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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. De nombreuses solutions salines et polymères fondus sont des fluides non newtoniens, tout comme de nombreuses substances couramment rencontrées telles que la crème anglaise, le miel, le dentifrice, les suspensions d'amidon, l'amidon de maïs, la peinture, le sang, le beurre fondu et le shampooing. Le plus souvent, la viscosité (la déformation progressive par cisaillement ou contraintes de traction) des fluides non newtoniens dépend du taux de cisaillement ou de l'historique du taux de cisaillement. Cependant, certains fluides non newtoniens avec une viscosité indépendante du cisaillement présentent toujours des différences de contraintes normales ou d'autres comportements non newtoniens. Dans un fluide newtonien, la relation entre la contrainte de cisaillement et le taux de cisaillement est linéaire, passant par l'origine, la constante de proportionnalité étant le coefficient de viscosité. Dans un fluide non newtonien, la relation entre la contrainte de cisaillement et le taux de cisaillement est différente. Le fluide peut même présenter une viscosité dépendant du temps (en). Par conséquent, un coefficient de viscosité constant ne peut être défini. Bien que le concept de viscosité soit couramment utilisé en mécanique des fluides pour caractériser les propriétés de cisaillement d'un fluide, il peut être inadéquat pour décrire les fluides non newtoniens. Ils sont mieux étudiés à travers plusieurs autres propriétés rhéologiques qui relient les contrainte et vitesse de déformation dans de nombreuses conditions d'écoulement différentes — telles que le cisaillement oscillatoire ou l'écoulement extensif — qui sont mesurées à l'aide de différents appareils ou rhéomètres. Les propriétés sont mieux étudiées en utilisant des lois de comportement à valeurs tensorielles, courantes dans le domaine de la mécanique des milieux continus.

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