Imprimer ce chapitreImprimer ce chapitre

Chapitre 1 : Introduction à la mécanique des fluides

2 Définition d’un fluide

2.3 Mise en évidence de la viscosité : expérience de COUETTE

Soient deux cylindres coaxiaux avec un très faible espace entre les deux (e) rempli d’un fluide déterminé. On fait tourner le cylindre extérieur à l’aide d’un moteur à la vitesse angulaire w, on constate que le cylindre intérieur tourne dans le même sens et il faut lui appliquer un couple C en sens inverse pour le maintenir immobile. Cette expérience met en évidence l’existence de contraintes tangentielles qui sont d’autant plus importantes que l’on se rapproche du cylindre mobile.

Soit rm le rayon moyen des cylindres on a e<<rm. On peut schématiser l’expérience dans le plan.

Il y a adhérence du fluide à la paroi

Mise en évidence des forces tangentielles qui cisaillent le fluide

  • Surface des cylindres en contact avec le fluide :
  • V vitesse linéaire du cylindre mobile (extérieur)

Le plan immobile est soumis à une force F :  

F est la force sur le cylindre maintenu immobile

En ramenant à l’unité de surface on a qui est appelé Contrainte de Cisaillement ou   le gradient de vitesse de déformation

µ : viscosité dynamique ou absolue, elle dépend du fluide, dépend fortement de la température et faiblement de la pression.

On peut définir également la viscosité cinématique   avec ρ la mase volumique du fluide

NB : Pour les fluides au repos, il n’y a pas de déplacements relatifs des molécules, et la viscosité n’interviendra pas. Nous pouvons donc considérer un fluide au repos comme parfait.