Introduction

Les fluides non-newtoniens sont partout dans notre vie quotidienne : dans notre nourriture, dans notre environnement (miels, huiles minérales, solvants organiques). Ils portent le nom de Newton, car il est à l'origine d'une loi exprimant le fait que la contrainte de cisaillement soit proportionnelle au gradient de vitesse par l'intermédiaire de la viscosité.

Un exemple typique est un mélange épais d'eau et de fécule de maïs (maïzena), dans lequel une main entre aisément à faible vitesse, mais ne peut rentrer à grande vitesse.

En rhéologie (la science de la déformation et de l'écoulement de la matière), et de manière simple, un fluide non-newtonien correspond à un fluide dont la viscosité dépend du taux de cisaillement. Concrètement, lorsque l'on soumet un tel matériau à une contrainte de cisaillement, la réponse de ce fluide n'est pas proportionnelle, ce qui serait le cas pour un fluide newtonien. Lorsque la viscosité diminue et lorsque le gradient augmente, le liquide est de plus en plus fluide, et on l'appelle un rhéofluidifiant. Inversement, les liquides sont appelés rhéoépaississants. Il existe aussi un cas particulier, qui est le plastique : c'est un fluide à seuil. Mais ces définitions seront vues de façon plus poussées à travers ce TPE.

Notre objectif final est de créer une coque de téléphone portable en fluide non-newtonien. C'est tout naturellement que nous allons nous poser la problématique suivante : En quoi un fluide non-newtonien ferait une bonne coque de téléphone ? Pour répondre à cette question nous allons tout d'abord étudier les fluides non-newtoniens, puis faire part de nos expériences pour la création de la coque.

I - Les fluides non-newtoniens

1 - Définitions et propriétés

2 - Les fluides dans la vie quotidienne

3 - La viscosité des fluides non-newtoniens qui nous entourent

II - Une expérience : une coque de téléphone en fluide non-newtonien

1 - Principe de l'expérience et cahier des charges

2 - Recherche du meilleur fluide

3 - La fabrication de la coque

4 - Tests et résultats sur la coque

Point culture :

Qui est Isaac Newton ?

Isaac Newton est un philosophe, mathématicien, physicien, alchimiste, astronome et théologien né à Woolsthorpe (Angleterre) en 1642, et mort à Londres en 1727.

Il était passionné de sciences, ce qui l'a ammené à effectuer de brillantes études qui lui ont permit d'intégrer l'université de Cambridge en 1661. Sa scolarité est interrompue par la peste qui sévit dans cette région, il revient alors dans sa ville natale et connait ses premières interrogations sur l'attraction universelle : une pomme tombée à ses pieds en serait à l'origine.

En 1687 il publie Philosophiae naturalis principia mathematica (Les Principes mathématiques de philosophie naturelle), il y expose ses découvertes sur l'attraction universelle des corps et sur la gravitation. Cet ouvrage contient notamment ses lois du mouvement.

Portrait d'Isaac Newton, à 47 ans, peint par Godfrey Kneller en 1689