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Rhéologie des solides : modèles viscoélastiques

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Dans cours

MSE-206: Rhéologie et mécanique des fluides

Ce cours est une introduction à la rhéologie des solides viscoélastiques linéaires, aux phénomènes d'écoulements des fluides, et aux méthodes utilisées en rhéologie. Les fluides Newtoniens ou non, la turbulence, les fluides réactifs et les suspensions sont ...

Description

Cette séance de cours couvre la rhéologie des solides, en se concentrant sur des modèles viscoélastiques tels que le modèle Kelvin, le modèle Maxwell et le modèle croisé. Il traite également de l'influence de la température et de la pression sur les fluides non newtoniens, ainsi que d'analogues mécaniques et d'exemples.

Enseignant·e

Yves Leterrier

Yves Leterrier joined EPFL in 1993 and is a faculty member of the Materials Institute. He is a senior scientist and lecturer in the Laboratory for Processing of Advanced Composites (LPAC, previously Laboratory of Composite and Polymer Technology, LTC). Activities 2000-2005: Foundation and Chair of the Korea-Switzerland joint symposia on materials and micro-technologies2004-2008: Board member of FLEXIDIS (the European flexible display consortium) 2004-2009: Group leader on lightweight materials for Solar ImpulseSince 2008: Board member of the French Adhesion SocietySince 2000: President of the EPFL Materials Science Library commissionSince 2012: Editorial board member, Applied Surface ScienceSince 2014: Associate Editor, Frontiers in MaterialsSince 2021: Coordinator of the EPFL Minor on 'Engineering for Sustainability' Background 1987: MS in materials science and solid state physics (INPL, France) 1991: PhD in materials science (Ecole des Mines, INPL, France) 1992: Research Associate, National Institute of Standards and Technology (NIST, USA)

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique (science): Mécanique des fluides

Concepts associés (32)

Fluide non newtonien

Un fluide non newtonien est un fluide qui ne suit pas la loi de viscosité de Newton, c'est-à-dire une viscosité constante indépendante de la contrainte. Dans les fluides non newtoniens, la viscosité peut changer lorsqu'elle est soumise à une force pour devenir plus liquide ou plus solide. Le ketchup, par exemple, devient plus coulant lorsqu'il est secoué et se comporte donc de manière non newtonienne.

Fluide newtonien

On appelle fluide newtonien (en hommage à Isaac Newton) un fluide dont la loi contrainte – vitesse de déformation est linéaire. La constante de proportionnalité est appelée viscosité. Viscosité L’équation décrivant le « comportement newtonien » en description eulérienne est : où : est la contrainte de cisaillement exercée par le fluide (à l'origine des forces de traînée), exprimée en Pa ; est la viscosité dynamique du fluide — une constante de proportionnalité caractéristique du matériau, en ; est le gradient de vitesse perpendiculaire à la direction de cisaillement, en s−1.

Loi d'Ostwald–de Waele

La loi d’Ostwald-de Waele ou loi en puissance est une loi de puissance définissant les fluides sans seuil. Elle relie la contrainte de cisaillement au taux de cisaillement. La loi d’Ostwald-de Waele est un modèle mathématique simple permettant de modéliser facilement un fluide non-newtonien sans seuil en reliant la contrainte de cisaillement τ (tau) au taux de cisaillement (gamma point) : où : K est une constante : l’indice de consistance ; n un nombre sans dimension : l’indice d’écoulement.

Fluide (matière)

Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les liquides, les gaz et les plasmas. Gaz et plasmas sont très compressibles, tandis que les liquides le sont très peu (à peine plus que les solides). La transition de l'état liquide à l'état gazeux (ou réciproquement) est en général de premier ordre, c'est-à-dire brusque, discontinue.

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides est un domaine de la physique consacré à l’étude du comportement des fluides (liquides, gaz et plasmas) et des forces internes associées. C’est une branche de la mécanique des milieux continus qui modélise la matière à l’aide de particules assez petites pour relever de l’analyse mathématique, mais assez grandes par rapport aux molécules pour être décrites par des fonctions continues. Elle comprend deux sous-domaines : la statique des fluides, qui est l’étude des fluides au repos, et la dynamique des fluides, qui est l’étude des fluides en mouvement.

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