Bonjour à tous,
Concernant mon TIPE, je pensais traiter les fluides non newtoniens. J’aimerai avoir votre avis sur ce sujet car il s’agit d’ un thème plutôt classique voire bateau et donc peut-être non porteur. Au cours de mes recherches j’ai constaté que ces fluides étaient à la base de toutes sortes de protections (coques de téléphones portables, protections VTT et même gilet pare balles ! ).
Mon idée est d’illustrer la propriété rhéoépaississante des fluides non newtoniens en réalisant une protection pour un objet. Ainsi, comme exemple, je pensais mettre un oeuf et un mélange eau/maizena dans un sac et lancer celui-ci contre un mur, puis vérifier si l’oeuf est intact. Ensuite, sachant que ce mélange se détériore à l’air libre, on peut imaginer les moyens de rendre ce mélange durable. Ces deux phases me paraissent correspondre au thème du point de vue robustesse (protection grâce aux propriétés du fluide) et invariance (dans la recherche d’un mélange durable). Seulement, j’ai peur que ceci ne soit trop simple voire léger pour un TIPE. Qu’en pensez-vous ?
Je suis également tombé sur un « cours » de l’ESPCI sur les fluides non newtoniens (docs.google.com/viewer?a=v&q=ca … C6i34yYIHQ) où les modèles de Maxwell et Kelvin sont rapidement expliqués. Serait-il possible alors d’imaginer une étude sur les similitudes entre un ensemble « ressort/amortisseur » et les propriétés des fluides non newtoniens ? Là dessus le thème est bien respecté (similitudes), mais je n’ai absolument aucune idée de la façon d’aborder cela, ni dans quelle direction orienter la réflexion. Auriez-vous une piste ?..
Avec tous mes remerciements,
Bien cordialement
Ton expérience avec l’oeuf n’est pas très pro.
Pour ce qui est du modèle, je le connais assez mal mais tu peux peut être mesurer une propriété de ton fluide et tenter d’ajuster des paramètres du modèle pour avoir si ça marche ou pas. Ca ce serait une démarche scientifique 
Merci je vais explorer cela !
En ce qui concerne l’expérience de l’oeuf, en fait je sais que ça marche (l’oeuf est intact si on lance le sachet du haut d’un toit par exemple), c’est plus une expérience « démonstrative » disons. L’objectif est plutôt de voir si ce mélange eau/maizena est durable dans le temps et si ces propriétés sont toujours vérifiées ou non, et sinon, comment y parvenir. Qu’en pensez-vous ?
ON ne peut pas trouver un petit accéléromètre (c’est peut etre cher…je ne sais pas) et le mettre à la place de l’oeuf?
« de voir si ce mélange eau/maizena est durable dans le temps » : donc ça c’est de la chimie. Pourquoi se dégrade t il dans le temps? En fonction de quoi? température? humidité? what else??
bon là dodo il est tard 
Bonjour,
« on ne peut pas trouver un petit accéléromètre » : je ne comprends où vous vous voulez en venir.
En ce qui concerne la durabilité du mélange eau/maïzena effectivement ça touche plus à la chimie, mais est-ce une mauvaise chose de concilier les deux ? ( j’ai oublié de le mentionner je suis en PC ! ) Je ne sais pas encore pourquoi il se dégrade dans le temps pour le moment mais je vais chercher du coté des pistes que vous m’avez donné ! Avec tous mes remerciements
Tu peux toujours étudier l’évolution de ton système en suivant des valeurs comme la viscosité au cours du temps…
Avec un rhéomètre (si tu n’en as pas dans ta prépa, demande à un labo/une école pas trop loin…) ça se fait bien et facilement.
Par contre il me semble avoir étudié cette année des fluides dont les propriétés varient très sensiblement au cours du temps. Je ne me souviens plus de comment ils s’appelaient (oui, mon message est utile ). Si je retombe sur mon cours je te dit ça 
.
idéale? en regardant si l’oeuf est plus ou moins pété?
Ca marche si on prouve que la variabilité d’une coquille à une autre n’est pas trop grand.
Ca peut se faire par exemple en lâchant un petit poids (pas le légume…une petite masse quoi ) sur qlqs oeufs en variant la hauteur de chute
Bonjour à tous, merci pour vos réponses !
J’ai parlé avec ma prof et on en était venu à la conclusion de laisser tomber les expériences à propos de l’oeuf, celles-ci n’étant que qualitatives.
J’ai donc réfléchi d’autres pistes :
- ces fluides ont les mêmes caractéristiques macroscopiques mais des agencements microscopiques différents, pourquoi ?
- comparer les modèles de Maxwell et Kelvin pour un même fluide et voir lequel décrit le mieux le comportement de notre fluide à haute/basse fréquence ; possibilité d’en adapter un ?
- nous avions ensuite trouver une autre piste : application d’un « modèle large » (celui du phénomène de résonance) à l’étude d’un fluide.
- peut-être étudier les différents modèles rhéologiques (fr.wikipedia.org/wiki/Liste_de_m … 9ologiques) et tenter d’établir des similitudes, faire l’analogie avec les modèles électriques etc…
- mettre en évidence la dépendance de la viscosité vis-à-vis du taux de cisaillement et du temps et utiliser les différents modèles pour tenter de « classer » ces fluides non newtoniens (rhéoépaississant, rhéofluidifiant, à seuil…)
Quelle(s) piste(s) vous parait-elle la plus pertinente ? Avez vous d’autres pistes qui vous viennent à l’idée ? Je vous remercie d’avance ! Cordialement
Bonjour,
j’ai finalement réfléchi sur l’orientation de mon TIPE et j’aimerai traité de l’effet Kaye (fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Kaye).
C’est un phénomène commun à de nombreux fluides courants, y compris les shampooings et savons liquides. Je pense étudier son mécanisme physique (formation, stabilité et perturbation). Les mesures seraient interprétées avec un modèle théorique simple ne prenant en compte que la variation du taux de cisaillement et son influence sur le comportement du liquide , les propriétés visco-élastiques du liquide ne jouant aucun rôle.
C’est un phénomène très « rapide », invisible à l’oeil nu et j’aimerai alors montrer que l’on peut rendre ce phénomène "stable ", c’est à dire le rendre visible à l’oeil nu pour quelques secondes au moins ; on approcherait de cette manière la notion d’invariance au cours du temps. Il est possible aussi de montrer que l’effet Kaye a lieu sur une surface quelconque et non seulement rigide, comme supposée à la découverte de cet effet.
Qu’en pensez-vous ? J’ai néanmoins un peu de mal à formuler une problématique claire, à voir si cela s’inscrit bien dans le thème « similitudes/invariances ». J’avais pensé à « Stabilisation de l’effet Kaye » (on passe d’une durée de « vie » de l’ordre de la milliseconde à celle de la seconde, et également son indépendance de la surface sur laquelle il se produit).
Je vous remercie d’avance,
Cordialement
Bonjour à tous,
J’ai repris mes recherches sur le TIPE et j’avoue être un peu perdu en ce moment ! Comme dit dans mon message précèdent, je compte traiter de l’effet Kaye (pour une rapide présentation chezmatthieu.blogspot.fr/2007/07 … belle.html ). Seulement voilà, si le côté expérimental parait abordable, j’ai un peu de mal avec la partie théorique. J’ai trouvé des études sur cet effet, en anglais, et je ne sais pas trop par où commencer . Auriez vous quelques conseils sur la façon de traiter cette partie ?
Je mets un lien vers les deux études que j’ai trouvé :
iopscience.iop.org/1742-5468/200 … P07007.pdf
arxiv.org/ftp/physics/papers/0603/0603183.pdf
Cordialement
Je ne vais pas vous être d’une grande aide, mais merci pour la vidéo, je ne connaissais pas cet effet. Si vous arrivez à monter une manip avec, les examinateurs devraient aimer.
youtube.com/watch?v=wmUx-1o3Lzs
Comme le montre la vidéo suivante, ce n’est pas tant " l’expérience " qui pose problème mais c’est plutôt la partie théorique. Je ne sais pas trop comment aborder le sujet, une explication "qualitative " appuyée par des photos ou schémas suffit ou faut-il essayer de « démontrer » les expressions mathématiques (qui m’ont l’air tout de même un peu compliquées à établir). Qu’en pensez-vous ?
faut montrer que tu as COMPRIS pourquoi cet effet existe.
Une explication avec les mains et des ordres de grandeurs est parfaitement valable…surtout en 10min…tu n’as pas le temps d’expliquer bcp d’équations.
Allez : explique moi pourquoi cet effet existe (je n’en sais rien).
Ca ne doit pas tenir plus de qlqs lignes. Je te dirais si je comprends qqch…
Voilà ce que j’ai compris :
Lorsque l’on verse du shampoing sur une surface, le shampoing s’écoule et s’accumule sous la forme d’un petit tas à cause de la viscosité élevée du fluide. A un certain moment, ce tas s’effondre sous l’effet de son propre poids.
Le shampoing étant un fluide rhéofluidifiant, c’est à dire que sa viscosité diminue lorsque des contraintes extérieures lui sont appliquée, la couche de shampoing qui s’effondre subit alors un cisaillement important et donc sa viscosité diminue. Une fine couche de shampoing joue alors le rôle de lubrifiant entre le tas et le filet d’écoulement, les empêchant de se mélanger et sur lequel le jet initial glisse. Il se forme alors un jet secondaire, qui creuse de plus en plus la couche sur laquelle il glisse (lui donnant alors la forme d’une cuillère), ce qui redresse alors le jet.
Enfin, lorsque le jet secondaire rencontre le jet incident, il l’interrompt ce qui stoppe le phénomène, vu qu’il n’y plus « écoulement de matière ».
oui ça tient la route ça.
Reste à ajouter des ordres de grandeurs et à voir si on ne peut pas mesurer une des propriétés de ce fluide.
comparer avec un autre fluide par exemple (en diluant le shampoing)?
Ok merci bien !
fakbill a écrit:
Reste à ajouter des ordres de grandeurs et à voir si on ne peut pas mesurer une des propriétés de ce fluide.
comparer avec un autre fluide par exemple (en diluant le shampoing)?
Pour l’apport personnel, je pensais au tout début à « stabiliser l’effet Kaye » : ce phénomène ne dure que 300 ms environ et tenter de le faire exister sur l’ordre de la seconde et approcher « l’invariance temporelle ». Pour cela, il suffit en fait d’incliner la surface sur laquelle le shampoing s’écoule. Devant ça, je me demande si ce n’est pas un peu « limité », un peu trop simpliste.
Je pensais donc peut être élaborer une expérience montrant que le débit massique est constant et donc invariant au cours du temps.
J’aimerais bien également mesurer la viscosité du shampoing au cours de l’expérience.
Qu’en pensez-vous ?
il faut des ordres de grandeurs et des mesures…après c’est à toi de voir.
Salut tout le monde ,je suis un étudiant marocain MP et je suis intéressé du sujet des fluides non newtoniens mais je sais pas qu’est ce je dois faire .
SVP un peu des informations concernant ce sujet.
Emm sachant la mecanique des fluides est hors notre programme , est ce que ceci pose un problème ?
