Définition de la rhéologie

LA RHÉOLOGIE 

Le mot « rhéologie » a été proposé par Eugene Cook Bingham, en 1928, pour désigner « La science qui étudie la déformation et l’écoulement de la matière, comprenant l’élasticité, la viscosité et la plasticité. Dans ce chapitre, nous nous intéresserons principalement à la viscosité, qui désigne la résistance d’un fluide à l’écoulement et au mouvement lorsqu’il est à une contrainte appliquée. L’objectif de ce chapitre, est de bien définir la rhéologie et la viscosité, les différents types du comportement rhéologique, l’utilisation d’un rhéomètre ou un viscosimètre comme instrument de rhéologie, et les paramètres influençant la viscosité, pour appliquer ces études sur nos échantillons qui seront : l’ACP 29%, ACP 54%, les boues 29% et les boues 54%. 2. La rhéologie et la viscosité.

Définition de la rhéologie

La rhéologie est une discipline qui étudie l’écoulement ou la déformation des corps sous l’effet des contraintes appliquées, compte tenu de la vitesse d’application de ces contraintes ou plus généralement de leur variation au cours du temps, on dit que c’est la science des relations entre contraintes et vitesses de déformation d’un élément de volume. Dont l’objectif est de déterminer la réponse d’un fluide à ces contraintes mécaniques ; afin d’analyser les comportements mécaniques des substances et établir leurs lois de comportement. Les données rhéologiques nous aident à comprendre les fluides sur lesquels nous travaillons de sorte que nous puissions savoir comment ils se comportent, ou comment les forcer à se comporter de la façon désirée [5]. Elle impacte toutes les étapes de l’utilisation des matériaux dans diverses industries – du développement et de la stabilité de la formulation jusqu’à la production et la performance du produit.Les mesures rhéologiques comprennent : • Suivi de la viscosité pour étudier le comportement non newtonien en fonction du cisaillement afin de simuler la fabrication ou les conditions d’usage. • La classification des matériaux pour déterminer l’étendue de leurs comportements mécaniques. • Impact de certains paramètres sur la viscosité pour le traitement et la performance de l’utilisation finale. • Référencement des produits pour leurs capacités à être pompés ou étalés.

Définition de la viscosité

La viscosité est définie comme étant la friction interne d’un fluide, causée par les interactions moléculaires, qui le rendent résistant à l’écoulement. Cette friction apparaît lorsqu’une tranche de fluide doit se déplacer par rapport à une autre tranche. Plus importante est la friction, plus importante est la force nécessaire pour provoquer ce mouvement, qui est appelé cisaillement. Le cisaillement apparaît dès qu’un fluide est physiquement déplacé, comme en versant, pulvérisant, mélangeant, etc. Les fluides fortement visqueux nécessitent donc plus de force pour se déplacer que les substances moins visqueuses. Isaac Newton a défini la viscosité en se basant sur le modèle représenté sur la figure ci-dessus (qu’il faut voir en 3D). Deux plans parallèles de fluides de surfaces égales (A) sont séparés par une distance dx et se déplacent dans la même direction, à des vitesses différentes V1et V2. Newton a supposé que la force nécessaire pour maintenir cette différence de vitesse était proportionnelle à la différence de vitesse à travers le liquide, ou gradient de vitesse. Pour exprimer cela, Newton a écrit : ? ? = ŋ ?? ??
Avec ŋ étant une constante pour un matériau donné, et appelé coefficient de viscosité dynamique. – Le gradient de vitesse, dv/dx, est une mesure de la variation de la vitesse à laquelle les couchent intermédiaires se déplacent l’une par rapport à l’autre. Il décrit le cisaillement que subit le liquide et est donc appelé taux de cisaillement et sera symbolisé par (« shear rate »), dans la suite de la discussion (= dv/dx). Son unité de mesure est la s-1.
– Le terme F/A indique la force par unité de surface, qui est requise pour produire le cisaillement et est appelée contrainte de cisaillement et sera symbolisée par  (« shear stress»).
Son unité de mesure est le Pa.
L’unité de la viscosité, dans le système international est donc le Pa.s ou Poiseuille Pl. On peut également définir la viscosité cinématique, qui est le rapport entre la viscosité dynamique et la masse volumique : ν= η/ρ, qui n’a pas d’unité spécifique dans le système international (m2.s-1), mais que l’on exprimait dans l’ancien système en Stokes (St), où 1 m2s-1 = 104 St.

Les comportements rhéologiques

Les lois de dépendance entre  et  permettent de définir différents comportements rhéologiques des fluides

Les fluides newtoniens

Le coefficient de viscosité est constant quel que soit le gradient de vitesse. Exemple eau : quand on tourne une cuillère dans un bol, la résistance à l’avancement ne change pas si on change la vitesse de rotation.

La viscosité en fonction du taux de cisaillement

Les fluides non-newtoniens
Un fluide non-newtonien est défini, au sens large, comme étant un fluide pour lequel le rapport  / n’est pas une constante. En d’autres mots, lorsque le taux de cisaillement varie, la contrainte de cisaillement ne varie pas dans les mêmes proportions (ni même nécessairement dans la même direction). La viscosité de tels fluides va donc varier à mesure que le taux de cisaillement change. Un flux non-newtonien peut être imaginé en pensant à tout fluide comme étant un mélange de molécules avec différentes formes et tailles. Lorsqu’elles passent l’une près de l’autre, comme cela arrive durant un écoulement, leur taille, forme et cohésion va déterminer quelle force est nécessaire pour les faire bouger. A chaque taux de cisaillement spécifique, l’alignement peut être différent et une force plus ou moins importante peut être requise pour maintenir le mouvement. Il y a différents types de comportement d’écoulement non-newtonien, caractérisés par la façon dont la viscosité du fluide varie en réponse à un changement de taux de cisaillement. Les types les plus communs de fluides non-newtoniens sont décrits ci-dessous. • Pseudo plastiques Ce type de fluide présente une viscosité décroissante lorsque le taux de cisaillement augmente,Sans doute le plus commun des fluides non-newtoniens, les pseudo plastiques comprennent la peinture, les émulsions et les dispersions de nombreux types. Ce genre de comportement d’écoulement est parfois appelé « fluidification par cisaillement ».

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITREI : PRESENTATION GENERALE INTRODUCTION
II. PRESENTATION DU GROUPE OCP
1. Aperçu général du groupe
2. Secteur d’activité
PRESENTATION DU POLECHIMIQUE JORF LASFAR
1. La présentation
2. Ateliers Maroc Phosphore
PRESENTATION DE LA DIRECTIONRECHERCHE &DEVELOPPEMENT
IV. CONCLUSION
CHAPITRE2: PARTIEBIBLIOGRAPHIQUE
INTRODUCTION
Généralité sur le phosphate
III. L’ACIDE PHOSPHORIQUE
1. Généralité sur l’acide phosphorique: H3PO4
2. Processus de fabrication de l’acide phosphorique
3. Procédé de fabrication de l’ACP à l’OCP
1.1. Epaississeur
1.2. Section Attaque-Filtration
1.3. Unité de concentration
IV .LES BOUES GENEREES
V. LA RHEOLOGIE
1. Introductions
2. La rhéologie et la viscosité
1.1. Définition de la rhéologie
1.2. Définition de la viscosité
3. Les comportements rhéologiques
3.1. Les fluides newtoniens
3.2. Les fluides non-newtoniens
4. Les paramètres influençant la viscosité
3.1. La température
3.2. Taux de solide
5. Appareils de mesure
5.1. Le rhéomètre
5.2. Le viscosimètre
VI. CONCLUSION
CHAPITRE3: PARTIE EXPERIMENTALE
INTRODUCTION
MESURE DE LA VISCOSITE DE L’ACP ET DES BOUES
1. Procédure expérimentale (mode opératoire)
1.1. Matières premières
1.2. Préparation de l’échantillon
1.3. Mesure de la viscosité
2. Résultats et discussions
1.1. Effet de la température
2.2. Effet du taux de solide
L’ETUDE DE LA RHEOLOGIEDEL’ACP ET DES BOUES
1. Les mesure rhéologiques
2. Résultats et discussions
IV. CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE

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