Cours d'introduction à la mécanique des fluides

Contenu du cours (70 h, 5 crédits) : hydrostatique, équations de bilan, fluides newtoniens, hydraulique des rivières.

Accès à :

• Plan du cours . Les cours ont lieu tous les mercredi en salle CM2.
• Plan des séances d'exercices . Les séances d'exercices ont lieu tous les lundi (sauf pour la première semaine) en salle CM1.
• Polycopié du cours Notes de cours (version 8.5 du 20/03/2013).
• Exemple de calcul de courbe de remous (avec ressaut hydraulique positionné par la méthode de la courbe conjuguée) assisté par ordinateur version pdf (le notebook Mathematica est aussi disponible).
• Examen (écrit) : 33 % pour l'examen intermédiaire (15 avril 2013) et 67 % pour l'examen final (mardi 02 juillet 2013 de 12h30 à 15h00 (CE1515, CE4). Conditions d'examen : (i) aucun document sauf un seul formulaire de format A4 recto et verso, (ii) aucun matériel électronique sauf une calculatrice. Pour l'examen intermédiaire, voici les chapitres à réviser les formules/parties du cours qui doivent être connues.

Séances d'exercices

Salle de cours : les exercices ont lieu dans les salles CM1 et AA C 132 le lundi de 14h15 à 17 h ; le cours a lieu le mercredi de 14h15 à 16 h en salle CM2.

L'évaluation des étudiants se fait sur la base d'un examen.

Selon les critères de l'EPFL, un cours de 5 crédit représente environ 150 heures de travail personnel réparties en :

• 28 heures de cours ex cathedra ;
• 42 heures d'exercices avec des solutions et une assistance apportée par les assistants du cours (voir la rubrique "équipe pédagogique") ;
• environ 70 heures de travail personnel à la maison ou sur les projets. Idéalement un travail régulier à raison de 5 heures par semaine permet d'assimiler le cours. Une révision étalée sur 3 jours doit permettre de se préparer à l'examen.

Les exercices sont indiqués dans le planning des séances. Durant la séance, les assistants répondent aux questions et proposent une solution au tableau. Il existe à la bibliothèque centrale plusieurs livres d'exercices corrigés, dont notamment :

• "Hydrodynamique" par Graf & Altinakar, PPUR (c'est le support du cours). Pour la seconde partie du cours, il faut se référer au tome 1 "Hydraulique fluviale" par les mêmes auteurs ;
• "Recueil d’exercices corrigés avec rappels de cours" par Raymond Comolet et Jacques Bonnin ;

Je conseille également la lecture ou le parcours des livres suivants :

• Etienne Guyon, Jean-Pierre Hulin, et Luc Petit : "Ce que disent les fluides" (Belin, Paris, 2005) : un excellent ouvrage qui présente une multitude de phénomènes physiques dans les fluides et les expliquent simplement ;
• Yves Corboz : "Météorologie : 100 expériences pour comprendre les phénomènes météo" (Belin, Paris, 2008) : un livre remarquable, très bien illustré et présentant une multitude d'expériences pour mieux comprendre la dynamique de l'atmosphère.

Lien vers des sites extérieurs :

• cours de mécanique des fluides du prof. G.H. Girka à l'université de Kalrsruhe (en anglais)
• cours d'hydraulique du prof. G.H. Girka à l'université de Kalrsruhe (en allemand)
• cours du prof. C.C. Mei au MIT (en anglais)
• site sponsorisé par Cambridge University Press et consacré à la mécanique des fluides (en anglais)

Énoncé des séances d'exercices

• lundi 25 février : propriétés physiques des fluides (énoncé). Solutions ;
• lundi 4 mars : analyse dimensionnelle (énoncé). Solutions ;
• lundi 11 mars : analyse dimensionnelle (énoncé). Solutions ;
• lundi 18 mars : pression et statique des fluides (énoncé) Solutions ;
• lundi 25 mars : pression et statique des fluides (énoncé). Solutions ;
• lundi 8 avril : Bernoulli (énoncé). Solutions ;
• lundi 12 avril : Bernoulli et hydraulique à surface libre (énoncé). Solutions ;
• lundi 6 mai: Hydraulique à surface libre (énoncé). Solutions ;
• lundi 13 mai : hydraulique à surface libre et Navier-Stokes (énoncé). Solutions ;
• lundi 27 mai : Navier-Stokes (énoncé).