La viscosité de l’eau
La viscosité est la résistance d’un fluide à l’écoulement. Celle de l’eau diminue fortement quand elle se réchauffe : à 80 °C, l’eau est près de trois fois plus fluide qu’à 20 °C. Cela compte pour les pertes de charge dans les canalisations, le choix des pompes, la filtration, la lubrification et les travaux de laboratoire.
- Viscosité dynamique (μ), en millipascals-seconde (mPa·s), égale au centipoise (cP)
- Viscosité cinématique (ν = μ ÷ masse volumique), en millimètres carrés par seconde (mm²/s), égale au centistokes (cSt)
L’équation de Vogel
Le calculateur utilise l’équation de Vogel pour l’eau liquide, précise à quelques pour cent près entre la congélation et l’ébullition :
μ (Pa·s) = 2,414 × 10⁻⁵ × 10^(247,8 ÷ (T − 140)), avec T en kelvins
et une formule empirique pour la masse volumique de l’eau. La viscosité cinématique est ensuite la viscosité dynamique divisée par la masse volumique.
Valeurs de référence
| Température | Viscosité dynamique (mPa·s) | Viscosité cinématique (mm²/s) |
|---|---|---|
| 0 °C | 1,79 | 1,79 |
| 10 °C | 1,31 | 1,31 |
| 20 °C | 1,00 | 1,00 |
| 40 °C | 0,65 | 0,66 |
| 60 °C | 0,47 | 0,48 |
| 80 °C | 0,36 | 0,37 |
| 100 °C | 0,28 | 0,29 |
Exemple
À 20 °C, l’eau a une viscosité dynamique d’environ 1,00 mPa·s, une viscosité cinématique d’environ 1,00 mm²/s et une masse volumique de 998,2 kg/m³.
Utiliser le résultat
- Nombre de Reynolds : Re = vitesse × diamètre ÷ viscosité cinématique indique si l’écoulement dans un tuyau est laminaire (moins d’environ 2 300) ou turbulent (plus d’environ 4 000).
- Pertes de charge : l’eau chaude a des pertes de charge un peu plus faibles, mais l’effet reste limité en régime pleinement turbulent.
- Décantation et filtration : les particules décantent plus vite dans l’eau chaude, d’où une décantation plus lente en hiver dans les usines de traitement.
Limites
Les formules concernent l’eau pure liquide à pression atmosphérique. Les sels dissous augmentent légèrement la viscosité : l’eau de mer est environ 8 % plus visqueuse que l’eau douce à la même température.