Initiation à la rhéologie (4° Éd.) Bases théoriques et applications expérimentales

Initiation à la rhéologie offre une présentation concrète et pratique dans laquelle le cadre théorique est relié de façon étroite aux procédures et applications expérimentales. Des analyses structurelles moléculaires pour une grande variété de matériaux – notamment les liquides simples et complexes, les dispersions, les solides cristallins, les solides divisés, les polymères – justifient et illustrent la théorie. Les principaux rhéomètres et viscosimètres et leur fonctionnement sont également présentés de façon détaillée.
Cette quatrième édition a été remaniée et complétée afin de tenir compte des développements théoriques et expérimentaux récents :
– en actualisant les techniques expérimentales de la rhéométrie, en particulier la rhéométrie interfaciale ;
– en développant, dans le chapitre consacré à l’étude des corrélations entre la rhéologie et la structure de la matière, la rhéologie des dispersions ;
– notamment les suspensions et les émulsions – ainsi que la rhéologie des solides divisés, dont l’originalité du comportement est telle que les matériaux granulaires ont pu être qualifiés de quatrième état de la matière.

Présentation des auteurs
Avant-propos
Notations et symboles
Introduction à la 4e édition

Chapitre 1 - Généralités
1. Mouvements laminaires de cisaillement, contraintes de cisaillement
2. Déformation et vitesse de cisaillement (shear strain and rate)
3. Équation rhéologique d’état, rhéogrammes
4. Viscosités
5. Limites du régime laminaire – Nombre de Reynolds
Annexe du chapitre 1 - Contraintes normales dans un mouvement de cisaillement simple

Chapitre 2 - Viscoélasticité linéaire
1. Définitions générales
2. Modèles viscoélastiques élémentaires
3. Comportement viscoélastique général : modèles de Kelvin-Voigt et de Maxwell généralisés
4. Matériau viscoélastique linéaire soumis à des contraintes et déformations sinusoïdales
5. Puissances dissipée et stockée dans une expérience oscillatoire
Annexe du chapitre 2
1. Formes générales de l’équation rhéologique des matériaux linéaires
2. Déformations de traction, de compression ou de dilatation volumique : loi de Hooke
3. Analyse mathématique d’Inokuchi

Chapitre 3 - Typologie des différents modes d’écoulement
1. Liquides linéaires
2. Liquides non newtoniens (ou non linéaires)
3. Déformations permanentes (d’écoulement) dans les solides
4. Variation du comportement rhéologique d’écoulement avec le temps

Chapitre 4 - Principe et description des principaux rhéomètres
1. Rhéomètres à régime permanent
2. Rhéomètres à régime transitoire
3. Rhéomètres dynamiques (ou oscillants)
4. Rhéomètres interfaciaux
5. Évolution récente des techniques expérimentales. Tableaux des principaux viscosimètres et rhéomètres disponibles sur le marché français (2014)

Annexe du chapitre 4
1. Contrainte et vitesse de cisaillement dans un rhéomètre à cône/plateau
2. Rhéomètres de type Poiseuille – Étude de liquides non newtoniens indépendants du temps
3. Déformation et contrainte de cisaillement d’un matériau linéaire dans un rhéomètre plateau/plateau

Chapitre 5 - Corrélation entre rhéologie et structure de la matière
1. Théories moléculaires de la viscoélasticité linéaire des polymères
2. Théories de l’écoulement
3. Théories de l’écoulement des dispersions et des solutions macromoléculaires
4. Théories de l’écoulement dans les solides

Annexe du chapitre 5
1. Structure de la matière : définitions et propriétés
2. Statistique conformationnelle des chaînes macromoléculaires linéaires flexibles
3. Distribution des orientations d’une molécule linéaire rigide (modèle de Kirkwood-Auer) dans une expérience de fluage

Références bibliographiques générales
Index

Cet ouvrage de référence s’adresse aux étudiants, chercheurs et ingénieurs confrontés au cours de leur cursus ou de leur activité professionnelle à certains problèmes d’hydrodynamique, d’écoulement des systèmes complexes et de rhéologie.

Guy Couarraze a été président de l’université Paris-Sud. Il a été, ainsi que Jean-Louis Grossiord, professeur de physique dans cette même université. Nicolas Huang est maître de conférences en physique à l’université Paris-Sud.
Leur recherche s’est effectuée ou s’effectue encore dans le cadre de l’Institut Galien Paris-Sud.