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Notion de propriétés de transport

Un gaz hors d'équilibre est le siège de flux nets de particules qui portent avec elles les propriétés microscopiques qui leur sont attachées telles que : la quantité de mouvement, la masse ou l'énergie. Il y a alors transport de ces quantités. Ce transport est la conséquence de l'existence d'hétérogénéité spatiales des grandeurs caractéristiques du gaz (température, pression, densité ou de la présence de forces extérieures appliquées. Ainsi les forces électriques, qui agissent sur les espèces chargées.

Ces processus physiquement semblables dans le sens où ils correspondent au transport d'une grandeur physique dans le gaz, se manifestent respectivement à l'échelle macroscopique par les phénomènes suivants :

• la viscosité :

qui caractérise le transport de quantité de mouvement dû à la présence d'un gradient de vitesse ;

• la diffusion :

qui décrit le flux de particules sous l'effet d'un gradient de concentration : c'est la "diffusion ordinaire", ou d'un gradient de température : c'est la "diffusion thermique" ;

• la conductivité thermique :

qui représente le flux d'énergie thermique sous l'effet d'un gradient de température;

• la conductivité électrique :

qui décrit le flux des espèces chargées sous l'effet d'un champ électrique.

Ce sont ces différents phénomènes que l'on regroupe sous le concept de propriétés de transport. Ils sont caractéristiques d'un état hors équilibre, puisque dans une situation d'équilibre tous les flux nets correspondants sont nuls. Dans les situations proches de l'équilibre, c'est-à-dire si les équations de transport sont linéaires, il y a proportionnalité entre les flux et les gradients qui leur donnent naissance. Les coefficients de proportionnalité sont les coefficient de transport.

Le formalisme de Chapman-Enskog qui dérive de l'équation de Boltzmann a été développé pour le traitement des gaz neutres. Sous certaines conditions, il est étendu aux gaz ionisés.

Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
Université de Limoges
Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)

T&TWinner Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (SPCTS)
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