Fluage (Rhéologie)

Le fluage est l´un des premiers tests des rhéomètres à "contrainte imposée" qui fait littéralement "fluer" le matériau. Il s´agit de la mesure du mouvement de l'échantillon (le fluage décrit par la complaisance de fluage J)  quand il est soumis à une faible contrainte constante.  

 

D'un point de vue rhéologique, cela sert à décrire les propriétés “visco-élastiques” du matériau en fonction du temps dans les régions suivantes : 

  • G1 : réponse “élastique” rapide initiale où la structure élastique s'étire 
  • G21 : réponse “visco-élastique” qui a toujours une contrainte élastique rapide, mais ralentit un peu avec la réponse visqueuse plus lente 
  • η2 : région “visqueuse”, où la structure élastique (JE) a été étirée ; le flux est purement visqueux 

Les premières générations de rhéomètres rotationnels ont souvent utilisé les tests de fluage comme mesure de viscosité “haute résolution” pour s'assurer que chaque point de donnée d'une courbe d'écoulement se trouve bien dans un état stationnaire, c'est-à-dire écoulement purement visqueux. 

Cependant, comme la nouvelle génération de rhéomètres tels que les Kinexus de NETZSCH a des "données en direct" pour chaque point de mesure, l'état stationnaire peut aussi être vérifié sans utiliser de test de fluage. 

C'est pourquoi le fluage a tendance à être utilisé pour des tests spécialisés, comme l'observation des effets prolongés de faibles contraintes sur le matériau (comme la gravité), ou la simulation de procédés appliqués comme le test MSCR (Fluage et Recouvrance à différentes contraintes, Multiple Stress Creep and Recovery) pour les échantillons de bitume/asphalte. 

La partie recouvrance d'un test de fluage est une extension courante pour valider les résultats de fluage. Le rhéomètre arrête la faible contrainte qu'il appliquait pour mesurer la recouvrance en fonction du temps, où la complaisance élastique de fluage (JE) devrait être la même que la complaisance élastique de recouvrance (JR). De nouveau, la réponse “élastique” est la plus rapide (G1), suivie par la réponse “visco-élastique” (G21). Comme un écoulement visqueux n'a pas de recouvrance, la région d'écoulement irréversible se poursuit tant que l'échantillon coule.