Fluide

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On appelle fluide un milieu matériel caractérisé par sa forme continue et déformable à l'échelle macroscopique. Il épouse ainsi la forme du récipient qui le contient sans avoir de forme propre. Dans les fluides, on distingue les liquides des gaz (sans s, même au pluriel). Les gaz ont la propriété d'être compressibles ; c'est-à-dire que la masse volumique varie en fonction de la pression, ce qui veut dire plus simplement qu'il est possible de les compresser. Les liquides sont eux très peu compressibles. On pourra difficilement compresser un certains volume d'eau dans un volume plus petit.

Propriétés principales[modifier | modifier le wikicode]

Continuité[modifier | modifier le wikicode]

Physiquement la continuité signifie qu'un volume de fluide contient de la matière, peu importe qu'il soit petit ou grand. On peut ainsi définir une masse volumique (voir son expression plus bas) comme une masse m de fluide au volume ω qu'il occupe.

Pourtant, là réside un paradoxe, puisque aux plus petites échelles de la physique, la matière n'est pas continue. Il existe au minimum six ordres de grandeur (puissances de dix) entre les phénomènes moléculaires et la mécanique du physicien des fluides. L'expérience montre que la continuité reste un outil robuste et que l'on parvient à expliquer le comportement d'un fluide par la mécanique des fluides à l'échelle d'une canalisation comme si le fluide était continu.

Compressibilité[modifier | modifier le wikicode]

Dans de nombreux cas, la masse volumique définie ci-dessus et ci-dessous est constante dans tout le fluide. On parle alors de fluide incompressible.

Dans d'autres cas, cette valeur peut varier d'un point du fluide à un autre. Dans ce cas, on dit que le fluide est compressible et peut présenter des volumes différents. Cette situation concerne avant tout les gaz, mais elle peut intervenir également chez les liquides dans certains problèmes tels que l'étude de la statique des fluides au fond des fosses du Pacifique ou l'acoustique dans les liquides.

Fluide parfait[modifier | modifier le wikicode]

Un fluide est dit parfait s'il est entièrement dépourvu de frottements internes. Il s'écoule ainsi sans frottement avec une viscosité nulle.

Eléments caractéristiques d'un fluide[modifier | modifier le wikicode]

  • Sa masse volumique ρ qui est le rapport de la masse (en kg) sur le volume (en m^3). Soit : . ρ s'exprime en kg.m^-3, V s'exprime en m^3 et m en kg.
  • Son volume massique v qui est le l'inverse de la masse volumique. Soit : . v s'exprime en m^3.kg^-1.
  • Son poids volumique : . γ s'exprime en N.m^-3.
  • Sa densité d : c'est le rapport entre la masse volumique du corps considéré et la masse volumique du corps pris en référence pour des conditions identiques de température et de pression. Sa référence pour les liquides est l'eau à une température de 4°C et sous une pression de 1013 hPa ; sa référence pour les gaz est l'air à une température de 0°C et sous une pression de 1013 hPa. Soit : et

Bibliographie

  • CLAVIER, Pascal et THOUROUDE, Daniel, Mécanique des fluides, dépôt légal juin 2013, ISBN 9-782729-880156
  • LEDOUX, Michel et EL HAMI, Abdelkhalak, Mécanique des fluides, Volume 2, méthodes analytiques, publié en 2017 au Royaume-Uni, ISTE Editions Ltd, ISBN 978-1-78405-259-1 (version papier) et ISBN 978-1-78406-259-0 (e-book)
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