Le module d'auto-formation "HYDRAULIQUE pour le génie des procédés" vous permettra d'apprendre à calculer des pertes de charge, choisir et dimensionner une pompe pour circuit hydraulique dans un atelier de production. La première partie vous permettra de revoir ou d'aborder les notions de pression, débits, masse volumique et viscosité, l'analyse dimensionnelle, le nombre de Reynolds, la notion de couche limite, le principe fondamental de l'hydrostatique et l'équation de Bernoulli. La deuxième partie concerne le calcul des pertes de charge, qu'elles soient régulières ou singulières. Vous y aborderez la question du calcul des conduites et des réseaux. Ce sera également l'occasion de donner quelques éléments sur les différents types de vannes. La troisième et dernière partie est consacrée aux pompes, avec un volet sur la technologie et les critères de choix, puis la problématique du dimensionnement des pompes centrifuges et enfin le cas des pompes à vide. Ce module comporte des quiz et des exercices ; il est illustré par différents schémas, dessins, animations et vidéos. Vous disposez d'une nomenclature interactive, d'un glossaire, d'une liste des abréviations et des références bibliographiques majeures.
Mot(s) clés libre(s) : hydraulique, mécanique des fluides, hydrostatique, équation de Bernoulli, viscosité, nombre de Reynolds, profil de vitesse, couche limite, pertes de charge, pompe, dimensionnement, vanne, conduite

"Les récents ouragans sur la France nous ont brutalement rappelé l'importance des fluides tels que l'air et l'eau. Ces fluides obéissent aux lois de la mécanique classique de Newton. Ils sont très instables: dans le sillage d'un obstacle (sur une automobile, un TGV, un avion ou un navire), les différences de vitesse engendrent de magnifiques tourbillons en spirale, qui, tels des vagues sur l'océan, déferlent en turbulence. Cette turbulence est bien décrite à petite échelle par la fameuse "" cascade de Kolmogorov "", où les différences de vitesse entre deux points sont proportionnelles à la puissance un tiers de leur distance. La turbulence est en fait considérée comme un des derniers grands problèmes non résolus de la physique moderne. A l'heure où les biologistes élucident la structure du génome humain, des progrès décisifs sur la structure de la turbulence et des tourbillons qui la composent ont pu être faits par la résolution numérique sur super-calculateur scientifique des équations du mouvement. Un traitement d'image performant permet de visualiser les tourbillons et de suivre leur évolution. Une avancée considérable a en particulier été faite grâce au concept de "" simulation des grandes échelles "", où les fluctuations à petite échelle sont éliminées et modélisées par une viscosité turbulente intelligente. On montre des exemples de ces simulations réalisées à Grenoble (par "" viscosités spectrale ""), avec les anneaux-vortex (responsables des ronds de fumée) dans un jet, et les tourbillons en arche au voisinage d'une paroi et sur une cavité. La simulation numérique est un outil très précieux pour le contrôle de la turbulence en aérodynamique, acoustique, combustion et pollution."
Mot(s) clés libre(s) : écoulement, mécanique des fluides, simulation numérique, tempête, théorème de Bernoulli, thermodynamique, tourbillon, turbulence, viscosité, vorticité

"Les récents ouragans sur la France nous ont brutalement rappelé l'importance des fluides tels que l'air et l'eau. Ces fluides obéissent aux lois de la mécanique classique de Newton. Ils sont très instables: dans le sillage d'un obstacle (sur une automobile, un TGV, un avion ou un navire), les différences de vitesse engendrent de magnifiques tourbillons en spirale, qui, tels des vagues sur l'océan, déferlent en turbulence. Cette turbulence est bien décrite à petite échelle par la fameuse "" cascade de Kolmogorov "", où les différences de vitesse entre deux points sont proportionnelles à la puissance un tiers de leur distance. La turbulence est en fait considérée comme un des derniers grands problèmes non résolus de la physique moderne. A l'heure où les biologistes élucident la structure du génome humain, des progrès décisifs sur la structure de la turbulence et des tourbillons qui la composent ont pu être faits par la résolution numérique sur super-calculateur scientifique des équations du mouvement. Un traitement d'image performant permet de visualiser les tourbillons et de suivre leur évolution. Une avancée considérable a en particulier été faite grâce au concept de "" simulation des grandes échelles "", où les fluctuations à petite échelle sont éliminées et modélisées par une viscosité turbulente intelligente. On montre des exemples de ces simulations réalisées à Grenoble (par "" viscosités spectrale ""), avec les anneaux-vortex (responsables des ronds de fumée) dans un jet, et les tourbillons en arche au voisinage d'une paroi et sur une cavité. La simulation numérique est un outil très précieux pour le contrôle de la turbulence en aérodynamique, acoustique, combustion et pollution."
Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique, viscosité, théorème de Bernoulli, mécanique des fluides, tempête, tourbillon, turbulence, écoulement, simulation numérique, vorticité

Extremely powerful computers with up to 100,000 processors have enabled unprecedented numerical simulations that are pushing the boundaries of knowledge. Join Prof. Gianluca Iaccarino as he demonstrates how he and colleagues from the Center for Turbulence Research at Stanford University are using the world’s largest computers to study fluid dynamics in interesting ways. The talk will describe several applications including creating a planet in seven days, quieting noisy jets and slowing a Formula 1 car. In this talk, Prof. Iaccarino will provide a window into intriguing physical phenomena, the challenges of extreme-scale computations and include plenty of computer graphics and art illustrating the fascinating beauty of fluid turbulence.
Mot(s) clés libre(s) : mécanique des fluides, quantification des incertitudes

"Matière molle ou douce, objet fragiles, autant d'appellations diverses d'une science au quotidien qui associe des compétences variées de chercheurs. Par exemple, derrière les exemples à goûter de sauces et émulsions, de soufflés, de gelées, le physico-chimiste reconnaîtra des colloïdes, des effets de surfactants, des polymères enchevêtrés. Le rhéologue étudiera, lui, les propriétés, intermédiaires entre celles d'un solide et d'un liquide, de ces objets facilement déformables. Le physicien s'attachera à une description à différentes échelles de tailles qui vont du constituant élémentaire ou tout en y appliquant ses connaissances sur la matière hétérogène et le désordre. Nous illustrerons quelques caractéristiques de tels systèmes sur l'exemple de la matière granulaire (le tas de sable) en montrant comment, à partir de "" simples "" observations ou expériences on peut en approcher les comportements "" complexes "" et souvent inattendus qui font qu'elle ne se laisse décrire ni comme un solide, ni comme un liquide ou encore ni comme un gaz lorsque les grains sont dilués. Mais, à côté de travaux pratiques sur la plage, les enjeux économiques ou environnementaux de ces études sont considérables qu'il s'agisse par exemple des matériaux de construction ou de la désertification."
Mot(s) clés libre(s) : comportement mécanique, déformation, écoulement, matière molle, mécanique des fluides, milieu granulaire, physico-chimie, physique statistique, polymère, rhéologie, science des matériaux, tas de sable

On a l'habitude de classer la matière en solides, liquides ou gaz. Il existe cependant une classe de matériaux, les pâtes, dont le comportement mécanique et plus généralement les caractéristiques physiques sont en quelque sorte intermédiaires entre celles des liquides et des solides. Cette classe comprend des matériaux très divers : purées, compotes, sauces, yaourt, mousses, crèmes, gels, peintures, vernis, boues, ciment, colles, etc ; mais qui ont au moins un point commun : dans tous les cas il s'agit de fluides coincés, qui ne deviennent liquides que lorsqu'on leur fournit une énergie suffisante, et restent (ou redeviennent) solides si l'énergie fournie est trop faible. Cette propriété est ce qui fait l'intérêt principal de ces matériaux lors de leur utilisation (la mousse à raser reste sur le visage, bien avant de sécher la peinture appliquée sur un mur vertical ne coule plus, la boue argileuse conserve la forme qu'on lui a donnée en vue d'en faire une poterie, etc). En y regardant de plus près on se rend compte que cette transition solide-liquide se produit de manière relativement abrupte : une pâte n'est pas capable de couler à une vitesse modérée en régime permanent : soit elle coule vite, soit elle s'arrête. Ce phénomène conduit à une coexistence des phases liquide et solide dans la plupart des situations d'écoulement, et parfois à des évolutions catastrophiques. En outre des instabilités hydrodynamiques particulières (à vitesse nulle !) se développent avec ce type de matériaux : digitation lors de l'écartement de deux surfaces solides séparées par une fine couche de fluide ; goutte-à-goutte du ketchup ou de la mayonnaise sortant du tube ; compression simple (comme une éponge) ou craquelures lors du séchage ; vieillissement réversible au repos. Ces matériaux fascinants et complexes constituent un champ de recherche encore très ouvert. Une thermodynamique spécifique adaptée à ces fluides coincés peut elle être développée ? Quelles sont les origines microscopiques des comportements observés ? La réponse à ces questions fournira un cadre solide pour la formulation de matériaux industriels innovants (plus légers, plus robustes, contenant moins de produits nocifs, etc).
Mot(s) clés libre(s) : boue, colloïde, comportement mécanique, déformation, écoulement, élasticité, instabilité hydrodynamique, magma, matériau granulaire, mécanique des fluides, milieux pâteux, mousse, pâte, polymère, rhéologie, science des matériaux, viscosité

Une vidéo de 11 min 30 qui permet de retrouver expérimentalement et analytiquement la propagation d'ondes sonores dans des tuyaux : équation de propagation, ondes stationnaires, modes propres et la réponse de l'oreille : décibels, courbes d'isosonie.
Mot(s) clés libre(s) : acoustique, propagation des ondes, mécanique des fluides

Une vidéo de 13 min 24 qui permet de retrouver expérimentalement et analytiquement le théorème de Bernoulli et ses applications : Effet Venturi, formule de Torricelli, portance, tube de Pitot.
Mot(s) clés libre(s) : écoulement, mécanique des fluides, fluide, onde stationnaire, bernoulli

Quelle est la différence entre les frottements s'exerçant sur l'avalanche et ceux s'exerçant sur la pluie ? Qu'est-ce qui fait que l'un de ces mouvements se rapproche d'une chute libre, alors que l'autre atteint rapidement une vitesse limite pour laquelle les frottements ont la même intensité que le poids ?
Mot(s) clés libre(s) : avalanches, souffle de l'avalanche, pluie, frottement fluide, sillage, écoulement, mécanique des fluides

Le programme de Terminale S présente 3 expressions différentes pour la force de frottement subie par un objet en mouvement dans un fluide : cette force peut être proportionelle à la vitesse V de l'objet, à la vitesse au carré ou à V puissance 1,4. Cette variété d'expressions nous interpelle : d'où viennent-elles ? Ces trois expressions sont-elles les seules possibles ? Peut-on prédire quelle expression décrira adéquatement notre expérience ? Le programme, cependant, ne répond pas vraiment à ces questions : notre propos sera donc de clarifier la nature de ces 3 "régimes" différents et de donner les moyens de prédire la dépendance en V de la force de frottement fluide étudiée en Terminale S.
Mot(s) clés libre(s) : mécanique des fluides, force de frottement, nombre de Reynolds, méthode d'Euler, frottement fluide