EN ISO 3219 Rhéologie

La norme « EN ISO 3219 Rhéologie », basée sur une norme européenne et publiée ultérieurement par l’Organisation internationale de normalisation (ISO) , comprend les sous-sections suivantes publiées sous le même titre :

• La norme EN ISO 3219-1, Partie 1 : Vocabulaire et symboles pour la rhéométrie rotationnelle et oscillatoire, décrit les termes et définitions courants utilisés dans ce domaine. D'autres termes et définitions sont également utilisés dans d'autres parties de la série ISO 3219.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :

• La valeur absolue du module de cisaillement complexe est le rapport entre l'amplitude de la contrainte de cisaillement et celle de la déformation de cisaillement. Son unité est le pascal (Pa).
• La valeur absolue de la viscosité de cisaillement complexe est le rapport entre le module de cisaillement complexe et la fréquence angulaire. Son unité est le pascal (Pa) multiplié par la seconde.⋅s).
• Le balayage d'amplitude est un test oscillatoire à amplitude variable à fréquence angulaire constante.
• Le déplacement angulaire (déviation angulaire) est la mesure angulaire lorsque l'angle est exprimé par la longueur de l'arc. L'unité de déplacement angulaire est le radian.
• La fréquence angulaire est la variation temporelle du déplacement angulaire lors d'une oscillation. Son unité est le radian par seconde (rad).⋅s^-1) ou, puisque le rad est sans dimension (c'est-à-dire mètres par mètre), les secondes réciproques (s^-1) est l'unité.
• La vitesse angulaire est la variation du déplacement angulaire au cours du temps lors d'une rotation. L'unité de vitesse angulaire est le radian par seconde (rad).⋅s^-1).
• Une rampe continue est un type de test dans lequel la variable spécifiée évolue de manière monotone et continue de sa valeur initiale à sa valeur finale pendant le test. Une rampe continue est implémentée avec un préréglage linéaire ou logarithmique. Une alternative à une rampe continue est une rampe par paliers.
• Le comportement élastique (élasticité) est la propriété d'un matériau de présenter une déformation réversible et un stockage d'énergie mécanique.
• La courbe d'écoulement est une représentation graphique de la relation entre la contrainte de cisaillement et le taux de cisaillement.
• La fréquence est le nombre d'oscillations par unité de temps. L'unité de fréquence est le hertz, où 1 Hz correspond à une oscillation par seconde.
• Le balayage de fréquence est un test oscillatoire avec une fréquence angulaire variable à amplitude constante.
• Le comportement élastique idéal (comportement de Hooke) est la propriété d'un matériau à présenter une récupération instantanée et entièrement réversible après déformation.
• La composante en phase de la viscosité de cisaillement complexe (viscosité dynamique) est la partie réelle de cette viscosité. L'unité de la viscosité dynamique est le pascal (Pa) multiplié par la seconde.⋅s).
• La viscosité cinématique est le rapport entre la viscosité de cisaillement et la masse volumique. Son unité est le mètre carré par seconde (m²).⋅s^-1).
• Un écoulement laminaire est un écoulement dans lequel des couches infinitésimales se déplacent parallèlement les unes aux autres. Tous les calculs de paramètres rhéologiques pour des géométries de jauge absolues ne sont valables que sous l'hypothèse d'un écoulement laminaire.

Il existe des essais de rotation, des essais oscillatoires et divers essais par paliers. Différents essais peuvent être combinés. Ils peuvent être réalisés à l'aide de différents types de mesures : déformation contrôlée, vitesse contrôlée ou contrainte contrôlée.

Lors de l'essai rotatif de base, l'éprouvette est soumise à une charge constante ou variable dans une direction. La viscosité de cisaillement est calculée à partir des données mesurées. Les paramètres mécaniques d'entrée et de réponse correspondants sont listés dans les tableaux de la norme. Les paramètres de base de l'essai peuvent être représentés schématiquement à l'aide d'un modèle à deux plaques.

Lors de l'essai oscillatoire de base, l'échantillon est excité par une déviation angulaire ou une amplitude de couple à une fréquence d'oscillation spécifique. La réponse obtenue oscille à la même fréquence et est caractérisée par un déphasage et une amplitude. Les paramètres mécaniques d'entrée et de réponse pertinents sont listés dans les tableaux de la norme.

Les propriétés rhéologiques sont étudiées à l'aide d'un système de mesure composé d'un viscosimètre ou d'un rhéomètre et d'une géométrie de mesure (par exemple, un cône-plan). Un viscosimètre ne peut mesurer la viscosité qu'en rotation. Cela signifie que la fonction de viscosité d'un échantillon peut être déterminée en fonction d'autres paramètres tels que le temps, la température, la vitesse de cisaillement, la contrainte de cisaillement et la pression. Un rhéomètre permet d'effectuer tous les tests de base en rotation et en oscillation. Outre la fonction de viscosité, les propriétés viscoélastiques, telles que le module de conservation et le module de perte de cisaillement, peuvent être déterminées.

• La norme « EN ISO 3219-3 Partie 3 : Procédure d’essai et exemples pour l’évaluation des résultats lors de l’utilisation de la rhéométrie rotative et oscillatoire » est toujours en cours d’élaboration.

Au sens large, la rhéologie est la science qui étudie l'écoulement et la déformation des matériaux sous l'effet de forces appliquées. Essentiellement, c'est la science de la réaction des matériaux aux contraintes, notamment lorsqu'ils ne se comportent pas comme des solides ou des liquides idéaux.

Les concepts de base en rhéologie sont :

• Viscosité : Résistance à l’écoulement. Par exemple, le miel est plus visqueux que l’eau.
• Élasticité : Capacité d'un matériau à revenir à sa forme initiale après déformation.
• Plasticité : Capacité d'un matériau à se déformer et à ne pas revenir à sa forme initiale.
• Contrainte de cisaillement et taux de cisaillement : mesures de la rapidité avec laquelle la force appliquée et la déformation se produisent.

La rhéologie étudie principalement les liquides (tels que les huiles, les sirops, le sang), les gels et les pâtes (tels que le dentifrice, le ketchup), les polymères et les plastiques, les fluides biologiques ainsi que les boues et les suspensions.

La rhéologie est essentielle dans de nombreux secteurs. Par exemple, dans l'industrie agroalimentaire, elle est essentielle pour la texture et la consistance (comme pour étaler du beurre ou verser du sirop), dans l'industrie cosmétique, elle est essentielle pour garantir que les crèmes et lotions soient agréables à la main et faciles à appliquer, dans l'industrie pharmaceutique, elle est essentielle pour l'administration des médicaments (comme l'étalement d'un gel sur la peau), et dans l'industrie pétrolière et du bâtiment, elle est essentielle pour comprendre l'écoulement du pétrole brut ou du béton.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs grâce à un large éventail d'activités de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluations, dispose d'une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services de tests conformes à la norme EN ISO 3219 Rhéologie.