La notion de « fluide non-newtonien » est plus ou moins commune, car c’est un fluide sur lequel on peut marcher quand on court dessus. Par contre, la notion de « fluide newtonien » n’est jamais expliquée.
Fluide newtonien et fluide non-newtonien
Un fluide est dit newtonien lorsque sa viscosité est indépendante de la contrainte mécanique qu’on lui applique.
Derrière ce charabia se cache une propriété toute simple. En effet, pour le dire plus simplement, un fluide newtonien garde sa fluidité même si on la remue.
Inversement, un fluide non-newtonnien verra sa fluidité changer quand on le remue.
L’eau est un exemple de fluide newtonien : elle n’est pas plus visqueuse au repos ou quand on la touille.
Des fluides parfaitement newtoniens n’existent pas en vrai. On considère que l’eau est newtonien dans des conditions courante : l’eau devient ainsi non-newtonienne dans des conditions de pression extrêmes.
À l’inverse, on trouve également des fluides non-newtoniens : leur viscosité change sous l’effet d’une contrainte mécanique, comme quand on tape dessus, qu’on la touille ou remue, la presse…
Différents types de fluides non-newtonien
Un fluide non-newtonien qui permet de marcher dessus est un fluide dont la viscosité augmente quand on applique une action mécanique dessus. De plus, si cette augmentation est directement fonction de l'intensité de l'action, ils sont dit rhéoépaississant ou dilatant.
Les fluides non-newtoniens comme le sable mouillé ou une préparation au maïzena® (amidon de maïs) coulent comme un liquide quand ils sont au repos. Ils deviennent au contraire très durs quand on les remue ou qu’on appuie dessus. Ce sont des exemples de fluides rhéoépaississant.
Il existe également des fluides dont la viscosité diminue sous l'effet d'une action et dont la diminution dépend de l'intensité de l'action : ils sont dit rhéofluidifiant ou pseudo-plastiques.
C’est le cas du ketchup, du sang, de la lave, de la mélasse, de certaines peintures, encres ou encore du vernis à ongles. Ils sont tout d’abord pâteux, mais deviennent pratiquement liquides quand on la remue ou qu’on presse la bouteille : plus on appuie sur la bouteille de ketchup, plus ce qui en sort est fluide et paradoxalement, plus il est facile d’augmenter la pression.
Certains autres fluides évoluent, mais il faut les remuer durant un certain temps : ainsi, au fur et à mesure que l’on remue un yaourt il devient de plus en plus liquide. Le yaourt est dit thixotrope.
À l’inverse, la crème liquide devient moins fluide quand on la remue longtemps : elle se transforme en beurre. La crème est dite antithixotrope.
Tous ces phénomènes s'expliquent par une déstructuration des liaisons intermoléculaire (thixotropie) ou au contraire d'un « nouage » des molécules entre-elles et qui épaississent un fluide (antithixotropie).
Pour résumer sur les fluides :
| la viscosité du fluide | |||
|---|---|---|---|
| ⬐ | diminue | augmente | ne change pas |
| en fonction de l'intensité de l'action : | non-newtonien | newtonien (ex : eau) |
|
| rhéofluidifiant ou pseudo-plastiques (ex : sang, ketchup, peintures) |
rhéoépaississant ou dillatant (ex : sable mouillé, poudre maïzéna®) |
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| indépendamment de l'action (mais dépendant de la durée de l'action) : | non-newtonien | ||
| thixotrope (ex : yaourt) |
antithixotrope (ex : crème liquide) |
||
