La viscosité d’un liquide est une propriété physique importante qui affecte le comportement du liquide lorsqu’il s’écoule. Les liquides très visqueux sont plus résistants à la déformation par contrainte et s’écoulent moins facilement, tandis que les liquides moins visqueux s’écoulent plus facilement et sont moins résistants aux contraintes. Les deux principales façons de mesurer la viscosité sont en termes de viscosité dynamique et cinématique. Ces mesures sont interdépendantes, mais ont des applications différentes.
La viscosité dynamique, également appelée viscosité absolue, est la mesure la plus couramment utilisée. Il mesure la résistance d’un fluide à s’écouler – en d’autres termes, le frottement interne du fluide, ou la facilité avec laquelle il peut se déformer sous une contrainte mécanique à une température et une pression données. La définition technique de la viscosité dynamique est le rapport entre la contrainte de cisaillement et le gradient de vitesse. Lorsqu’une force est appliquée perpendiculairement à la surface d’un liquide, elle se déforme latéralement ou se cisaille. La facilité ou la difficulté de cette déformation est la viscosité dynamique, parfois appelée simplement viscosité.
La viscosité cinématique, en revanche, mesure la résistance du liquide à s’écouler en présence de gravité. Cette mesure est obtenue en prenant la viscosité dynamique du liquide et en la divisant par la densité du liquide. Plus la viscosité du liquide est élevée, moins il s’écoulera facilement sous la force de gravité et plus sa viscosité cinématique sera élevée.
Les viscosités dynamique et cinématique sont exprimées dans différentes unités de mesure. Les unités de mesure du Système international d’unités (SI) pour la viscosité dynamique sont les pascal-secondes. Les pascals sont une mesure de la pression – dans ce cas, la contrainte de cisaillement appliquée au liquide – tandis que les secondes mesurent le temps qu’il faut pour se déformer. La viscosité dynamique peut également être mesurée avec une unité appelée poise, une autre mesure reliant la pression en fonction du temps. L’unité commune utilisée pour mesurer la viscosité cinématique est le stokes, ou centimètres carrés par seconde, bien que parfois l’unité SI de mètres carrés par seconde soit utilisée.
L’utilisation de ces mesures est essentielle pour diverses applications du monde réel. Par exemple, il est important de formuler une peinture avec une certaine viscosité dynamique pour s’assurer qu’elle peut être mélangée et appliquée dans la bonne épaisseur. La mesure de la viscosité cinématique est plus souvent utilisée dans les cas où un fluide doit circuler dans un tuyau ou lubrifier des machines, comme dans un moteur de voiture.
Les produits tels que l’huile moteur qui sont soumis à des conditions physiques variables doivent avoir une viscosité dynamique et cinématique spécifique pour se comporter correctement. La viscosité des fluides change en fonction de la température et de la pression. Par exemple, par temps froid, l’huile s’épaissit et devient plus dense, ce qui la rend moins fluide. Il est important de connaître à la fois les rapports de viscosité dynamique et cinématique dans cette situation pour prédire comment l’huile se comportera à différentes températures.