Analyse de la déformation sous cisaillement

Objectif de l’analyse

L’analyse de la déformation sous cisaillement permet de caractériser le comportement mécanique d’un matériau ou d’un produit soumis à une contrainte tangentielle. Cette contrainte induit une déformation (ou taux de cisaillement) dont l’intensité et la vitesse de réponse sont révélatrices de la structure interne du produit, de sa résistance, de sa plasticité ou de sa fluidité.

Cette analyse est essentielle pour :

• Comprendre le comportement mécanique de gels, pâtes, fluides complexes ou polymères
• Optimiser la texture ou la consistance d’un produit
• Identifier un seuil d’écoulement (yield stress)
• Étudier la stabilité mécanique, la résilience ou la fragilité d’une structure
• Adapter les procédés de transformation (mélange, pompage, extrusion)

Méthodologie

L’échantillon est placé dans un rhéomètre ou un testeur mécanique qui applique une contrainte de cisaillement (contrôle en vitesse ou en contrainte). On mesure la déformation (ou la vitesse de déformation) résultante, pour construire une courbe de contrainte vs déformation ou viscosité vs cisaillement.

L’analyse peut être menée en :

• Mode statique ou oscillatoire (rhéologie dynamique)
• Température variable (étude thermo-rhéologique)
• Géométries adaptées : cône-plan, plaques parallèles, cellule concentrique

Matrices concernées

• Produits cosmétiques : crèmes, gels, baumes, masques
• Aliments : yaourts, sauces, purées, produits fermentés
• Pharmaceutiques : pommades, sirops, gels topiques
• Polymères fondus ou dispersés : résines, colles, cires
• Matériaux souples ou organogels : pâtes techniques, revêtements, boues

Applications industrielles

• Mise au point de textures fonctionnelles (facilité d’application, étalement, reprise de forme)
• Validation de la stabilité rhéologique dans le temps
• Contrôle qualité : reproductibilité inter-lots
• Définition des paramètres de fabrication : vitesse de pompage, force d’extrusion
• Études prédictives : comportement sous sollicitation mécanique

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Analyses complémentaires recommandées :

• Analyse de la courbe d’écoulement
• Analyse de la viscosité
• Analyse de la consistance