toute la surface S de la plaque supérieure. Si la couche supérieure de la substance se déplace sur une longueur l, c'est un fluide (on dit alors que l'on « cisaille » le fluide, c'est à dire que l'on fait se déplacer ses couches les unes par rapport aux autres sur H).
Le type de cellule décrit ici est appelée cisaillement plan-plan, il en existe d'autres.
Schéma de cisaillement plan-plan
Grandeurs
Différentes grandeurs sont utilisées pour appréhender ce schéma:
· σ, qui correspond à la force F (en N) rapportée à la surface S (en m2) sur laquelle elle s'applique: σ= F/S
On l’appelle contrainte par unité de surface, ou contrainte de cisaillement, son unité est le Pascal
γ dépend évidemment du temps t pendant lequel on applique F sur la couche supérieure
rapport à H, elle prend donc t en compte (car V=l/t): γ̇= dγ/dt = (d/dt)*l/H = (1/H)*dl/dt = V/H
On l’appelle taux de déformation ou taux de cisaillement, son unité est le s-1 (car m.s-1/m= s-1)
La rhéologie est donc la science qui étudie la relation entre la contrainte appliquée à un fluide (la contrainte de cisaillement) et son taux de déformation (taux de cisaillement).
Cette relation est notée η, ou µ, et est appelée viscosité.
On l’appelle contrainte par unité de surface, ou contrainte de cisaillement, son unité est le Pascal
γ dépend évidemment du temps t pendant lequel on applique F sur la couche supérieure
rapport à H, elle prend donc t en compte (car V=l/t): γ̇= dγ/dt = (d/dt)*l/H = (1/H)*dl/dt = V/H
On l’appelle taux de déformation ou taux de cisaillement, son unité est le s-1 (car m.s-1/m= s-1)
La rhéologie est donc la science qui étudie la relation entre la contrainte appliquée à un fluide (la contrainte de cisaillement) et son taux de déformation (taux de cisaillement).
Cette relation est notée η, ou µ, et est appelée viscosité.
Cette relation est notée η, ou µ, et est appelée viscosité.