Mécanique des Fluides – Département GTE

Dans le département GTE, la mécanique des fluides tient une part importante. Cette matière peu ou pas abordée au lycée devient une matière principale de la formation

La mécanique des fluides est une partie des sciences physiques qui étudie le comportement des fluides (liquides ou gaz) au repos ou en mouvement. Elle est d’une grande importance dans de nombreux domaines : l’aéronautique, la climatisation, le chauffage, le génie des procédés, le génie civil, la mécanique, la météorologie, la construction navale et l’océanographie.

La mécanique des fluides peut être divisée en deux grandes parties : la statique des fluides, qui étudie les fluides au repos, et la dynamique des fluides, qui étudie les fluides en mouvement.

Les principes de la mécanique des fluides sont appliqués dans la propulsion à réaction, les turbines, les compresseurs et les pompes. En ingénierie, lorsque l’on utilise les pressions de l’eau et de l’huile, on suit les principes de l’hydraulique.

La première année d’enseignement est principalement consacrée à l’étude de la statique des fluides et de la dynamique des fluides incompressibles (masse volumique constante).

Les séances de travaux pratiques concernent:

l’équilibrage d’un réseau de chauffage
la comparaison de débitmètres
l’étude d’un jet en incidence sur une plaque
la comparaison d’ajutages [appareil placé au bout d’un tuyau pour modifier l’écoulement]]

Semestre 2 UE 2.1 – cours 24h, TD 24h, TP 20h:

Propriétés générales des fluides
Statique des fluides
Dynamique des fluides

Semestre 3 UE 3.1 – cours 12h, TD 12h, TP 8h:

Dynamique des fluides réels
Ecoulements laminaires entre plaques parallèles et conduits
Applications aux viscosimètres
Transition à la turbulence « lisse » et « rugueuse »
Notions et grandeurs turbulentes et dissipation d’énergie
Pertes de charge dans les réseaux. Equilibrage des réseaux
Similitude : variables et grandeurs adimensionnelles. Etudes en souffleries et/ou sur maquettes
Couche limite laminaire, développement, transition et couche limite turbulente
Effets de la courbure de la paroi : décollement de la couche limite et génération de sillage
Coefficients de traînée et portance, finesse. Traînée aérodynamique des véhicules

Semestre 4 UE 4.1 – cours 10h, TD 10h, TP 12h:

Dynamique des fluides compressibles:

Célérité du son, nombre de Mach, conditions génératrices et conditions d’arrêt, état critique
Applications aux écoulements en conduite et aux tuyères
Notions d’ondes de choc droites et obliques

Les travaux pratiques de deuxième année ont pour thèmes :

Le viscosimètre de Couette : mesure de la viscosité de fluides newtoniens et non newtoniens
L’étude de tuyères ^[1] : comparaison du fonctionnement de tuyères supersoniques de géométries différentes
L’étude de profils d’ailes :mesure de la traînée et de la portance d’un profil d’aile
L’étude d’un jet :analyse de la géométrie des lignes de courants issues d’un jet d’air

Ces différents thèmes trouvent leurs applications directes au cœur du monde industriel.