Viscosité, masse volumique, gel

Viscosité

La viscosité caractérise le frottement entre 2 couches de molécules. On définit la viscosité dynamique correspondant à la transmission d'effets tangentiels par:

$$F = \mu \frac{dv}{dy}$$ (2.1)

avec

• $F$ = force par m$^2$ [kg m s$^{-2}$ m$^{-2}$]
• $\mu$ = coefficient de viscosité dynamique, en centipoises [N s m$^{-2}$ $10^{-3}$] ou [kg m$^{-1}$ s$^{-1}$ $10^{-3}$]
• $dv/dy$ = gradient de vitesse / gradient d'écartement

On définit ensuite la viscosité cinématique, en centistoke [m$^{2}$ s$^{-1}$ $10^{-6}$] par

$$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$ (2.2)

la viscosité dynamique divisée par la masse volumique [kg m$^{-3}$], figure 12. fig12.eps Quelques valeurs:

eau	1.008	centipoises
essence	0.43	centipoises
glycérine	800	centipoises

Comme la viscosité varie fortement avec les variations de température, il peut être nécessaire d'en tenir compte lors d'essais de pompage ou de l'évaluation du débit de transit dans des nappes de pays chauds, figure 12.

Masse volumique

La masse volumique $\rho = M/V$ [kgm$^{-3}$] varie de manière très exceptionnelle avec un maximum à environ 4$^o$C. Cela induit les courants particuliers observés dans les lacs et des effets perturbant lors de la mesure de la pression des nappes chaudes, figure 13. fig13.eps

Effet du gel sur l'eau

Le gel a un effet surprenant sur l'eau: l'augmentation du volume de la glace par rapport à l'eau induit une diminution de la densité. Lors du gel de l'eau, la pression en milieu confiné est énorme: 75.000 kg cm$^2$. Dans les pays froids et humides, l'érosion doit beaucoup à ce phénomène (cryoplanation).