Description

Un cours de mécanique des fluides pour des étudiants de licence en deuxième année couvre généralement les bases théoriques et pratiques des fluides, ainsi que les principes fondamentaux qui gouvernent leur comportement dans différents types de flux.

Compétences requises

Les compétences requises avant de suivre un cours de mécanique des fluides en licence 2 sont principalement des compétences de base en mathématiques, physique et connaissances préalables en sciences de l'ingénieur. Voici les compétences et connaissances nécessaires :

1. Compétences en mathématiques

• Calcul différentiel et intégral : Une bonne maîtrise des dérivées et des intégrales est essentielle, notamment pour résoudre des équations différentielles liées aux écoulements de fluides.
  • Compréhension des concepts de dérivées partielles (en particulier pour les équations de Navier-Stokes et les équations de conservation).
  • Intégration des équations dans des systèmes complexes, comme dans le cadre de la résolution d'écoulements non stationnaires.
• Algèbre linéaire : Maîtriser la manipulation des matrices et des systèmes d’équations linéaires, utile dans les approches numériques et les simulations CFD.
• Géométrie et trigonométrie : Savoir utiliser les concepts géométriques pour décrire des flux tridimensionnels, les profils de vitesse, les angles de flux, etc.

2. Compétences en physique

• Mécanique classique : Une bonne compréhension des lois de la mécanique (lois de Newton, principes de conservation de la masse et de l’énergie) est fondamentale.
• Thermodynamique de base : Connaissances sur les notions de température, pression, énergie interne, et relations entre ces grandeurs pour les fluides. Cela est particulièrement important pour les écoulements de gaz compressibles.

Compétences visées

Les compétences visées dans un cours de mécanique des fluides en licence 2 : Compréhension théorique : Maîtriser les principes fondamentaux de la statique et de la dynamique des fluides, comme les lois de Pascal, Bernoulli, et les équations de Navier-Stokes.

1.      Application des concepts : Être capable d'appliquer les équations de base pour résoudre des problèmes d'écoulements de fluides dans des situations pratiques (canalisations, aéronautique, génie civil, etc.).

2.      Résolution de problèmes complexes : Utiliser les concepts et méthodes pour résoudre des cas pratiques, notamment les calculs de pertes de charge, le dimensionnement de systèmes hydrauliques, ou l’analyse des écoulements turbulents.

3.      Méthodes expérimentales : Acquérir des compétences dans la réalisation d'expériences en laboratoire pour mesurer les propriétés des fluides (pression, vitesse, débit) et analyser les résultats obtenus.

Syllabus

1. Introduction à la Mécanique des Fluides

• Définition d’un fluide : Qu'est-ce qu'un fluide, distinction entre liquide et gaz.
• Propriétés des fluides : Masse volumique, viscosité, tension superficielle, compressibilité.
• Classifications des fluides : Fluides incompressibles, compressibles, idéaux et réels.
• Applications de la mécanique des fluides : Ingénierie, aéronautique, génie civil, etc.

2. Statique des Fluides

• Pression dans un fluide au repos : Loi de Pascal, variation de pression avec la profondeur.
• Principe de la poussée d’Archimède : Flottabilité et stabilité des corps immergés.
• Hydrostatique : Force exercée sur une surface immergée, calcul des pressions en fonction de la profondeur.
• Applications pratiques : Calcule de la pression dans un fluide, forces sur les structures immergées.

3. Dynamique des Fluides

• Équation de continuité : Conservation de la masse dans un écoulement.
• Équation de Bernoulli : Formulation de Bernoulli, théorème et applications (ex. : écoulement dans un tuyau, aéro-dynamique).
• Viscosité et loi de Poiseuille : Viscosité dynamique et cinématique, écoulement laminaire dans un tube.
• Équation de Navier-Stokes : Introduction aux équations gouvernant l'écoulement des fluides réels.