Mécanique des fluides

a mécanique des fluides est la branche de la physique qui se rapproche de la science de l'ingénieur et qui étudie les écoulements de fluides c'est-à-dire des liquides et des gaz lorsque ceux-ci subissent des forces ou des contraintes. Elle est actuellement étendue à des écoulements solides tels les glaciers ou le manteau terrestre.

Le mouvement des liquides et des gaz est régi par les mêmes équations : les équations de Navier-Stokes mais avec la différence que l'on considère en général les liquides comme étant incompressibles et les gaz compressibles.

La mécanique des fluides se compose de deux grandes sous-branches:

* la statique des fluides, ou hydrostatique qui étudie les fluides au repos. C'est historiquement le début de la mécanique des fluides, avec la poussée d'Archimède, l'étude de la pression
* la dynamique des fluides qui étudie les fluides en mouvement. Les fluides peuvent aussi se classer en deux familles relativement à leur viscosité, une de leur caractéristique physico-chimique. La famille des fluides "newtoniens" (comme l'eau, l'air et la plupart des gaz) et celle des fluides "non newtoniens" (quasiment tout le reste... le sang, les gels, les boues, les pâtes, les suspensions, les émulsions...). Les fluides "newtoniens" ont une viscosité constante ou qui ne peut varier qu'en fonction de la température. Les fluides "non newtoniens" ont, en plus, la particularité d'avoir leur viscosité qui varie en fonction de la vitesse et des contraintes qu'ils subissent lorsque ceux-ci s'écoulent. La rhéologie est la science qui traite des fluides "non newtoniens". Comme autres branches de la mécanique des fluides on distingue : l'hydraulique, l'hydrodynamique, l'aérodynamique, l'étude des écoulements polyphasiques, l'électro-fluidodynamique, la biomécanique, la microfluidique... Une nouvelle approche a vu le jour depuis quelques décennies : la mécanique des fluides numérique (CFD ou Computational Fluid Dynamics en anglais), qui simule l'écoulement des fluides en résolvant les équations qui les régissent à l'aide d'ordinateurs très puissants : les super-calculateurs.

La mécanique des fluides a de nombreuses applications dans divers domaines comme l'ingénierie navale, l'aéronautique, l'étude de l'écoulement du sang (hémodynamique), mais aussi la météorologie, la climatologie ou encore l'océanographie.