Viscosité, résistance d’un fluide (liquide ou gaz) à un changement de forme, ou à un mouvement des portions voisines les unes par rapport aux autres. La viscosité dénote une opposition à l’écoulement. La réciproque de la viscosité est appelée la fluidité, une mesure de la facilité d’écoulement. La mélasse, par exemple, a une plus grande viscosité que l’eau. Étant donné que la partie d’un fluide qui est forcée de se déplacer entraîne dans une certaine mesure les parties adjacentes, la viscosité peut être considérée comme une friction interne entre les molécules ; cette friction s’oppose au développement de différences de vitesse dans un fluide. La viscosité est un facteur majeur dans la détermination des forces qui doivent être surmontées lorsque les fluides sont utilisés en lubrification et transportés dans des pipelines. Elle contrôle l’écoulement des liquides dans des processus tels que la pulvérisation, le moulage par injection et le revêtement de surface.
Pour de nombreux fluides, la contrainte tangentielle, ou de cisaillement, qui provoque l’écoulement est directement proportionnelle au taux de déformation de cisaillement, ou taux de déformation, qui en résulte. En d’autres termes, la contrainte de cisaillement divisée par le taux de déformation par cisaillement est constante pour un fluide donné à une température fixe. Cette constante est appelée viscosité dynamique, ou absolue, et souvent simplement viscosité. Les fluides qui se comportent de cette manière sont appelés fluides newtoniens en l’honneur de Sir Isaac Newton, qui a été le premier à formuler cette description mathématique de la viscosité.
Les dimensions de la viscosité dynamique sont la force × le temps ÷ la surface. L’unité de viscosité, en conséquence, est le newton-seconde par mètre carré, qui est généralement exprimé en pascal-seconde dans les unités SI.
La viscosité des liquides diminue rapidement avec une augmentation de la température, et la viscosité des gaz augmente avec une augmentation de la température. Ainsi, en chauffant, les liquides s’écoulent plus facilement, tandis que les gaz s’écoulent plus lentement. Par exemple, les viscosités de l’eau à 27 °C (81 °F) et à 77 °C (171 °F) sont respectivement de 0,85 × 10-3 et 0,36 × 10-3 pascal-seconde, mais celles de l’air aux mêmes températures sont de 1,85 × 10-5 et 2,08 × 10-5 pascal-seconde.
Pour certaines applications, la viscosité cinématique est plus utile que la viscosité absolue, ou dynamique. La viscosité cinématique est la viscosité absolue d’un fluide divisée par sa densité massique. (La densité massique est la masse d’une substance divisée par son volume). Les dimensions de la viscosité cinématique sont la surface divisée par le temps ; les unités appropriées sont le mètre carré par seconde. L’unité de viscosité cinématique dans le système centimètre-gramme-seconde (CGS), appelée stokes en Grande-Bretagne et stoke aux États-Unis, doit son nom au physicien britannique Sir George Gabriel Stokes. Le stoke est défini comme un centimètre carré par seconde.