Objectif de l’UE

Acquérir les connaissances de base en mécanique des fluides en vue d’une application en géosciences et sciences de l’environnement. Analyser les propriétés des fluides. Comprendre et utiliser la loi fondamentale de la statique des fluides. Savoir décrire le mouvement et la déformation d’une particule fluide. Mettre en équation les différents types de force, en fonction des hypothèses de départ (fluide parfait (ou non visqueux) ou fluide réel) pour pouvoir quantifier le mouvement des fluides.

Contenu des enseignements

Propriétés des fluides. Statique des fluides (pression, principe fondamental de la statique, forces de pression, phénomènes de capillarité, équation de Laplace). Cinématique des fluides (mouvement et déformation des liquides, potentiel des vitesses, écoulements potentiels plans, solutions analytiques, étude graphique). Dynamique des fluides parfaits incompressibles (équations de l’hydrodynamique, équation de Bernoulli, équation de la quantité de mouvement). Dynamique des fluides réels incompressibles (propriétés des fluides réels, équations de Navier-Stokes, écoulements à faible nombre de Reynolds, écoulements turbulents, équations de Reynolds, notions de la couche limite) et similitude des écoulements.

• Déterminer les champs de pression et de charge hydraulique d’un fluide lorsque les particules fluides s’y trouvent sans mouvement relatif (champ gravitationnel terrestre, autres champs de forces).
• Identifier les caractéristiques de mouvement d’un fluide réel incompressible ainsi que les forces en jeu.
• Calculer le champ de vitesse et de pression dans un fluide en mouvement de façon approchée (cas d’un fluide parfait).
• Quantifier le champ de pression dans un fluide réel en mouvement stationnaire de façon exacte s’appuyant sur des solutions analytiques.