La viscosité des fluides : un paramètre essentiel en gestion des fluides industriels

Dans le domaine de la gestion des fluides industriels, la viscosité est une caractéristique primordiale à prendre en compte. Elle impacte directement le choix des équipements et la performance des installations. Chez AVF-Albi, nous accompagnons nos clients dans la sélection des solutions les plus adaptées à leurs besoins, en tenant compte des caractéristiques des fluides manipulés.

Qu’est-ce que la viscosité ?

La viscosité est la mesure de la résistance d’un fluide à l’écoulement. Elle traduit la friction interne entre les couches d’un liquide en mouvement. Un fluide à haute viscosité s’écoule lentement (comme le miel), tandis qu’un fluide à faible viscosité s’écoule rapidement (comme l’eau).

On distingue deux types de viscosité :

• Viscosité dynamique (μ) : exprimée en milliPascal-seconde (mPa.s) ou en centipoise (cP), elle correspond à la force nécessaire pour déplacer une couche de fluide par rapport à une autre.
• Viscosité cinématique (ν) : exprimée en centistokes (cSt) ou en mètre carré par seconde (m²/s), elle est obtenue en divisant la viscosité dynamique par la densité du fluide.

Les fluides peuvent être classés en deux grandes catégories selon leur comportement visqueux :

• Fluides newtoniens : leur viscosité reste constante, quelle que soit la contrainte appliquée (exemple : eau, huiles minérales).
• Fluides non-newtoniens : leur viscosité varie en fonction de la contrainte. On distingue plusieurs sous-catégories :
  • Rhéofluidifiants : leur viscosité diminue sous contrainte (ketchup, peinture, sang)
  • Rhéoépaississants : leur viscosité augmente sous contrainte (mélange d’eau et maïzena)
  • Fluides à seuil : nécessitent une contrainte minimale pour s’écouler (dentifrice, mayonnaise)
  • Thixotropes : leur viscosité diminue avec le temps sous contrainte constante (sables mouvants)
  • Rhéopexes : leur viscosité augmente avec le temps sous contrainte constante (crème fouettée)

Influence de la température sur la viscosité

Contrairement aux gaz, dont la viscosité augmente avec la température, la viscosité des liquides diminue lorsque la température augmente. Cela s’explique par le fait que, dans un liquide, les interactions entre les molécules sont fortes et limitent leur mouvement. Lorsque la température augmente, ces interactions diminuent, ce qui facilite l’écoulement du fluide et réduit donc sa viscosité.

Dans un liquide, l’énergie thermique accrue permet aux molécules de surmonter plus facilement les forces d’attraction intermoléculaires, facilitant leur déplacement relatif. Dans un gaz, l’augmentation de la température accroît les collisions moléculaires, intensifiant les transferts de quantité de mouvement entre couches adjacentes.

Par exemple, l’huile moteur est beaucoup plus visqueuse à froid qu’à chaud. Cette propriété est essentielle à prendre en compte dans le dimensionnement des équipements, car un fluide trop visqueux à basse température peut entraver le démarrage des systèmes et provoquer des surconsommations d’énergie.

En médecine, la viscosité du sang joue un rôle essentiel dans la circulation sanguine et peut être modifiée par diverses pathologies. L’industrie alimentaire manipule constamment la viscosité pour obtenir des textures spécifiques dans les produits manufacturés.

La pression affecte également la viscosité, particulièrement pour les gaz où une pression accrue entraîne généralement une viscosité plus élevée.

Mesure de la viscosité

Plusieurs instruments permettent de mesurer la viscosité :

• Le viscosimètre à tube capillaire, basé sur la loi de Poiseuille
• Le viscosimètre rotatif, mesurant le couple nécessaire pour faire tourner un cylindre dans le fluide
• Le viscosimètre à chute de bille, utilisant la loi de Stokes

L’importance de la viscosité dans l’industrie

La viscosité intervient dans de nombreux domaines industriels et influence directement la performance des systèmes de gestion des fluides. En effet, elle détermine les conditions d’écoulement des liquides dans les canalisations, le choix des équipements et l’efficacité des procédés.

Dans l’industrie mécanique et automobile, par exemple, les huiles sont classées en fonction de leur viscosité, car elles doivent assurer une lubrification efficace des moteurs et machines, quelles que soient les températures de fonctionnement. Une huile trop visqueuse à froid empêche un bon démarrage, tandis qu’une huile trop fluide à chaud ne protégera pas correctement les composants.

Dans l’industrie alimentaire, le calcul de la viscosité permet d’optimiser les coûts et d’améliorer l’efficacité de la production. Il aide à choisir les pompes et méthodes de transfert les plus adaptées, et à déterminer les temps de séchage ou de cuisson.

Dans le secteur pétrolier, la viscosité du brut influence l’acheminement du pétrole. Selon la température des sols ou des zones traversées, la viscosité peut varier, impactant la conception des pipelines et des installations de transport.

Chez AVF Gestion des Fluides, nous proposons une large gamme de pompes industrielles, vannes et équipements de robinetterie adaptés aux fluides de différentes viscosités. Nos experts sont à votre disposition pour vous conseiller sur les meilleures solutions en fonction de vos applications.

Tableau des viscosités des fluides industriels courants

Voici un tableau regroupant la viscosité de plusieurs liquides industriels, triés du plus visqueux au moins visqueux :

Téléchargez notre fiche technique sur la viscosité ici.

Mesurer et calculer la viscosité : un enjeu majeur

D’une importance cruciale dans l’industrie, le calcul de la viscosité permet :

• D’assurer le bon fonctionnement des équipements en choisissant des pompes et canalisations adaptées.
• De caractériser la qualité d’un produit en vérifiant sa viscosité et sa conformité aux normes.
• De dimensionner les installations en prévoyant les conditions optimales d’écoulement.
• De contrôler les processus de production en surveillant l’évolution des réactions chimiques.

L’expertise AVF Gestion des Fluides

Chez AVF-Albi, nous accompagnons nos clients dans leurs projets en mettant à leur disposition notre expertise et une large gamme de produits pour la gestion des fluides industriels. Grâce à notre stock de plus de 14 000 références, nous proposons des solutions adaptées à chaque application, qu’il s’agisse de robinetterie, automatisme, pompes, filtration ou instrumentation… Nous nous appuyons également sur des technico-commerciaux experts, capables de vous aider à dimensionner vos installations et à choisir les équipements les plus appropriés en fonction de la viscosité des fluides que vous utilisez.

Conclusion

La viscosité est un paramètre fondamental en gestion des fluides industriels. Une mauvaise estimation peut entraîner des problèmes de circulation, une usure prématurée des équipements et des coûts énergétiques accrus.

Besoin d’un accompagnement spécifique pour le choix de vos équipements ? Contactez nos experts AVF Gestion des Fluides pour des conseils personnalisés et des solutions adaptées à votre industrie !