Mécanique des fluides 1ére Année ER& Environnement
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Objectifs de l’enseignement
Dans l’énergie renouvelable et l’Environnement, La mécanique des fluides tient une part importante. C’est une science qui s’intéresse aux comportements des fluides au repos et en mouvement. La mécanique des fluides a de nombreuses applications dans divers domaines comme l'aéronautique, l'ingénierie navale, l'océanographie, la météorologie, climatisation et le chauffage. L’enseignement de cette matière permet à l’étudiant d’acquérir les notions fondamentales de la mécanique liée aux fluides à travers la statique et la dynamique.
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Titre de la matière : Mécanique des fluides
Faculté : Technologie
Département : ST
Cycle : 1ére année Licence Energies renouvelables
Semestre : 1
Crédits :
Coefficients : 2
Volume : 3h (1h30cours et 1h30 TD)
Enseignant : Mahroug Abdelhafid
Email : abdelhafid.mahroug@univ-msila.dz
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Questions de cours
Pour les fluides parfaits
1. La loi de Pascal s’applique aussi bien aux fluides parfaits que réels.
2. Dans le cas de l’écoulement dans un cylindre, lorsque la surface de la section transverse diminue le
débit augmente
3. Dans le cas de l’écoulement dans un cylindre, il n’y a pas de frottement, ni de perte d’énergie
4. Le théorème de Bernoulli peut toujours s’appliquer au fluide parfait
Pour les liquides réels
1. La loi fondamentale de l’hydrostatique ne peut s’appliquer au fluide réel
2. Ils sont dits visqueux car ils présentent des frottements.
3. Dans le cas de l’écoulement dans un cylindre, il n’y a pas de perte d’énergie
4. Ce phénomène constitue une résistance à l’écoulement.
Pour un corps immergé dans un liquide au repos, la poussée d’Archimède est égale au:
1. poids du liquide déplacé
2. poids du liquide totale
3. poids totale du corps
4. poids du corps immergé
En statique des fluides incompressibles :
1. La pression s’exerçant sur le fond d’un récipient dépend de la forme de ce récipient
2. On gagne en pression ce qu’on perd en hauteur
3. La pression s’exerce exclusivement vers le bas
4. On ne peut pas appliquer l’équation d’état des gaz parfaits
La relation de Bernoulli est une équation de
1- conservation du débit en volume
2- conservation de la masse totale du fluide
3- conservation de l’énergie mécanique du fluide
4- conservation de la vitesse du fluide lors de son mouvement
Le théorème des quantités de mouvement permet de
1- calculer la pression en un point du fluide
2- calculer le débit volumique
3- calculer la résultante des forces exercées par un fluide sur une structure
4- calculer la vitesse du fluide en tout point de l’écoulement
Dans le SI, la viscosité η s’exprime en
1. kg.m-1.s-1
2. kg.m
3. kg.m-1.s2
4. kg.m-2.s-1
La loi de Poiseuille
1. Exprime la variation de débit en fonction de la variation de pression
2. S’applique quelles que soient les conditions de l’écoulement
3. N’est utilisable que pour un nombre de Reynolds inférieur à 2000.
4. N’est utilisable que pour un écoulement turbulent.
Le profil des vitesses d’un fluide réel incompressible, écoulement permanent, laminaire dans une conduite cylindrique est :
- Linéaire
- Circulaire
- Elliptique
- Parabolique
Un écoulement turbulent est :
1. un écoulement où les forces d’inertie prédominent
2. un écoulement où les forces de frottement prédominent
3. un écoulement dans une conduite de très faible diamètre
4. un écoulement à très grande vitesse
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Chapitre I : Rappels mathématiques
Nous rappelons dans ce chapitre les définitions et les unités des grandeurs physiques. Nous présentons ici les méthodes d'analyse dimensionnelle, ainsi que leur intérêt, Calcul d’erreurs, Calcul vectoriel et les principaux opérateurs
Pré-requis :
- Notions des bases en physique.
- Notions des bases en mathématique.
Objectifs
Au terme de ce chapitre, l’étudiant doit être capable de connaître :
- Grandeurs fondamentales du système international
- Calcul d’erreurs
- Calcul vectoriel
- Principaux opérateurs
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Chapitre II : Propriétés générales des fluides
Le présent chapitre constitue une introduction à la mécanique des fluides dans laquelle on classe les fluides parfaits, les fluides réels, les fluides incompressibles et les fluides compressibles et on définit les principales propriétés des fluides
Pré-requis :
- Notions des bases en physique
- Différents Etats de la matière
- Forces d’interactions moléculaires
- Généralités sur les fluides.
Objectifs
Au terme de ce chapitre, l’étudiant doit être capable de :
- Connaître les trois Etats de la matière
- Connaître les propriétés physiques d’un fluide (masse volumique, poids volumique, densité et viscosité…etc).
- Définir les différents types des fluides.
- Distinguer les comportements mécaniques des fluides
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Chapitre III : Statique des fluides
Ce chapitre est consacré à l’étude des fluides au repos. La notion de pression, forces de pression, le théorème de Pascal, le principe d’Archimède et la loi fondamentale de l’hydrostatique sont expliqués.
Pré-requis :
- Généralités sur les fluides.
- Le principe fondamental de la statique
- Connaître le calcul d’intégral et le gradient d’une fonction scalaire
- Notion de force de volume
Objectifs :
Au terme de ce chapitre, l’étudiant doit être capable :
- d’appliquer loi fondamentale de l’hydrostatique
- d’énoncer le théorème de Pascal
- de déterminer la force de pression exercée sur une paroi quelconque
- de déterminer la poussée d’Archimède appliquée sur les solides
immergés dans un fluide.
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Chapitre IV : Dynamique des fluides parfaits incompressibles
L’objectif de la dynamique est de relier l’écoulement aux actions qui lui donnent naissance. On fait un bilan des forces s’exerçant sur une particule de fluide puis on applique les lois de la mécanique classique. Nous allons étudier les écoulements pour lesquels les forces de viscosités sont négligeables.Pré-requis :
- Généralités sur les fluides.
- Loi fondamentale de l’hydrostatique.
- Théorème de l’énergie cinétique.
- Le principe fondamental de la Dynamique.
- Notion de débit.
Objectifs:
Au terme de ce chapitre, l’étudiant doit être capable :
- d’appliquer le théorème de Bernoulli pour un écoulement permanent d’un fluide parfait incompressible avec ou sans échange d’énergie.
- d’appliquer l’équation d’Euler pour le cas d’un fluide parfait
- d’appliquer l’équation de continuité.
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Chapitre V : Dynamique des fluides réels incompressibles
Ce chapitre est consacré à l'étude de la dynamique des fluides visqueux. Les notions de débits, viscosité, nombre de Reynolds, régimes d’écoulement, pertes de charge et théorème de Bernoulli généralisé sont expliqués.
Pré-requis :
- Généralité sur les fluides.
- Dynamique des fluides parfaits incompressibles.
- Viscosité et forces de frottement
Objectifs:
Au terme de ce chapitre l’étudiant doit être capable :
- de distinguer les différents régimes d’écoulement d’un fluide.
- d’étudier l’écoulement de Poiseuille.
- d’appliquer le théorème de Bernoulli pour un écoulement permanent
d’un fluide réel incompressible avec échange d’énergie.
- de déterminer les pertes de charge
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Travaux dirigés TD
Les séances de travaux dirigés sont des séances de recherche et d’approfondissement des connaissances.
ils permettent de développer l’esprit curieux et stimuler la volonté.
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