Programme des cours 2015-2016
MECA0011-2  
Eléments de mécanique des fluides
Durée :
20h Th, 30h Pr, 25h Proj.
Nombre de crédits :
Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil architecte4
Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil4
Master en ingénieur civil en chimie et science des matériaux, à finalité 4
Master en ingénieur civil des mines et géologue, à finalité4
Nom du professeur :
Michel Pirotton
Langue(s) du cours :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au deuxième quadrimestre
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus du cours :
Le cours introduit les concepts fondamentaux et les modèles mathématiques utilisés dans les différents domaines d'application de la mécanique des fluides. Une attention particulière est donnée à la compréhension des phénomènes physiques.
Théorie


  • Définition du fluide vs solide
  • Principes généraux de conservation
  • Hydrostatique, poussée d'Archimède, stabilité des corps
  • Mouvement eulérien vs lagrangien
  • Equations d'Euler, de Navier-Stokes, de Bernoulli
  • Notions de viscosité et de tensions visqueuses (écoulement de Couette, Poiseuille, ...)
  • Théorème Pi, nombres adimensionnels et similitudes
  • Ecoulements potentiels
  • Effets de portance, de traînée, paradoxe de d'Alembert
  • Fluide réel: écoulement laminaire, stabilité des écoulements, écoulement turbulent
  • Pertes de charge en long et locales
Travaux pratiques


  • Hydrostatique
  • Théorèmes de conservation
  • Ecoulements irrotationnels et potentiels
  • Ecoulements visqueux (profil de vitesse, vitesse limite, ...)
  • Portance et trainée
  • Ecoulements en conduites
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
Ce cours établit un lien entre des cours généraux de mathématique, physique, thermodynamique, analyse numérique... et un domaine particulier des sciences de l'ingénieur : la mécanique des fluides. Il poursuit un double objectif :
* apprendre aux étudiants à exploiter les notions étudiées dans ces cours généraux pour aborder une discipline nouvelle, ce qui implique de "croiser" ces notions et de développer une démarche synthétique et appliquée * donner aux étudiants les bases de la mécanique des fluides et leur apprendre à les appliquer sur quelques cas concrets.
Pour les étudiants ingénieurs qui se spécialiseront dans les domaines des constructions, de la géologie, de la mécanique, de l'aéronautique, de la physique appliquée, ce cours servira de fondement à une suite de cours plus spécialisés tels la Mécanique des Fluides, Hydraulique, Hydraulique Appliquée et environnementale, l'Hydrogéologie, l'étude des Pompes et Turbines, l'hémodynamique... Pour les autres, ce cours est une formation à la démarche scientifique de l'ingénieur tout en fournissant le "vocabulaire de base" qui permettra de dialoguer avec les spécialistes
Une attention particulière est consacrée aux résistances des corps dans le fluide, aux écoulements en canalisation en mouvements permanents et non permanents, à l'écoulement d'un gaz parfait et aux applications du théorème des quantités de mouvement.
Savoirs et compétences prérequis :
Cours de Physique Générale , Cours d'Analyse Mathématique, Cours d'Analyse Numérique
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Répétitions d'exercices (2 h/semaine).
Travaux dirigés en groupe, numériques ou en Laboratoire d'hydraulique des constructions sur 3 matières essentielles du cours :
  • écoulements irrotationnels;
  • écoulements en conduites.
Les séances ont lieu au Sart Tilman
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
2ème semestre Cours ex-cathedra. Questions orales privilégiées après le cours ou à l'interruption. Questions écrites sur forum eCampus.
Participation active aux répétitions Toutes les sessions ont lieu au campus du Sart-Tilman.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
  • Transparents et notes de cours disponibles sur eCampus
  • Notes de cours disponibles à l'AEES pour les travaux pratiques, Notes de cours disponibles sur eCampus pour la théorie
  • Ouvrage(s) de référence : Dynamique des Fluides (I. Ryhming) - Fundamentals of Fluid Mechanics (Wiley & Streeter)
  • Lecture(s) obligatoires(s) : NON
  • Lecture(s) conseillée(s) : Dynamique des Fluides (I. Ryhming)
Modalités d'évaluation et critères :
La fourniture des rapports de travaux pratiques est obligatoire et donne lieu à une cote individuelle.
Une évaluation formative est organisée en ligne sur eCampus. La réalisation de cette évaluation est obligatoire pour présenter l'évaluation écrite.
Une évaluation écrite pour l'ensemble du cours a lieu en session en juin ou en septembre. Elle comprend une partie théorique et une partie d'exercices.
Les évaluations théoriques ont lieu à livre fermé, les évaluations pratiques à livres ouverts.
La cote finale est obtenue par pondération des cotes partielles; soit 20% pour les rapports de travaux pratiques, et 80% pour l'évaluation écrite.
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Contacts :
Enseignant : Prof. M. Pirotton, phone: 366 95 36; Michel.pirotton@ulg.ac.be
Assistant : L. Goffin: 04/366 90 04 l.goffin@ulg.ac.be