Hydraulique

Site iCampus contenant les présentations PowerPoint, certaines notes de cours et autres documents utiles (modalités pratiques et horaire détaillé des activités, consignes pour les TP) 

•    Hydrostatique et flotteurs
•    Modèles d'écoulement
•    Pertes de charge générales et singulières
•    Conception et dimensionnement des conduites en
     charge

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil des constructions », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

• Démontrer la maîtrise d'un corpus de connaissances en sciences fondamentales, disciplinaires et polytechniques, lui permettant de résoudre des problèmes posés (AA1.1, AA1.2, AA1.3)
• Organiser, mener à son terme et valider une démarche d'ingénierie visant à répondre à un besoin ou à une problématique spécifique (AA2.1 et AA2.2)

Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de :

• Dimensionner les réservoirs sous pression hydrostatique
• Dimensionner les circuits hydrauliques en charge
• Dimensionner les orifices et déversoirs simples

Acquis d'apprentissage transversaux :

L'examen étant oral, synthétiser ses connaissances sur la matière de manière à présenter, au tableau, une réponse claire et concise à une question posée

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Examen oral, à livre fermé, au tableau avec un temps de préparation

Les activités sont organisées comme suit :

•  Cours pour les exposés théoriques
• Travaux pratiques : exercices élémentaires sur les différents chapitres ; laboratoire sur les flotteurs et sur les conduites

1. Introduction : domaines d'intervention de l'hydraulique, propriétés des liquides, théorème de base sur la pression

2. Hydrostatique

• Equations différentielles et intégrales
• Manomètres
• Résultante de pression et centre de poussée sur des surfaces et des volumes divers
• Théorie statique et dynamique des flotteurs

3. Principes de base

•  Equations fondamentales
•  Approches lagrangienne et eulérienne,
•  Déplacements, déformations et rotations

4. Les modèles d'écoulement :

•  Modèle du liquide parfait (5 heures) :
• cinématique des écoulements irrotationnels : lignes de courant et potentiel, potentiel complexe, transformations conformes; applications aux piles de pont en rivières, au déversement, aux profils hydrodynamiques
• dynamique : équation d'Euler, équations intégrales de Lagrange et de Bernoulli
•  Modèle du liquide visqueux
• hypothèse de Stokes et équations de Navier-Stokes
• écoulement laminaire en conduite : loi parabolique de vitesse et intégrale de débit (Poiseuille)
•  Modèle du liquide turbulent
• turbulence : approche statistique, analogie de Reynolds, équations de Navier-Stokes-Reynolds-Boussinesq, longueur de mélange (Prandtl) loi logarithmique de vitesse en écoulements turbulents lisse et rugueux
• pertes de charge : théorie de la similitude, pertes générales en conduite (Darcy, Moody-Nikuradse), pertes singulières
• Champ d'application des modèles et choix des approximations

5. Applications

•  Interaction liquide - paroi
•  Forces hydrodynamiques
•  Orifices et déversoirs (2 heures)
•  Conduites en charge et réseaux de conduites (mouvement permanent)
• conduites simples
• réseaux ramifiés
• réseaux maillés: méthode des mailles (Hardy-Cross)

Notes de cours

Streeter, "Fluid mechanics"

Lencastre, "Hydraulique générale"

Liggett, "Fluid mechanics"