FablabSU

En mécanique des fluides ou en chimie, nous avons souvent besoin de savoir si l'écoulement d'un fluide sera rapide ou lent. Nous employons les expressions épais ou peu épais pour parler de la viscosité. Celles-ci ne sont toutefois pas suffisamment précises. Nous avons plutôt besoin de mesures quantitatives.

L'instrument qui sert à mesurer la viscosité des fluides est un viscosimètre.

Sur un des viscosimètres possibles, la tige vibrante ( qui va tourner sur elle même ) qui est animée par une alimentation électrique constante est la partie active du viscosimètre. En fonction de la viscosité d'un fluide, l'amplitude de la vibration de la tige immergée dans notre fluide va varier.

Nous nous concentrerons sur les fluides incompressibles, c'est-à-dire les liquides ( en effet les gaz sont aussi des fluides ! )

Il n'existe cependant pas qu'un seul type de viscosimètre mais bien une dizaine, donc il va falloir comprendre d'abord globalement les différents systèmes pour pourvoir nous fixer sur une idée qui semblerait faisable dans notre Fablab.

Voici la multitude de noms que l'on donne aux différents viscosimètres déjà imaginés :

• Le viscosimètre Industriel Vibrant
• Le viscosimètre à Rotation
  • -Le viscosimètre Brookfield
  • -Le viscosimètre Couette
• -Le Viscosimètre à tube capillaire
• -Le viscosimètre d'Ostwald
• -Le Viscosimètre Stabinger
• Le Viscosimètre Mooney
• Le Viscosimètre à chute de bille

Parmi les nombreux modèles de viscosimètre existants, deux ont retenus notre intention : les viscosimètre de Brookfield et le viscosimètre de Couette qui sont tout les deux des viscosimètres rotatifs. Dans le premier cas, le fluide est mis en mouvement avec des sortes de pales et la vitesse du fluide est mesurée par un ressort placé au centre du fluide. Le second modèle est constitué de deux cylindres coaxiaux l'un est mis en rotation avec la vitesse angulaire ω. L'autre est entraîné par les forces de viscosité. L'espace entre les deux cylindres devra être suffisamment faible et rempli du fluide dont on veut mesurer la viscosité.

Le viscosimètre à aimant (viscosimètre vibrant : un aimant fait vibrer une tige en métal plongé dans le fluide et mesure la résistance à la vibration du fluide)

Le dessin présenté ci dessous n'est pas un viscosimètre de Couette. Il se rapproche plutôt du viscosimètre de Brookfield. Il n'est en aucun cas le schéma final de notre projet mais simplement un moyen d'imager certaines idées.

Avant d’entamer notre projet , nous avons eu deux séances d’initiation à Arduino , Openscad et Inkscape( modélisation 2D et 3D) qui nous seront très utiles pour la conception de notre viscosimètre.

Au début de la séance, nous nous sommes concertés pour choisir le modèle de viscosimètre que nous allons construire. Nous avons retenu le modèle de Couette qui s'avère être le moins compliqué à réaliser sur le plan technique. Nous effectuerons des recherches sur les différentes parties du viscosimètre (programmation , moteur , tête de mesure , boitier, dispositif) et aurons notre première séance d´application au Fablab. Par la suite , nous allons nous organiser afin de nous voir deux ou trois fois par semaine afin de faire le point sur nos recherches et commencer a fabriquer notre viscosimètre .

Nous ferons la liste du matériel nécessaire et passerons les commandes nécessaires . Tout comme nous essaierons d´approfondir nos recherches sur la conception de notre projet .

Modélisation,Fabrication…..

Différentes formules physiques a appliquer reliant la vitesse de rotation,le taux et la force de cisaillement a la viscosité dynamique. Fonctionnement du moteur grace a Arduino (PWM , tension constante) Inventaire du materiel non disponible au FABLAB dont nous aurons besoin.

Matériel nécessaire

Une imprimante 3D

Un découpe-laser

• *BUDGET**

Sur les 200 euros a notre disposition pour mener a bien notre projet , nous avons utilisé seulement une quinzaine d'euros afin d'acheter un capteur pour fourche optique et des vis pour visser le moteur a notre support (le fablab était en rupture de stock au moment ou nous en avions besoin ) Nous avons eu acces a tout ce dont nous avions besoin au fablab pour ce qui concerne le reste .