ÉC O L E P O L Y T E C H N I Q U E FÉ DÉR A L E D E L A U S A N N E

Christophe Ancey

Laboratoire hydraulique environnementale (LHE) École Polytechnique Fédérale de Lausanne Écublens CH-1015 Lausanne

Notes de cours Mécanique des fluides
Une introduction à l’hydraulique pour les ingénieurs civils version 7.6 du 21 juin 2012

TABLE DES MATIÈRES

1

Table des matières
1 Propriétés des fluides 1.1 Définition physique d’un fluide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1 1.1.2 1.2 1.3 États de la matière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Matière divisée : dispersions, suspensions, émulsions . . . . . . . . . . . . . . . 9 9 9 12 13 16 16 16 18 20 27 27 28 29 31 31 32 33 35 36 38 41 41 41 42 45 45 46 46 47 48 49

Définition rhéologique d’un fluide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Viscosité des fluides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1 1.3.2 1.3.3 Manifestation à l’échelle macroscopique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Origine physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fluides newtoniens et non newtoniens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4

Tension de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Similitude 2.1 2.2 2.3 2.4 Analyse dimensionnelle et théorie de la similitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unités de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principaux nombres adimensionnels 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.5 2.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Théorème de Vaschy-Buckingham ou théorème Π . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Théorème de Vaschy-Buckingham Méthode de Rayleigh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Application no 1 du théorème Π : force