Module de MMCSF
Mines Nancy - 1A - Année universitaire 2016-17

Mécanique des  milieux continus  solides et fluides

Fiche syllabus      Page ARCHE

      Ce module comprend deux parties. Je mets en ligne les documents de cours - TD de chacune :

Hyperdocuments PDF navigables Documents papiers
Partie préliminaire : l'outil mathématique calcul tensoriel Tome 0 distribué le 5 septembre
Partie principale : mécanique des milieux continus solides et fluides Tome 1 distribué le 5 septembre ; 2 distribué le 18 novembre

À cause du volume horaire réduit disponible, dans ce module seule une introduction à la mécanique des fluides fut donnée, i.e., le contenu des chapitres 7 et 8 du document principal sera peu exploité.

Cette page dynamique présente le programme de ce module et quelques animations vidéo, l'équipe pédagogique et les modalités d'évaluation. Les présentations vidéo d'amphi ont été mises en lignes (versions statiques « essentielles » sans animations) après chaque séance.

Enfin, je mets à disposition une page d'annales.


Séances de lancement

12 septembre : présentation générale du module

  Cette présentation eut lieu dans le cadre de la présentation générale du TCS. Elle introduisit aussi succinctement le module de S6 « Transformations de la matière et de l'énergie ».

  [ essentiel de la présentation vidéo ]

Travail personnel à effectuer idéalement avant le 12, au moins avant le 15 septembre :

Les élèves pour qui cette lecture et cet exercice s'avéreront difficiles auront tout intérêt à venir à la séance de mise à niveau du jeudi 15 septembre !..

15 septembre : mise à niveau facultative

  Sur une durée d'1h30, nous avons proposé une mise à niveau facultative centrée sur les fondements de la cinématique i.e., le contenu de l'annexe A du cours de mécanique.

  [ présentation vidéo ]



Séances régulières - Pédagogie - Rédactions

  Pour les groupes du matin, cours de 8h30 à 9h30 en amphi A007, TD de 9h45 à 11h45 ; pour les groupes de l'après-midi, cours de 13h30 à 14h30 en amphi A007, TD de 14h45 à 16h45. Les salles et encadrants de TD sont listés en bas de page dans la section « équipe pédagogique ».
Nous utiliserons en TD la « méthode Schwartz » qui repose sur un travail en mini groupes de 3 ou 4.
D'autre part, dans le but de vous aider à vous perfectionner en rédaction, et de vous pousser à approfondir les TD, chaque chargé de TD vous demandera en séance 1 ou 2 de vous engager à rédiger très soigneusement un TD des séances n= 2, 3, 4, 5 ou 6. Vous remettrez votre rédaction de TD manuscrite à votre chargé de TD en séance n+1 ; le chargé de TD vous la rendra annotée en séance n+2. Un grade sera aussi donné à titre indicatif. Vous serez attentif, pendant cet exercice de rédaction, aux recommandations de l'annexe B du cours de mécanique qui définit aussi des abréviations utilisées pour vous corriger. Voyez aussi peut-être la 1ère page de l'exemple de rédaction de la page des annales...
Tout élève absent à une séance (absence justifiée ou non) devra s'en excuser par mel auprès du chargé de TD, qui lui demandera de rédiger pour la séance suivante le sujet du TD manqué. La qualité de cette rédaction manuscrite, qui sera rendue annotée et notée, sera prise en compte dans l'évaluation de l'élève, cf. en bas de page la section sur les modalités d'évaluation.


23 septembre : séance 1

  Cours : Introduction : généralités pratiques, philosophie ; calcul tensoriel 1 : analyse en coordonnées cartésiennes.

  TD : Exercices d'algèbre tensorielle 1.3, 1.4, 1.11 et 1.13 ; exercices d'analyse tensorielle 2.2 et 2.3.

  Travail préparatoire :

  [ présentation vidéo ]

7 octobre : séance 2

  Cours : Calcul tensoriel 2 : retour sur quelques définitions, notions sur les symétries des systèmes, analyse en coordonnées curvilignes.

  TD : Analyse tensorielle : exercices 2.6 et 2.8 ; problème 2.1 Aspects mathématiques de l'étude d'un tuyau sous pression.

  Travail préparatoire :

  [ présentation vidéo ]

  J'encourage vivement ceux pour lesquels l'auto-apprentissage du calcul tensoriel est difficile (ils devraient être plusieurs) à emprunter l'un des ouvrages cités dans la bibliographie, par exemple Aris (1962), Germain (1986), Salençon (1996), Coirier (2001), Pernès (2003), Garrigues (2007)...
Je peux aussi prêter à celui ou celle qui le voudrait (me contacter par mel) un exemplaire personnel de Lichnerowicz (1946).
Notez enfin que Salençon (1996) propose aussi un CD avec un dicdaticiel intéressant (portant plus, cependant, sur la mécanique des milieux continus générale que sur le calcul tensoriel).

14 octobre : séance 3

  Cours : Objet de l'étude : milieux solides et fluides ; modèle du milieu continu ; cinématique élémentaire.

  TD : Problème 1.1 Écoulement autour d'un mobile cylindrique.

  Travail préparatoire :

  [ essentiel de la présentation vidéo ]

21 octobre : séance 4

  Cours : Cinématique avancée : étude des déformations.

  TD : Problème 2.1 Mouvement de cisaillement pur.

  Travail préparatoire : lire très attentivement le chapitre 2 et l'énoncé du problème 2.1 du cours de mécanique.

  [ essentiel de la présentation vidéo ]

4 novembre : séance 5

  Cours : Bilans de masse et de quantité de mouvement - Tenseur des contraintes, représentation de Mohr.

  TD : Exercices 3.1 Cercles de Mohr à 2 dimensions et 3.2 Contraintes en cisaillement pur.

  Les liens ci-dessus pointent vers des animations sur la représentation de Mohr dans des cas « 3D » et « 2D », n'hésitez pas à les suivre.

  Travail préparatoire pour cette séance et le test 0 :

  [ essentiel de la présentation vidéo ]



4 novembre : test 0

  Cf. la page des annales.


18 novembre : séance 6

  Cours : Solides élastiques : loi de Hooke, problème élastique linéarisé, expérience de flexion avec photoélasticité - 1er bilan des rédactions de TD et bilan du test 0.

  TD : Problème 4.1 Barreau en flexion pure basé sur cette expérience.

  L'expérience de flexion avec photoélasticité a circulé dans tous les groupes de TD.

  Travail préparatoire :

  [ essentiel de la présentation vidéo ; page ARCHE ]

25 novembre : séance 7

  Cours : Ouverture Recherche & Développement par S. Allain. Analyse dimensionnelle et similitude - Applications à la mécanique des solides.

  TD : Problème 4.3 Tuyau contenant un fluide sous pression.

  Travail préparatoire :

  [ essentiel de la présentation vidéo d'E. Plaut ; de S. Allain ]



2 décembre : séance 8

  Cours : Bilans d'énergie cinétique - Énergie potentielle élastique - Hydrostatique.

  TD : Problème 4.7 Ondes dans un solide élastique.

  Travail préparatoire :

  [ essentiel de la présentation vidéo ]

9 décembre : séance 9

  Cours (1 h 20 min) : Hydro- et aérodynamique : bilans globaux de masse (-> débit) et quantité de mouvement, loi de comportement des fluides newtoniens en écoulement, équations de Navier-Stokes & Euler, théorème de Bernoulli, bilan d'énergie cinétique, dissipation & pertes de charge.

  TD (1 h 40 min) : Exercices 7.1 Bilan de force général en hydro- ou aérostatique, 7.2 Altitude atteinte par un ballon d'hélium lesté, et 7.3 Manomètres différentiels.

  À la fin de ce TD, nous vous ferons procéder à une évaluation pédagogique du module, sur la base de cette fiche (un exemplaire papier sera donné).

  Travail préparatoire :

  [ essentiel de la présentation vidéo ]


12 décembre : test 1

  Cf. la page des annales.

  Vos copies annotées et notées ont été déposées dans votre casier vendredi 6 janvier. Voyez le CR de notation disponible en bas de la page ARCHE du module.


Lundi 6 mars de 13h30 à 16h30 en A006 : test de rattrapage

  Ce test se déroulera dans des conditions similaires à celles du test 1. Les seuls documents autorisés seront les polycopiés du module (tomes 0, 1 et 2). Les calculatrices scientifiques seront autorisées. Des précisions supplémentaires seront, éventuellement, données ici même quelques jours avant le test.


Équipe pédagogique :
Groupe du vendredi matin XM1 salle B301   Lucile Dezerald
Groupe du vendredi matin XM2 salle B304 Mathieu Jenny
Groupe du vendredi matin XM3 salle B305 Sébastien Allain
Groupe du vendredi matin XM4 salle B306 Matthieu Gisselbrecht
Groupe du vendredi matin XM5 salle B307-308 Jean-Sébastien Kroll
Groupe du vendredi après-midi YM1 salle B301 Lucile Dezerald
Groupe du vendredi après-midi YM2 salle B304 Mathieu Jenny
Groupe du vendredi après-midi YM3 salle B305 Sébastien Allain
Groupe du vendredi après-midi YM4 salle B306 Matthieu Gisselbrecht


Modalités d'évaluation :

  Vous serez évalué sur la base de 3 notes :

  1. votre note au test 0 Ntest0 sur 20 ;
  2. votre note au test 1 Ntest1 sur 20 ;
  3. une note de TD NTD basée sur votre présentéisme en cours - TD, votre comportement en TD, la qualité de votre (ou vos) rédaction(s) de TD (une seule rédaction en standard, plus si jamais vous étiez absent), et votre respect des délais de remise de cette (ou ces) rédaction(s) ; cette note de TD, nombre décimal situé dans l'intervalle [0 , 2], est à considérer comme un « bonus ».

Pour assurer une égalité entre les différents groupes de TD, la moyenne des notes NTD de chaque chargé de TD sera dans l'intervalle [3/4 , 5/4]. À partir de ces 3 notes, nous calculerons une note de module

NM = 0,25 Ntest0 + 0,75 Ntest1 + NTD .

Au vu de l'histogramme des notes NM, nous définirons alors les barres pour les différents grades G, par exemple :

Dans un souci d'information et de transparence, votre note de TD vous sera transmise par mel dès la fin de ce module, juste après le test 1.


Emmanuel Plaut
Last modified: Thu Jan 12 19:47:31 CET 2017