TD 1.1 : fonte d`un iceberg TD 1.2 : le plongeur TD 1.3

Cours de GPE :
partie
physique
Organisation des TD :
TD 1.1 : fonte d’un iceberg
TD 1.2 : le plongeur
TD 1.3 : force sur la paroi d’un canal
TD2.1 : notion de débit, de vitesse d’un écoulement
TD 2.2 : vidange d’un réservoir
TD 2.3 : jet d’eau de Genève
Td 3.1/ EFFET VENTURI
TD 3.2 : le château d’eau
TD 4.1 et 4.2 : micro organisme, frottements visqueux
Organisation des CM :
Fluide parfait
Dynamique du fluide visqueux
Tension superficielle
Tension osmotique
Hasard et diffusion

FLUIDE PARFAIT
I QU’EST CE QU’UN FLUIDE ?
a) LES DIFFERENTS ETATS DE LA MATIERE
Il y 4 états :
 Solide : les particules ont des positions très bien déterminées et ces positions sont
invariables les unes par rapport aux autres. Elles peuvent bouger mais dans un espace très
restreint.
Une roche est dans un état cristallin si elle a des facettes à la surface (microscopie optique,
électronique ; diffraction des rayons X). On arrive à connaitre la position des atomes et des particules
grace à ces techniques. Les liaisons entre les particules sont rigides : le solide ne se déforme pas,
n’épouse pas la forme du récipient dans lequel on le met : il existe un ordre à longue distance (même
organisation, peu importe la distance à laquelle on regarde l’objet).
Mais les cristaux peuvent avoir des défauts :
 Ponctuels : une lacune (il manque un atome)
 Des Impuretés : le diamant coloré
 Des macles : glissement de plan par rapport à un autre
Masse volumique : ‽ >> 1000 kg /m cube
Liquide : Les molécules peuvent glisser les unes par rapport aux autres.
Les particules :
 Ordre local à courte distance
 Condensées
 Peu liées
Distance parcourue par les molécules est beaucoup plus grande.
Pour trouver La distance minimale entre deux particules :

 Ro = 3A
Eau/ alcool : miscible (même type d’intéraction entre les deux molécules)
Eau/ méthane : immiscibilité
Le liquide est déformable (adopte la forme du récipient) mais est incompressible
Les cristaux liquides sont des liquides complexes qui ont des propriétés des liquides et des propriétés
des solides cristallins.
Les colloides (systèmes dans lesquels des particules très petites sont en suspension dans un fluide),
les gels (mélange d’une matière colloidale et d’un liquide).
Masse volumique : ‽ glace < ‽ liq eau  liaisons hydrogènes
920 kg/m³ < 1000kg/m³
Gaz :
Très peu d’intéractions entre les particules. Etat dispersé et désorganisé
Particules :
 Désordonnées
 Espacées
 Non liées
 Très agitées
Il occupe tout l’espace disponible.
Masse volumique : ‽air : 1.29.10⁻³ kg/m³
Notion de compressibilité : K= -1/V * dV/d‽
K= 47. 10⁻⁶ bar ⁻ⁱ eau liq
Kair= 1 bar⁻ⁱ

b) LES CHANGEMENTS D’ETAT OU CHANGEMENTS DE PHASE PTV
Remarque :Chaleur= énergie
Le fluide est le terme générique dans lequel on met les liquides et les gaz( dans certaines conditions )
car ils changent de forme
On dit fluide « parfait » car ils n’offrent aucune résistance au changement de forme à volume
constant.

La résistance au changement de forme est appelée viscosité.
Dans le cas d’un fluide parfait, la viscosité est nulle (ou non nulle mais sans écoulement). On est dans
un état statique.
Dans le cas d’un fluide réel et d’un écoulement, on est dans un état dynamique= fluide visqueux
II. LOI DE L’HYDROSTATIQUE
1. NOTION DE PRESSION
a) Liquide dans un récipient
Le liquide exerce une force normale (perpendiculaire) à la paroi. (P= pression F= force S= surface)
P= F/S = Newton/ m² =Pa
Autres unites: bar= 10⁵ Pa
1 atm= 1013 mbar= 1,013 10⁵ Pa
Mesures Médicales:
Mm Hg 1mmHg= 133,4 Pa
Cm H₂O 1cm H₂O= 98,1 Pa
1 atm= 760 mm Hg
Il y a Propagation uniforme de pression dans tout le recipient
b) Au sein d’un liquide
On considère un cylindre de liquide dans le liquide
On fait le bilan des forces