v2.2.4 (2114)

Cours scientifique - MST32 : Un matériau entre Fluide et Solide : Le Milieu Granulaire

Domaine > Mécanique des fluides et énergétique, Science des matériaux, mécanique, génie mécanique, Mécanique.

Descriptif

Cours, exercices et mini-projet expérimental en classe, sur la matière granulaire.
La matière en grains est omniprésente dans notre univers quotidien, sous toutes les formes. Les milieux granulaires présentent une exceptionnelle variété de comportements et de propriétés : assez solides pour supporter le poids d’un immeuble, ils peuvent aussi s’écouler comme de l’eau dans un sablier ou être transportés par le vent sur des très grandes distances. Le monde industriel traite de très grandes quantités de matière granulaire et doit faire face aux nombreux problèmes spécifiques associés à sa manipulation ou sa mise en œuvre dans les procédés de production. Pour être comprise et décrite dans sa globalité, la diversité de comportements des milieux granulaires appelle des modélisations théoriques issues de plusieurs champs disciplinaires.

Objectifs pédagogiques

Ce cours présente les spécificités des milieux granulaires, les problèmes typiques rencontrés dans le monde industriels ainsi que les éléments théoriques permettant d’appréhender ce type de matériau complexe. Les éléments de description et de modélisation sont issus de la physique. Les différents comportements (solide, liquide, gaz) des milieux granulaires seront abordés séparément, en introduisant pour chacun les bases théoriques nécessaires. Les développements historiques aussi bien que de nombreux exemples récents d’application seront présentés.
Des exercices seront proposés pour assimiler les nouveaux concepts développer en cours. Par ailleurs, plusieurs illustrations expérimentales seront réalisées pendant le cours.
Les élèves seront amenés à travailler en groupes de 2/3 sur un mini-projet expérimental en lien direct avec le cours (3h en petite classe et environ 6 heures à la maison), qu’ils présenteront (PPT) à la fin de ce module. Cette présentation finale sera évaluée et constituera la note de ce cours.

nombre d'heure en présentiel

18

nombre de blocs

6

Volume horaire par type d'activité pédagogique : types d'activité

  • Cours magistral : 5
  • Petite classe : 10
  • Stage de communication : 3

effectifs minimal / maximal

10/22

Diplôme(s) concerné(s)

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de techniques avancées

Notion de base en mécaniques des milieux continus.

 

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de techniques avancées

Vos modalités d'acquisition :

 Présentation du mini-projet.

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1 ECTS
  • Scientifique acquis : 1

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

1.
Introduction : Les milieux granulaires.
Cours : Problèmes spécifiques rencontrés avec la matière granulaire. Empilements de grains. Compacité. Tassement/compression. Elasticité.
Choix d’un sujet de mini-projet (expérience de « coin de table »).

2.
Cours : Prédire la rupture des empilements de grains. Modèle de Mohr-Coulomb. Dilatance de Reynolds.
Exercices

3.
Cours sur les milieux granulaires cohésifs. Capillarité.
Exercice : Déterminer la hauteur maximale d’un château de sable
Première séance de travail en classe sur les mini-projets.

4.
Cours sur les gaz granulaires. Théorie cinétique. Modèle de Haff.
Exercice : Déterminer l’épaisseur des anneaux de Saturne.
Deuxième séance de travail en classe sur les mini-projets.

5.
Cours sur les liquides granulaires. Nombre Inertiel. Viscosité apparente. Ségrégation.
Troisième séance de travail en classe sur les mini-projets.

Mots clés

Milieux granulaires, élasticité, plasticité, rupture, écoulements.

Méthodes pédagogiques

notes de cours
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