Plusieurs types de comportement non-newtonien

En termes très simplifiés, un fluide newtonien est un liquide dont la viscosité ne dépend ni de sa vitesse de cisaillement (analogue à la vitesse d'écoulement dans un tuyau), ni du temps pendant lequel le liquide est cisaillé : l'eau, par exemple, a une viscosité qui reste constante (pour une température donnée), quelle que soit son débit dans un tuyau et le temps qu'elle y circule. On parle de cisaillement quand, par exemple, les différentes parties d'un liquide qui s'écoule ne vont pas à la même vitesse : dans un tuyau, l'eau qui circule au centre va plus vite que l'eau qui longe la parois du tuyau. Cette différence de vitesse entre les deux endroits provoque comme un glissement relatif des deux endroits : il existe une variation de vitesse entre les deux endroits.

Au contraire, les fluides qui n'ont pas un comportement newtonien sont qualifiés de non-newtoniens : c'est un liquide (et en généralisant, n'importe quelle matière déformable) dont la viscosité peut varier en fonction de la contrainte mécanique qu'on lui applique, ou du temps pendant lequel est appliquée cette contrainte. On parle de contrainte quand on applique une force sur un matériau.

On distingue plusieurs types de comportement non-newtonien :

Fluides rhéofluidifiants : quand on les agite ou qu'on les presse, ils deviennent plus fluides, donc moins visqueux, ils s'écoulent plus facilement.

Fluides de Bingham : c'est un cas particulier où la fluidité survient uniquement après qu'un certain seuil de contrainte soit dépassé. Par exemple, la pâte dentifrice ne coule pas hors du tube sous son propre poids quand l'ouverture du tube est vers le bas : il faut presser (= appliquer une contrainte) pour qu'elle sorte du tube[1].

Fluides rhéoépaississants : au contraire, quand on les agite, ils deviennent plus visqueux, plus difficiles à mélanger, ils se figent parfois. C'est le cas d'une solution d'alcool polyvinylique dans l'eau : au-delà d'une certaine concentration, quand on agite fortement la solution liquide, celle-ci devient plus visqueuse et peut même se gélifier.

Fluides thixotropes : proche des fluides rhéofluidifiants, mais à ne pas confondre, car là il s'agit d'un passage de l'état solide, gélifié ou liquide très visqueux à un état liquide moins visqueux, lorsqu'une contrainte est appliquée pendant un certain temps. Il s'agit donc d'une variation de viscosité dans laquelle le temps de la contrainte intervient : une contrainte appliquée ne peut provoquer le passage à l'état liquide qu'après un certain temps. Exemples : les sables mouvants, ou certaines argiles, peuvent devenir liquides si on les soumets à des vibrations ou mouvements (c'est ainsi que, lors de tremblements de terre, on a pu voir des immeubles basculer sur le côté dans un sol devenu plus fluide !).

Fluides antithixotropes ou rhéopexes : au contraire, il s'agit du passage de l'état liquide à un état liquide plus visqueux, gélifié ou solide, lorsqu'une contrainte est appliquée pendant un certain temps.

...