Thixotropie

La thixotropie est une propriété physique que l'on retrouve dans certains gels, fluides ou mélanges fluides renfermant des inclusions solides (béton, sable + eau…) et qui ont la particularité de voir leurs propriétés d'écoulement varier avec le temps.

En anatomie (utilisée dans les articulations) la thixotropie se traduit par une viscosité du liquide synovial qui diminue lorsque le gradient de vitesse de déplacement de l'articulation augmente. Les molécules d'acide hyaluronique vont présenter le phénomène de gélification quand la pression augmente. Les molécules passent ainsi de l'état de sol à celui de gel.[réf. souhaitée]

Description

La thixotropie explique et permet de prédire certains comportements (changements de phases) de quelques matériaux naturels (boues, vases, sédiments, sables mouvants, etc.)

On peut la définir ainsi : un fluide ou matériau est dit thixotrope si sous contrainte (ou gradient de vitesse) constante, sa viscosité apparente diminue au cours du temps.

Ce phénomène s'explique par une évolution de la structure du fluide lorsque celui-ci est cisaillé (on parle souvent de déstructuration). Le terme de thixotropie est employé pour des phénomènes réversibles.

La propriété physique de la thixotropie est donc :

  • laissé au repos prolongé, le fluide thixotrope va se restructurer. Sa viscosité augmente et peut tendre vers l'infini (nature solide) ;
  • sous contrainte suffisamment élevée pour casser la structure formée au repos, la matière peut s'écouler et se déstructurer. Sa viscosité baisse avec la progression de la déstructuration.

Les phénomènes de thixotropie sont donc d'origine structurelle.

Attention, il ne faut pas confondre la thixotropie et la rhéofluidification (cette dernière montre une diminution de la viscosité avec une augmentation de la contrainte appliquée au fluide).

Le phénomène inverse s'appelle l'antithixotropie.

Exemples et applications

Quelques exemples de matières ou fluides thixotropes, dont la plupart sont des suspensions colloïdales :

L'étude de la thixotropie des fluides revêt donc une grande importance dans l'industrie.

Pédologie

En pédologie, la thixotropie concerne des andisols de zones perhumides, donc des sols développés sur du matériau volcanique qui naturellement ne s'assèchent jamais et ont de ce fait une densité apparente faible pouvant être inférieure à 0,4[4].

Spéléologie

Lors de l'exploration de cavités souterraines remplies de sédiments argileux saturés en eau, le caractère thixotrope de certains dépôts d'argile peut considérablement entraver la progression d'une équipe. L'argile encore intacte offrira d'abord une résistance faible mais suffisante au premier à fouler le sol encore porteur tandis que les vibrations induites par le piétinement des suivants lui feront rapidement perdre sa cohésion et provoqueront l'embourbement du reste de l'équipe. Certains biefs boueux du gouffre de Padirac (France) ou des grottes de Han (Belgique) présentent ce type de phénomène.

Peinture

Les liants et médiums gel thixotropes offrent aux peintres des matières picturales dont ils peuvent régler la viscosité, conciliant ainsi deux qualités indispensables : la tenue de la pâte au repos et sa fluidité, intéressants notamment lors du travail à la touche et par empâtement.

Notes et références

  1. « Thixotropie », sur Futura-Sciences (consulté le 29 décembre 2015).
  2. « Avancer comme un escargot », sur Pourlascience.fr, https://plus.google.com/+pourlascience/posts (consulté le 29 décembre 2015).
  3. Jo Perez, Matériaux non cristallins et science du désordre, PPUR presses polytechniques, (ISBN 9782880744854, lire en ligne).
  4. e.a.:Soil Survey Staff. 2006. Keys to Soil Taxonomy, 10th ed. USDA-Natural Resources Conservation Service, Washington, DC.

Voir aussi

Bibliographie

  • Pierre Garcia, Le métier du peintre, Dessain et Tolra

Articles connexes