Fluide

Fluide, tout liquide ou gaz ou généralement toute matière qui ne peut pas supporter une force tangentielle, ou de cisaillement, au repos et qui subit un changement continu de forme lorsqu’elle est soumise à une telle contrainte. Ce changement continu et irrémédiable de la position d’une partie du matériau par rapport à une autre partie lorsqu’il est soumis à une contrainte de cisaillement constitue un écoulement, une propriété caractéristique des fluides. En revanche, les forces de cisaillement à l’intérieur d’un solide élastique, maintenu dans une position tordue ou fléchie, sont maintenues ; le solide ne subit aucun écoulement et peut reprendre sa forme initiale. (Voir déformation et écoulement.) Les fluides comprimés peuvent également reprendre leur forme initiale, mais si la compression est maintenue, les forces au sein du fluide et entre le fluide et le récipient ne sont pas des forces de cisaillement. Le fluide exerce une pression vers l’extérieur, appelée pression hydrostatique, qui est partout perpendiculaire aux surfaces du récipient.

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Diverses simplifications, ou modèles, de fluides ont été conçues depuis le dernier quart du 18e siècle pour analyser l’écoulement des fluides. Le modèle le plus simple, appelé fluide parfait, ou idéal, est celui qui est incapable de conduire la chaleur ou d’offrir une résistance sur les parois d’un tube ou une résistance interne à une portion s’écoulant sur une autre. Ainsi, un fluide parfait, même lorsqu’il s’écoule, ne peut pas soutenir une force tangentielle ; c’est-à-dire qu’il n’a pas de viscosité et est également appelé fluide inviscide. Certains fluides réels de faible viscosité et conductivité thermique s’approchent de ce comportement.

Les fluides dont la viscosité, ou frottement interne, doit être prise en compte sont appelés fluides visqueux et se distinguent en outre des fluides newtoniens si la viscosité est constante pour différents taux de cisaillement et ne change pas avec le temps. La viscosité des fluides non newtoniens varie soit avec le taux de cisaillement, soit avec le temps, même si le taux de cisaillement est constant. Les fluides d’une classe de cette dernière catégorie qui deviennent plus minces et moins visqueux lorsqu’ils continuent à être agités sont appelés fluides thixotropes.