?????????? ???????? ???????????? PDF

La notion de pression le théorème de Pascal

MECANIQUE DES FLUIDES: Cours et exercices corrigés

deuxième année universitaire filière génie des procédés. La statique des fluides ou hydrostatique qui étudie les fluides au repos. C'est.

MECANIQUE DES FLUIDES I (Cours et Applications) Dr YOUCEFI

étudiants de la deuxième année LMD (3ème semestre) du domaine Sciences et Technique Hydrostatique d'un liquide incompressible dans le champ de pesanteur.

COURS hydraulique générale MEPA 2010

Le deuxième chapitre s'intéresse aux fluides au repos. Par exemple la plupart des pouvant être approché par le biais de l'hydrostatique.

Mécanique des fluides

Ce recueil comprend des exercices et des problèmes corrigés. Les exercices sont spé- Calculer la force de pression hydrostatique exercée sur le dôme.

Mécanique des fluides et transferts

Exercice 1. en utilisant le Système International donner l'équation aux De la deuxième équation

?????????? ???????? ????????????

Le deuxième chapitre est conscacré à l'hydrostatique à la branche de l'hydraulique qui s'occupe de l'équilibre du liquide et son intéraction avec les corps

correction exercices Précis de Physique-Chimie chapitre1 à 4

Précis d'électrotechnique – Tome 1 – 1ère année – Michel Pinard Eléments de correction des exercices du chapitre 11 : hydrostatique des fluides ...

TDs de mécanique des fluides.

19 sept. 2019 1 Hydrostatique. 9. Exercice 1.4 : Densim`etre `a ressort (DS IFI 2009). On imagine le syst`eme suivant pour mesurer la densité d'un fluide ...

Polycopié Biophysique Cours et Exercices corrigés 2ème année

28 mar. 2020 Biophysique ; Cours et Exercices corrigés 2ème année Licence Biologie ... A l'équilibre la pression hydrostatique qui équilibrant la ...

1 Polycopié de Cours déstiné aux étudiants

M1 Géotechnique

Mr. BOUDERBALA Abdelkader

Maître de conférences classe " B »

Septembre 2017

Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie

et des Sciences de la Terre Δ˰˰˰˰˰ό˰ϴΒτϟ΍ϡϮ˰˰˰ϠϋΔ˰˰˰˰˰ϴϠϛ

Département des Sciences de la Terre Ϣ˰˰˰δϗϡϮ˰˰˰ϠϋνέϷ΍

Avant-propos

industrieles des fluides sous pression (hydroénergitique, moteur et pompe hydraulique, Le présent polycopie de cours que je présente dans le cadre de mon habilitation universitaire,

est destiné essentiellement aux étudiants de géotechnique, de deuxième cycle universitaire

: de génie civil ou travaux publics. Il est surtout focalisé

Ce polycopié est arrangé en six chapitres. Le premier chapitre aborde les diffirentes unités

utilisées dans le système internationales ainsi que propriétés principales physiques des fluides.

variation horizonale et verticale de la pression, ainsi que les forces de preesion qui se

manifestent sur les parois planes et courbes.

Le chapi

des particules fluides soumises à un système de force. Le chapitre traite le principe de

méthodes de détermination des pertes de charge linéaire et sigulière.

Le cinquième chapitre a été consacré aux écoulements à surface libre. Ces écoulements ont

ectue par gravité.

écoulement parmanent uniforme et non-

déterminer ses hauteurs minimales.

superficielles dans les cas des talus en déblai ou en remblai, les formes des fossés utilisés, et

Mr. Bouderbala Abdelkader

SOMMAIRE

INTRODUCTION GENERALE .......................................................................................................... 1

CHAPITRE 1: PROPRIETES PHYSIQUES DES FLUIDES .......................................................... 2

.................................................................................................................... 2

............................................................................................................................. 2

1.3 Propriétés des liquides ................................................................................................................... 2

ȡ ................................................................................................ 2

Ȗ ............................................................................................. 3

1.3.3 La densité ............................................................................................................................... 3

1.3.4 La viscosité............................................................................................................................. 3

1.3.5 La tension superficielle .......................................................................................................... 5

1.3.5 La capillarité ........................................................................................................................... 6

CHAPITRE 2: HYDROSTATIQUE ................................................................................................... 8

2.1 Introduction ................................................................................................................................... 8

.................................................................................................... 8

2.3 Lois fondamentales........................................................................................................................ 8

2.3.1. Surfaces isobares ................................................................................................................... 8

2.3.2. Variation de la pression sur un plan vertical ......................................................................... 9

.............................................................................................. 9 ........................................................... 9

2.4.2 Additivité des pressions ....................................................................................................... 10

2.4.3 Vases communicants ............................................................................................................ 10

2.5 Pression absolue (totale) et pression relative (effective) ............................................................. 11

2.6 Transmission des pressions (principe de Pascal) ......................................................................... 11

2.7 Dispositifs de mesure de la pression ........................................................................................... 12

2.8 Les forces de pression sur les surfaces de la paroi ...................................................................... 13

2.8.1 Force de pression sur une surface plane ............................................................................... 13

2.8.2 Force de pression sur une surface verticale ou inclinée ....................................................... 13

2.8.3 Force de pression sur une surface courbe ............................................................................. 14

CHAPITRE 3: DYNAMIQUE DES FLUIDES ................................................................................ 19

3.1 Introduction ................................................................................................................................. 19

3.2 Notion de base ............................................................................................................................. 19

3.2.1 Fluide parfait et fluide réel ................................................................................................... 19

3.2.2 Ecoulement parmanent et non-parmanent ............................................................................ 19

3.2.3 Ecoulement en charge et à surface libre ............................................................................... 19

3.2.4 Fluide compressible et incompressible ................................................................................ 19

3.2.5 Ecoulement uniforme et non-uniforme ................................................................................ 19

3.2 Ligne de courant, tube de courant ............................................................................................... 20

3.3 Débit volumique, débit massique ................................................................................................ 20

3.4. Principe de conservation de la masse ......................................................................................... 20

.......................................................................................................................... 21

3.6 Relation de Bernoulli................................................................................................................... 21

3.7 Tube de Pitot ............................................................................................................................... 23

3.8 Tube de Venturi ........................................................................................................................... 23

CHAPITRE 4: ...................................... 27

4.1 Introduction ................................................................................................................................. 27

4.2 Experience de Reynolds .............................................................................................................. 27

4.3 Répartition de profils de vitesses ................................................................................................. 28

4.4 Théorème de Bernoulli appliqué à un fluide réel avec pertes de charge ..................................... 29

4.5 Pertes de charges ......................................................................................................................... 29

4.5.1 Pertes de charge linéaire ....................................................................................................... 29

4.5.2 Pertes de charges singulières ................................................................................................ 33

4.5.3 Perte totale de charges .......................................................................................................... 34

4.6 Equation de Bernoulli généralisée ............................................................................................... 34

CHAPITRE 5: ECOULEMENT A SURFACE LIBRE ................................................................... 37

5.1 Introduction ................................................................................................................................. 37

5.2 Classification des écoulements .................................................................................................... 37

5.2.1 Variation temporelle ............................................................................................................. 37

5.2.2 Variation spatiale ................................................................................................................. 37

5.3 Paramètres essentiels ................................................................................................................... 38

5.3.1 Paramètres géométriques...................................................................................................... 38

5.3.2 Paramètres hydrauliques ..................................................................................................... 40

5.4 Equation de continuité ................................................................................................................. 42

........................................................................................................... 42

......................................................................................................... 44

5.5 Ecoulement en régime permanent uniforme ................................................................................ 45

5.6 Forme de section la plus avantageuse ......................................................................................... 48

5.7 Ecoulement parmanent non-uniforme ......................................................................................... 49

5.7.1 Ecoulement graduellement varie .......................................................................................... 49

5.7.2 Ecoulement rapidement varié ............................................................................................... 51

5.8 Section de contôle ....................................................................................................................... 53

CHAPITRE 6: ASSAINISSEMENT ROUTIER .............................................................................. 57

6.1. ........................................................................................ 57

................................................................................................... 57

6.1.2 Notion sur les précipitations ................................................................................................. 57

6.1.3 Notion d'une averse et d'une intensité .................................................................................. 58

6.1.4 Notion de la période de retour .............................................................................................. 59

6.1.5 Courbes IDF (intensité-durée-fréquence) ............................................................................. 59

6.1.6 Evaluation régionale des précipitations ................................................................................ 60

6.1.7 Ecoulements superficiels ...................................................................................................... 60

6.2. Assainissement routier ............................................................................................................. 66

6.2.1 Introduction .......................................................................................................................... 66

6.2.2 Etapes à suivre pour une étude ..................................................... 66

6.2.3 Réseaux de collecte longitudinaux ....................................................................................... 67

6.2.4 Ouvrages transversaux et de raccordement .......................................................................... 73

6.2.5 Ouvrages de contenance et de dépollution ........................................................................... 73

6.2.6 Exutoires ............................................................................................................................. 73

6.2.7 Types et formes des fossés ................................................................................................... 74

........................................................................................ 76

6.2.9 Les ouvrages de concentration des eaux .............................................................................. 79

6.2.10 Ouvrages de franchissement ............................................................................................... 80

INTRODUCTION GENERALE

Généralement on la trouve dans plusieurs domaines à savoir : - traite essentiellement les problèmes de conception des réseaux de distribution d'eau potable et d'évacuation des eaux usées et pluviales en milieu urbain. - traite essentiellement les problèmes liés à la conception du réseau eaux en surplus dans le sol. - traite essentiellement l'écoulement à surface libre dans les cours d'eau naturels ou artificiels stabilité des digues et des jetées, la lutte contre de ports, etc. fora drainage, la diffusion de la pollution. techniques utilisés pour résoudre les p du relief. routier sera développé dans le dernier chapitre de ce polycopie vu son importance pour les géotechnicien.

Physique

Mécanique

Mécanique des fluides

Hydraulique

Statique des fluides

Dynamique des fluides

Dynamique des fluides parfaits

Dynamique des fluides réels

Ecouelement en charge

Ecouelement à surface libre

Cinématique des fluides

CHAPITRE 1: PROPRIETES PHYSIQUES DES FLUIDES

fluide

Un fluide est un milieu continu, même si l'on choisit un très petit élément de volume, il sera toujours

beaucoup plus grand que la dimension des molécules qui le constitue. Une gouttelette de brouillard,

aussi petite soit-elle à notre échelle, est toujours immense à l'échelle moléculaire. Elle sera toujours

considérée comme un milieu continu. Un fluide peut s'écouler librement par suite du peu d'adhérence

entre elles des molécules qui le composent. grande mobilité des particules fluides. On distingue les liquides et les gaz.

Les liquides sont : considérés comme incompressible, occupent un volume déterminé et adoptent la

forme du récipient où ils sont versés, produisen

Les gaz sont : très com

et ne produisent aucune surface libre, 1.2 Les unités de mesure de base du système internationale sont :

Grandeur physique symbole dimension unité

La longueur L ou l L m : mètre

Le temps t T s: seconde

La masse m M Kg : kilogramme

La température T t °C : degré celcius

La vitesse v LT-1 m/s

a LT-2 m/s²

La force F M LT-2 N

La masse volumique ȡ M T-3 Kg/m3

Le poids volumique Ȗ M L-2T-2 N/ m3

La pression P M L-1T-2 N/ m2 = Pa

La viscosité cinématique ȣ L² T-1 m²/s La viscosité dynamique µ ML-1 T-1 Kg/m.s = Pa.s

1.3 Propriétés des liquides

1.3.1 La masse volumique ȡ

son état est le quotient de sa masse par son volume.

ȡ3]

que la masse volumique du mercure est ȡeau à 20 °C = 998.16 kg/m3 ȡmercure à 20 °C = 13546 kg/m3

les gaz ont une masse volumique très faible ȡair = 1.225 kg/m3 à 15°C au niveau de la mer (Z = 0m).

Z = 0 m ȡair = 1.225 kg/m3

Z = 2000 m ȡair = 1.007 kg/m3

Z = 8000 m ȡair = 0.525 kg/m3

Z = 12000 m ȡair = 0.320 kg/m3

La masse volumique des liquides est une fonction inverse avec la tepérature. Donc si la température

augmente, la masse volumique de fluide diminue légèrement. Tableau 1.1 Masse volumique en fonction de la température

Température

(°C)

Masse volumique

Température

(°C)

Masse volumique

0 999.79 50 988.04

4 999.97 60 983.13

10 999.65 70 977.70

20 998.16 80 971.81

30 995.59 90 965.34

40 992.17 100 958.40

1.3.2 Le poids volumique Ȗ

Le poids volumique est notion très utile, on le définit par le rapport du poids sur le volume de la

masse, ou la masse volumique multiplié par la gravité.

1.3.3 La densité

(à 4 °C ȡeau 1000 kg/m3 grandeur physique sans dimension. ࢊL

1.3.4 La viscosité

les couches liquides les unes par rapport aux autres. internes des fluides, elle est due à resistance dun fluide à son ecoulement.

Les fluides de faible viscosité comm

difficilement comme les huiles de véhicules qui sont très visqueux. 4 a./ Viscosité dynamique

La définition du coefficient de viscosité découle de la formule de Newton, fondée sur le modèle de

plusieurs plans superposés de surface " S »" dy » et dont le plan supérieur est " V ».

Les plans successifs étant

de cisaillement " F » responsables de la diminution de la vitesse de déplacement des plans successifs

dv ». Fig. 1.1 : Comportement d'un fluide dans un écoulement laminaire entre deux plaques parallèles lorsque la plaque supérieure se déplace avec une vitesse constante.

La formule de Newton définit la viscosité dynamique " µ » comme étant le rapport entre la contrainte

de cisaillement (Force sur Surface) et le gradient de vitesse (taux de déformation). 6 Lquotesdbs_dbs1.pdfusesText_1

[PDF] ?????????? ???????? ????????????

M1 Géotechnique

Mr. BOUDERBALA Abdelkader

Maître de conférences classe " B »

Septembre 2017

Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie

Avant-propos

Le chapi

écoulement parmanent uniforme et non-

Mr. Bouderbala Abdelkader

SOMMAIRE

1.3 Propriétés des liquides ................................................................................................................... 2

1.3.3 La densité ............................................................................................................................... 3

1.3.4 La viscosité............................................................................................................................. 3

1.3.5 La tension superficielle .......................................................................................................... 5

1.3.5 La capillarité ........................................................................................................................... 6

2.1 Introduction ................................................................................................................................... 8

2.3 Lois fondamentales........................................................................................................................ 8

2.3.1. Surfaces isobares ................................................................................................................... 8

2.3.2. Variation de la pression sur un plan vertical ......................................................................... 9

2.4.2 Additivité des pressions ....................................................................................................... 10

2.4.3 Vases communicants ............................................................................................................ 10

2.5 Pression absolue (totale) et pression relative (effective) ............................................................. 11

2.6 Transmission des pressions (principe de Pascal) ......................................................................... 11

2.7 Dispositifs de mesure de la pression ........................................................................................... 12

2.8 Les forces de pression sur les surfaces de la paroi ...................................................................... 13

2.8.1 Force de pression sur une surface plane ............................................................................... 13

2.8.2 Force de pression sur une surface verticale ou inclinée ....................................................... 13

2.8.3 Force de pression sur une surface courbe ............................................................................. 14

3.1 Introduction ................................................................................................................................. 19

3.2 Notion de base ............................................................................................................................. 19

3.2.1 Fluide parfait et fluide réel ................................................................................................... 19

3.2.2 Ecoulement parmanent et non-parmanent ............................................................................ 19

3.2.3 Ecoulement en charge et à surface libre ............................................................................... 19

3.2.4 Fluide compressible et incompressible ................................................................................ 19

3.2.5 Ecoulement uniforme et non-uniforme ................................................................................ 19

3.2 Ligne de courant, tube de courant ............................................................................................... 20

3.3 Débit volumique, débit massique ................................................................................................ 20

3.4. Principe de conservation de la masse ......................................................................................... 20

3.6 Relation de Bernoulli................................................................................................................... 21

3.7 Tube de Pitot ............................................................................................................................... 23

3.8 Tube de Venturi ........................................................................................................................... 23

4.1 Introduction ................................................................................................................................. 27

4.2 Experience de Reynolds .............................................................................................................. 27

4.3 Répartition de profils de vitesses ................................................................................................. 28

4.4 Théorème de Bernoulli appliqué à un fluide réel avec pertes de charge ..................................... 29

4.5 Pertes de charges ......................................................................................................................... 29

4.5.1 Pertes de charge linéaire ....................................................................................................... 29

4.5.2 Pertes de charges singulières ................................................................................................ 33

4.5.3 Perte totale de charges .......................................................................................................... 34

4.6 Equation de Bernoulli généralisée ............................................................................................... 34

5.1 Introduction ................................................................................................................................. 37

5.2 Classification des écoulements .................................................................................................... 37

5.2.1 Variation temporelle ............................................................................................................. 37

5.2.2 Variation spatiale ................................................................................................................. 37

5.3 Paramètres essentiels ................................................................................................................... 38

5.3.1 Paramètres géométriques...................................................................................................... 38

5.3.2 Paramètres hydrauliques ..................................................................................................... 40

5.4 Equation de continuité ................................................................................................................. 42

5.5 Ecoulement en régime permanent uniforme ................................................................................ 45

5.6 Forme de section la plus avantageuse ......................................................................................... 48

5.7 Ecoulement parmanent non-uniforme ......................................................................................... 49

5.7.1 Ecoulement graduellement varie .......................................................................................... 49

5.7.2 Ecoulement rapidement varié ............................................................................................... 51

5.8 Section de contôle ....................................................................................................................... 53

6.1. ........................................................................................ 57

6.1.2 Notion sur les précipitations ................................................................................................. 57

6.1.3 Notion d'une averse et d'une intensité .................................................................................. 58

6.1.4 Notion de la période de retour .............................................................................................. 59

6.1.5 Courbes IDF (intensité-durée-fréquence) ............................................................................. 59

6.1.6 Evaluation régionale des précipitations ................................................................................ 60

6.1.7 Ecoulements superficiels ...................................................................................................... 60

6.2. Assainissement routier ............................................................................................................. 66

6.2.1 Introduction .......................................................................................................................... 66

6.2.2 Etapes à suivre pour une étude ..................................................... 66

6.2.3 Réseaux de collecte longitudinaux ....................................................................................... 67

6.2.4 Ouvrages transversaux et de raccordement .......................................................................... 73

6.2.5 Ouvrages de contenance et de dépollution ........................................................................... 73

6.2.6 Exutoires ............................................................................................................................. 73

6.2.7 Types et formes des fossés ................................................................................................... 74