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Dossier : découvrir des fluides étonnants grâce à la rhéophysique

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Découvrez le dossier « Rhéophysique, la matière dans tous ses états ». La peinture, le dentifrice ou la purée ont parfois des propriétés surprenantes, entre liquide et solide. La rhéophysique étudie les comportements des polymères, des émulsions ou encore des colloïdes, que vous découvrirez dans ce dossier.

La rhéophysique est une discipline qui étudie les propriétés de fluides particuliers, à la frontière entre solide et liquide. © DR

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi le dentifrice formait une belle pâte sur la brosse à dents avant de se liquéfier dans la bouche ? Une question parmi d'autres que la rhéophysique aide à décrypter. Cette discipline analyse les propriétés de toutes sortes de fluides, dits non newtoniens, à la frontière solide-liquide.

 

La propriété la plus spectaculaire des polymères est leur viscoélasticité, autrement dit un comportement mécanique en partie élastique et en partie visqueux.

 

Les suspensions sont des mélanges de particules solides dans un liquide. Lorsque ces particules sont suffisamment grosses, leur impact principal sur la viscosité du mélange est une augmentation (assez lente avec la concentration solide), simplement liée au fait qu'elles occupent un volume précédemment occupé par du liquide et qui ne peut désormais plus s'écouler.

 

Dans de nombreuses situations pratiques, on souhaite répartir un liquide sur une surface solide ou le faire pénétrer dans un milieu poreux de façon progressive. C'est par exemple le cas de médicaments que l'on administre par voie cutanée.

 

L'objectif de la rhéométrie est la mesure des propriétés rhéologiques des matériaux, autrement dit les relations entre les contraintes au sein du matériau (force par unité de surface) et l'histoire des déformations qu'il a subies.

 

Certaines suspensions d'argile ou de silice forment le type de structure décrite à la page consacrée aux colloïdes et se comportent comme des fluides à seuil, mais elles donnent l'impression de se liquéfier au-delà du seuil de contrainte. Il est possible de les maintenir en écoulement en imposant une contrainte inférieure à celle qu'il a fallu appliquer pour briser la structure initiale.

 

À découvrir aux éditions EDP Sciences : Rhéophysique, la matière dans tous ses états, un livre de Philippe Coussot.

 

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