La maîtrise du comportement de votre fluide est le secret d'une production constante et de haute qualité.
Bien que la terminologie relative aux fluides newtoniens et thixotropes puisse paraître complexe, nous privilégions la simplification. Déterminer si votre matériau est thixotrope ou non newtonien est essentiel pour choisir l'équipement adapté et rentable, et garantir le bon déroulement de votre procédé.
Le fluide simple : qu'est-ce qu'un fluide newtonien ?
Avant d'explorer des matériaux plus complexes, il nous faut commencer par le type de fluide le plus élémentaire : le fluide newtonien.
La littérature scientifique confirme que ces fluides possèdent une viscosité constante qui ne change pas avec le taux de cisaillement appliqué, ce qui signifie que leur comportement d'écoulement est linéaire et prévisible (Mustafa et al., 2020 ; Kapadia et al., 2025).
L'eau et les huiles simples en sont d'excellents exemples. Qu'on les remue lentement ou qu'on les agite vigoureusement, leur consistance reste inchangée. Cette stabilité constante est la principale différence entre les fluides thixotropes et newtoniens.
Les viscosimètres pour ces fluides mesurent simplement cette viscosité constante, souvent par des méthodes comme la déviation de micropiliers ou l'écoulement capillaire. Par conséquent, tester un fluide newtonien est une opération simple.
Souvent, un appareil à cadran analogique fiable comme le ViscoQT DR-100 suffit pour confirmer l'assurance qualité.
Là où les choses deviennent intéressantes : les fluides non newtoniens
La plupart des matériaux utilisés dans les applications industrielles ne respectent pas ces règles fondamentales. C'est pourquoi la discussion sur les fluides thixotropes et non newtoniens devient cruciale pour tout service de contrôle qualité.
Contrairement aux fluides newtoniens stables, les fluides non newtoniens présentent une viscosité qui varie en fonction du taux de cisaillement ou du temps, montrant des comportements d'écoulement complexes tels que l'amincissement ou l'épaississement par cisaillement (Srivastava & Burns, 2006 ; Kornaeva et al., 2022 ; Lee et al., 2020).
Pour vous en rendre compte, regardez des objets du quotidien :
- Vernis à ongles : Il doit s'écouler facilement du pinceau (cisaillement élevé) mais rester en place sur l'ongle sans couler sur les cuticules (cisaillement faible).
- Encre d'impression : Elle doit être suffisamment fluide pour passer par une buse, mais suffisamment épaisse pour rester nette sur le papier sans bavure.
Cette catégorie se divise généralement en deux types :
- Fluides rhéofluidifiants : Ces fluides deviennent moins visqueux au fur et à mesure qu'on les manipule, comme le shampoing.
- Fluides rhéoépaississants : ceux-ci deviennent plus visqueux lorsqu'ils sont agités, comme un mélange de fécule de maïs et d'eau.
Voici un point crucial souvent négligé par les laboratoires : si tous les fluides thixotropes sont non newtoniens, l’inverse n’est pas vrai. Les considérer comme identiques est une source fréquente d’incohérences dans les résultats des tests.
Le facteur décisif : qu’est-ce qui rend la thixotropie unique ?
La thixotropie introduit la notion de temps dans l'équation.
Comme l'ont montré des études rhéologiques, les fluides thixotropes sont un sous-ensemble de fluides non newtoniens dont la viscosité diminue au fil du temps sous cisaillement constant et se rétablit lorsque le cisaillement est supprimé (Chhabra, 1999).
Pour comprendre cela, comparons le miel et le yaourt. Si vous remuez le miel, il conserve son écoulement (propriété newtonienne). Si vous remuez vigoureusement le yaourt, sa structure se dégrade et il devient liquide. Arrêtez de remuer, et le yaourt ne se solidifie pas instantanément. Il lui faut du temps pour reconstituer sa structure. Ce délai est appelé thixotropie.
Ce comportement dépendant du temps constitue un piège majeur pour le contrôle qualité. Si vous traitez un échantillon thixotrope comme un échantillon newtonien, vos données seront erronées. C'est aussi simple que cela.
Par exemple, si vous mesurez la viscosité d'une crème cosmétique immédiatement après sa préparation, vous obtiendrez une certaine valeur. Si vous mesurez le même échantillon une heure plus tard, la valeur sera complètement différente. Il ne s'agit pas d'un défaut du produit, mais d'un problème de mesure.
La caractérisation rhéologique de ces fluides est complexe en raison de leurs propriétés non linéaires et dépendantes du temps, nécessitant souvent des stratégies de mesure avancées (Chhabra, 1999).
Vous avez besoin d'un instrument capable de suivre cette courbe de récupération, tel que le ViscoQT 1000-Pro ou la série ViscoQT 2000 , qui vous permettent de programmer des vitesses et de capturer des points de données sur une période définie.
Guide de référence rapide : Comportements des fluides
Pour vous faciliter la tâche, nous avons créé ce tableau de référence. Il s'agit d'un outil pratique pour discuter avec votre équipe des besoins en matière de tests newtoniens et thixotropes.
| Type de fluide | Comportement sous cisaillement | Comportement au fil du temps | Exemples courants | Équipement recommandé |
|---|---|---|---|---|
| newtonien | La viscosité est constante | Aucun changement | Eau, miel, huile moteur | Analogique standard (par exemple, ViscoQT DR-100 ) |
| Pseudoplastique (non newtonien) | La viscosité diminue lorsque le cisaillement augmente. | Récupère instantanément | Shampoing, pâte à papier | Rotation numérique (par exemple, ViscoQT 1000 Basic ) |
| Thixotrope | La viscosité diminue lorsque le cisaillement augmente. | Récupération dépendante du temps | Peinture, ketchup, boue de forage | Programmable avancé (par exemple, ViscoQT 2000 ) |
Comment cela affecte vos opérations
Comprendre les principes scientifiques est une chose, les appliquer en est une autre. Voici pourquoi la distinction entre fluides thixotropes et fluides non newtoniens est si importante pour votre retour sur investissement dans divers secteurs :
Peintures et revêtements
La thixotropie est une propriété essentielle. La peinture pour plafond, par exemple, doit être épaisse dans le pot pour éviter la séparation, fluide au rouleau pour l'application, puis s'épaissir rapidement au plafond pour éviter les coulures.
Pour ce secteur, nous recommandons souvent la série ViscoQT KS ( KS-100 ou KS-300 ), conçue spécifiquement pour les unités Krebs (KU) utilisées dans ces normes.
Cosmétiques et soins personnels
Les consommateurs sont extrêmement exigeants en matière de texture. Une crème pour le visage trop liquide paraît de mauvaise qualité, tandis qu'un dentifrice difficile à extraire est source de frustration.
Garantir une décomposition thixotropique adéquate permet au produit d'être luxueux sur la peau tout en restant stable en rayon.
Adhésifs et mastics
Les mastics et époxys industriels doivent être pompables lors de l'application, mais doivent impérativement rester en place immédiatement après leur distribution. Une mauvaise appréciation du comportement thixotrope ou newtonien à ce stade peut entraîner des liaisons irrégulières et des faiblesses structurelles.
Restauration
La texture en bouche influence les ventes. Une vinaigrette doit être facile à verser tout en adhérant à la salade. Nous constatons qu'une texture mal maîtrisée donne un produit qui déplaît fortement au client.
Médicaments
Les gels topiques doivent rester stables dans le tube tout en s'étalant facilement à l'application. Une analyse appropriée garantit le dosage et l'efficacité optimaux.
Respect des normes industrielles (ASTM et ISO)
Dans un cadre professionnel, les tests servent à prouver la conformité et la qualité.
Que votre laboratoire suive les normes ASTM D2196 ou ISO 2555, nos viscosimètres sont conçus pour fournir les données fiables dont vous avez besoin. Nous considérons ces normes comme le langage commun du contrôle qualité.
Déterminer si votre matériau est thixotrope ou newtonien est la première étape pour sélectionner le protocole de test approprié défini par ces organismes.
Qualest Solution : La précision sans le surcoût
Chez Qualitest, nous sommes d'avis que des tests précis ne devraient pas nécessiter un budget exorbitant.
Que vous ayez besoin du robuste ViscoQT DR-100 pour des contrôles newtoniens rapides ou des rhéomètres avancés à écran tactile ViscoQT 1700/S pour une analyse thixotropique complexe, nous fournissons le niveau exact de technologie requis – ni plus, ni moins.
Nous proposons une gamme complète d'instruments de haute précision et économiques pour garantir la qualité de vos produits. Découvrez dès aujourd'hui notre gamme complète de viscosimètres et trouvez l'appareil idéal pour votre laboratoire !
Références
- Chhabra, R. (1999). Chapitre 2 – Rhéométrie des fluides non newtoniens . Rhéologie des fluides complexes, 37-72.
- Kapadia, W., Giri, N., Qin, N., Zhao, P., Phan, C., Haines, L., Jones, L., & Ren, C. (2025). Un nouveau viscosimètre microfluidique pour la mesure de la viscosité de volumes ultra-faibles de liquides newtoniens et non newtoniens . Journal of Micromechanics and Microengineering, 35.
- Kornaeva, E., Stebakov, I., Kornaev, A., Dremin, V., Popov, S., & Vinokurov, A. (2022). Une méthode de mesure de la viscosité des fluides non newtoniens à l'aide d'un viscosimètre inertiel avec un système de vision par ordinateur . International Journal of Mechanical Sciences.
- Lee, E., Kim, B., & Choi, S. (2020). Viscosimètre capillaire automatique portable pour l'analyse des fluides newtoniens et non newtoniens . Sensors and Actuators A-physical, 313, 112176.
- Mustafa, A., Eser, A., Aksu, A., Kiraz, A., Tanyeri, M., Erten, A., & Yalcin, O. (2020). Un viscosimètre microfluidique à micropiliers pour fluides newtoniens et non newtoniens . Analytica chimica acta, 1135, 107-115.
- Srivastava, N., & Burns, M. (2006). Analyse des liquides non newtoniens à l'aide d'un viscosimètre capillaire microfluidique . Chimie analytique, 78 5, 1690-6.
