Mecanique des fluides

Abstract

Ce domaine a pour objet d'étude les fluides, c'est à dire les liquides et les gaz. Ces deux milieux ont la propriété d'être parfaitement déformables, et sont décrits par les mêmes lois. Ce qui les différencie, c'est essentiellement que les liquides sont très peu compressibles : quand on appuie dessus, ils conservent leur volume. Alors que les gaz peuvent se comprimer. La pression est d'ailleurs une notion centrale en mécanique des fluides, puisqu'elle traduit à quel point un fluide est susceptible d'appuyer sur un objet... La mécanique des fluides est une discipline très ancienne, puisqu'on peut dater ses débuts de l'époque d'Archimède (2 siècles avant notre ère) : en prenant son bain dit-on, il comprit que l'eau exerçait une poussée sur les corps qui y étaient plongés. Il s'élança alors dans la rue en criant "J'ai trouvé" ("Eurêka" en grec). La "poussée d'Archimède" permet de comprendre pourquoi les bateaux flottent, ou bien d'où vient le vent. Comme vous pourrez le voir, cette poussée est liée au fait que la pression diminue avec l'altitude ou augmente avec la profondeur ! Il fallu attendre longtemps pour qu'on commence à s'intéresser au comportement des fluides en mouvement (seizième siècle). La loi de Bernoulli permet de comprendre comment la vitesse influe sur la pression, et partant, pourquoi on lifte les balles au tennis ou pourquoi les avions volent (rien que ça !). La mécanique des fluides est toujours un sujet de recherche très actif. Notamment parce que les écoulements de fluides présentent la grande majorité du temps un caractère très "turbulent". C'est la turbulence, évoquée pour la première fois par Léonard de Vinci. La turbulence est un phénomène chaotique, et il est par là même extrêmement difficile à aborder et surtout à prévoir (d'où la relative imprécision des bulletin météo). Mais son importance pratique est capitale : sans la turbulence, les fleuves auraient une vitesse de plusieurs dizaines de kilomètres à l'heure, et il serait impossible de mélanger son café correctement.