Viscosité dynamique

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Viscosité dynamique
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La viscosité dynamique caractérise la résistance à l'écoulement d'un fluide incompressible.

Unités SI pascal-seconde (Pa.s)
Autres unités poiseuille (Pl), poise (Po)
Dimension M·L-1·T-1
Nature Grandeur scalaire intensive
Symbole usuel ou
Expressions = .

La viscosité dynamique est une grandeur physique qui caractérise la résistance à l'écoulement laminaire d'un fluide incompressible. Les fluides newtoniens ont une viscosité dynamique indépendante du gradient de vitesse.

Elle est fortement dépendante de la température. Pour l'eau, à 20 °C sous 1 à 100 bar, on estime que μ = 1 × 10−3 Pa s ; passant de 1,79 × 10−3 Pa s à °C jusqu'à 0,653 × 10−3 Pa s à 40 °C.

La viscosité dynamique est usuellement notée μ (lettre grecque mu) dans les ouvrages de mécanique des fluides.

Définition[modifier | modifier le code]

Pour un écoulement laminaire d'un fluide, la viscosité dynamique μ (lettre grecque mu) ou η (lettre grecque êta) est le rapport de la contrainte de cisaillement τ (lettre grecque tau) au gradient de vitesse perpendiculaire au plan de cisaillement[1].

Sa dimension est ML-1T-1 et l'unité correspondante dans le Système international d'unités est le kg/(m·s) plus simplement exprimé pascal-seconde (Pa·s).

D'anciennes unités sont toujours plus ou moins utilisées, comme le poiseuille (Pl) (1 Pl = 1 Pa s) ou bien la poise (Po) (1 Po = 0,1 Pl = 0,1 Pa s).

Lien à la viscosité cinématique[modifier | modifier le code]

La viscosité dynamique est reliée à la viscosité cinématique par la formule .

Dans cette équation :

  • est la viscosité dynamique du fluide en pascal-seconde (Pa⋅s) ou en kg/(m⋅s) ;
  • est la viscosité cinématique du fluide, exprimé en 104 St ou en m2⋅s-1 ;
  • est la masse volumique du fluide, en kg⋅m-3.

Tableau des valeurs[modifier | modifier le code]

Viscosité dynamique de certains liquides et gaz à 20 °C et 1 atm[2] :

Liquide µ
(Pa⋅s)
Gaz µ
(Pa⋅s)
Ammoniac 2,20×10-4 H2 9,05×10-6
Benzène 6,51×10-4 He 1,97×10-5
Eau 1,00×10-3 H2O 1,02×10-5
Eau de mer (30 %) 1,07×10-3 air sec 1,8×10-5
Éthanol 1,20×10-3 Ar 2,24×10-5
Éthylène glycol 2,14×10-2 CO2 1,48×10-5
Fréon 12 2,62×10-4 CO 1,82×10-5
Essence 2,92×10-4 N2 1,76×10-5
Glycérine 1,49 O2 2,00×10-5
Kérosène 1,92×10-3 NO 1,90×10-5
Mercure 1,56×10-3 N2O 1,45×10-5
Méthanol 5,98×10-4 Cl2 1,03×10-5
SAE 10W 1,04×10-1 CH4 1,34×10-5
SAE 10W30 1,7×10-1
SAE 30W 2,9×10-1
SAE 50W 8,6×10-1
Tétrachlorure de carbone 9,67×10-4

Note : les valeurs des huiles SAE sont représentatives et la classification permet une variation de ±50 %.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « dynamic viscosity », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (« Gold Book »), 2e éd. (1997). Version corrigée en ligne:  (2006-).
  2. (en) Frank M. White, Fluid Mechanics, McGraw-Hill Higher Education, , 6e éd. (ISBN 978-0-07-293844-9)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]