Hydraulique appliquée

Code UE : UTC106

  • Cours
  • 3 crédits
  • Volume horaire de référence
    (+ ou - 10%) : 30 heures

Responsable(s)

Jean-Louis HAVET

Public, conditions d’accès et prérequis

Niveau : L3
Diplôme prérequis : Bac+2 scientifique

Présence et réussite aux examens

Pour l'année universitaire 2021-2022 :

  • Nombre d'inscrits : 77
  • Taux de présence à l'évaluation : 65%
  • Taux de réussite à l'évaluation : 68%

Objectifs pédagogiques

- Donner aux élèves les connaissances scientifiques et techniques relatives au comportement des liquides dans les procédés, les réseaux et les aquifères
- Enseignement de cours et travaux dirigés ; exemples pris dans les domaines : procédés, construction et gestion de l’eau

Compétences visées

- Connaître les notions et appliquer les équations de base de la mécanique des fluides- Savoir calculer les pertes de charge régulières et singulières pour un liquide dans une conduite ou un canal- Etre capable de prédire la répartition des débits liquides dans un réseau de conduites ou de canaux- Savoir dimensionner une pompe centrifuge pour un circuit donné- Etre capable de calculer la perte de charge à travers un milieu poreux ou granulaire- Pouvoir calculer la vitesse terminale de chute d'une particule ou d'un essaim de particules dans un fluide

Contenu

  • Introduction
    • Positionnement de la mécanique des fluides par rapport aux différentes spécialités concernées
  • Éléments de mécanique des fluides
    • Propriétés des fluides
      • Notions de fluide, pression, débit, masse volumique et densité, viscosité, tension de surface et mouillabilité
    • Hydrostatique
      • Notion de particule fluide, principe fondamental de l'hydrostatique, expressions de la loi fondamentale de la statique des fluides dans d'autres champs que le champ de pesanteur, conséquences de la loi fondamentale
    • Écoulement stationnaire des fluides parfaits incompressibles
      • Conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie, diverses formes du théorème de Bernoulli et conversion d'énergies, applications de Bernoulli, notion de charge et de surface équipotentielle
    • Écoulement des fluides réels
      • Viscosité, introduction à la rhéologie, nombre de Reynolds, des profils de vitesse à la notion de couche limite, compressibilité
  • Hydraulique
    • Pertes de charge
      • Pertes de charge régulières, pertes de charge singulières, écoulement sous pression, écoulement à surface libre, calcul de conduites et réseaux
    • Écoulement à surface libre
      • Régime fluvial ou torrentiel, écoulement laminaire ou turbulent, équation de Manning et Strickler, loi de Chézy
    • Régime transitoire
    • Pompes
      • Technologie et dimensionnement des pompes, refoulement et relevage
  • Écoulement dans les milieux poreux
    • Charge et piézométrie
      • Milieu granulaire et milieu poreux, porosité cinématique, degré de saturation, gravité et capillarité, pression interstitielle et succion, infiltration et drainage, percolation, nappe libre ou captive, piézomètre, surface piézométrique, carte en courbes isopièzes
    • Écoulement saturé : vitesse de filtration et perméabilité
      • Équation de Navier-Stokes, changement d’échelle et anisotropie, filtration, porosité et perméabilité, relations empiriques dérivées de la loi de Darcy (Forchheimer, Kozeny-Carman, Ergün, Leva…)
    • Diffusivité et pompage
      • Équation différentielle de la diffusivité, solution de Dupuit pour le régime permanent, application au pompage et à l’injection en nappe
  • Suspension et interactions fluide/solide
    • Écoulement des fluides autour des particules
      • Mise en évidence ; coefficient de traînée ; interaction électrostatique
    • Mouvement des particules au sein des fluides dans le champ de pesanteur
      • Problématique ; vitesse terminale de chute ; loi de Stokes et sédimentométrie ; cas des essaims de particules ; cas d'un solide soumis à une force centrifuge
    • Comportement du fluide et des particules lors de la filtration
      • Sables, limons et argiles, surface spécifique, rétention, colmatage, gammadensimétrie
  • Conclusion
    • Du principe fondamental de l’hydrostatique à l’équation de BERNOULLI généralisée, lien avec UTC107 et BTP147

Modalité d'évaluation

Première session : Contrôle continu, rendu de projet, soutenance orale, examen selon le choix de l’équipe pédagogique après validation par le responsable national de l’UE
Seconde session : Selon le règlement spécifique de la formation
Examen final écrit et contrôle continu (devoir maison)

Bibliographie

  • Régis JOULIÉ : Mécanique des fluides appliquée (Ellipses, Paris, 1998)
  • J. BONNIN, J-C. BUVAT, X. COSSON, M. DEBACQ, H. DESMORIEUX et C. LACOUR : http://gpip.cnam.fr/ressources-pedagogiques-ouvertes/hydraulique/
  • Henri FAUDUET : Mécanique des fluides & des solides appliquée à la chimie (Tec&Doc Lavoisier, Paris, 2011)
  • Noël MIDOUX : Mécanique et rhéologie des fluides en génie chimique (Tec&Doc Lavoisier, Paris, 1985)

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Contact

EPN01- Génie des procédés
2 rue Conté 31-4-01A,
75003 Paris
Tel :01 40 27 23 92
Manuela Corazza
Voir le site

Voir le calendrier, le tarif, les conditions d'accessibilité et les modalités d'inscription dans le(s) centre(s) d'enseignement qui propose(nt) cette formation.

UE

    • Paris
      • Paris
        • 2024-2025 1er semestre : Formation ouverte et à distance (FOAD)
        • 2025-2026 1er semestre : Formation ouverte et à distance (FOAD)
        • 2026-2027 1er semestre : Formation ouverte et à distance (FOAD)
        Comment est organisée cette formation ?
        2024-2025 1er semestre : Formation ouverte et à distance

        Dates importantes

        • Période des séances du 16/09/2024 au 18/01/2025
        • Période d'inscription : du 10/06/2024 à 10:00 au 18/10/2024 à 23:59
        • Date de 1ère session d'examen : la date sera publiée sur le site du centre ou l'ENF
        • Date de 2ème session d'examen : la date sera publiée sur le site du centre ou l'ENF

        Précision sur la modalité pédagogique

        • Une formation ouverte et à distance (FOAD) est une formation dispensée 100% à distance, qui peut être suivie librement, à son rythme.
        • Regroupements physiques facultatifs : Aucun

        Organisation du déploiement de l'unité

        • Nombre d'heures d'enseignement par élève : 30
        • Délai maximum de réponse à une solicitation : sous 96 heures (Jours ouvrés)

        Modes d'animation de la formation

        • Forum
        • Messagerie intégrée à la plateforme
        • Visioconférence
        • Organisation d'une séance de démarrage
        • Evaluation de la satisfaction
        • Hot line technique

        Ressources mises à disposition sur l'Espace Numérique de Formation

        • Documents de cours
        • Enregistrement de cours
        • Documents d'exercices, études de cas ou autres activités pédagogiques
        • Outils spécifiques (exerciseur, simulateurs, etc)

        Modalité de contrôle de l'acquisition des compétences et des connaissances (validation de l'UE)

        • Examens présentiels dans un centre habilité
        • Contrôle continu (travaux à rendre)