Ce document polycopié correspond au support de cours de Mécanique des Fluides enseigné en première année à l’École Centrale. Il constitue une introduction à l’étude des phénomènes de transport de masse, de quantité de mouvement et d’énergie dans les écoulements de fluides.

La première partie (chapitres 2 à 9) présente les notions et principes généraux de la thermodynamique et de la Mécanique qui permettent d’établir les équations de bilans dans un fluide. Leur formalisation en écriture locale dans le cas des fluides usuels aboutit aux équations dites de Navier-Stokes. Ces développements généraux, associés à un formalisme rigoureux, peuvent apparaître quelque peu théoriques aux yeux d’un élève ingénieur, mais ils constituent la base indispensable de l’analyse des systèmes fluides. Ils permettent de cerner les approximations usuelles généralement utilisées dans l’étude simplifiée des écoulements industriels complexes. À ce propos, le chapitre 10 présente les notions essentielles permettant de réduire consciemment le système de Navier-Stokes et de justifier au cas par cas les hypothèses simplificatrices qui conduisent aux différentes classes d’approximations de la Mécanique des Fluides.

La deuxième partie du document (chapitres 11 à 15), après quelques éléments de Statique et des (rares) solutions exactes des équations de Navier-Stokes, présente un aspect plus appliqué, adapté à la formation d’un ingénieur généraliste. Les équations de bilans intégraux de masse, de quantité de mouvement et d’énergie, illustrées ici sur le cas simple des écoulements de conduites, permettent d’aborder d’un point de vue global, de nombreux problèmes courants de la Mécanique des Fluides Industrielle. L’essentiel des manipulations de Travaux Pratiques porte sur l’illustration de ces notions.

Un enseignement complémentaire électif est proposé en 2e année aux élèves qui le souhaitent(*). Il s’agit non pas tant d’étendre les concepts ou le contenu au-delà de ce qui est présenté ici, mais de mettre en oeuvre les acquis sur des applications industrielles concrètes par l’étude de quelques classes d’approximations.

Pour la rédaction de ce cours polycopié, j’ai utilisé librement de nombreux ouvrages classiques et quelques documents de certains collègues, tous disponibles à la bibliothèque de l’École Centrale. J’espère que ce polycopié constituera une invitation à la lecture de ces livres.