La plupart des matériaux qui nous entourent présentent un désordre et des hétérogénéités de tailles très variables. La Science et le Génie de ces systèmes font l'objet de cet ouvrage qui s'adresse à un large public.

Une simple moyenne ne suffit souvent pas, le plus souvent, pour rendre compte des effets du désordre, qui nécessite des approches théoriques examinées brièvement dans la première partie.

Nous décrivons par la suite diverses classes de matériaux désordonnés en commençant par l'étude géométrique et mécanique des milieux granulaires qui servent de modèle de référence des effets du désordre, et qui interviennent, de plus, dans de nombreux systèmes rencontrés dans la nature et des domaines d'applications.

L'étude des milieux poreux et des suspensions prend en compte l'existence de phases fluides entre les grains dans une approche mixte mécanique et hydrodynamique.

Le désordre conduit à des propriétés d'évolution temporelle lente (vieillissement). Nous examinons les caractéristiques physicochimiques de plusieurs classes de matériaux désordonnés qui présentent ces caractéristiques : les mousses, les matériaux colloïdaux (la « matière molle »), et les verres dont le statut intermédiaire entre solide et liquide n'est pas totalement compris.

Des annexes précisent des notions fondamentales de base communes à ces systèmes.

Étienne Guyon, est chercheur au laboratoire Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (PMMH) de l'ESPCI. Ses recherches concernent le désordre de la matière et la mécanique des fluides et des solides. Il est actif dans la médiation de la Science.

Jean-Pierre Hulin, est chercheur au laboratoire Fluides, Automatique et Systèmes thermiques (FAST) à Orsay. Ses recherches portent sur les écoulements et le transport en milieux poreux et fracturés, les écoulements granulaires, les instabilités hydrodynamiques et le mélange.

Daniel Bideau, est actuellement professeur émérite à l'université de Rennes 1 et physicien à l'Institut de Physique de Rennes. Il travaille sur les propriétés physiques des milieux granulaires et plus généralement sur les systèmes désordonnés.

La matière en désordre

Qu'y a-t-il de commun entre une roche granitique et la fumée d'une cigarette ? Comment réussir une pâte feuilletée, un cocktail ou une mayonnaise ? Peut-on combattre la pollution dans les sols ou contrôler le trou d'ozone ? Notre univers quotidien est peuplé de mélanges dont la réalisation fait appel à des mécanismes naturels, à des techniques et à des recettes très variés. Mais les raisons profondes du mélange restent souvent mystérieuses même pour les techniciens et les ingénieurs qui utilisent ces procédés. La science du désordre suggère des approches nouvelles. Elles utilisent des analogies avec la marche au hasard d'une fourmi, le chaos des systèmes dynamiques ou l'organisation d'un écoulement turbulent. Etienne Guyon et Jean-Pierre Hulin montrent, à l'aide de nombreuses illustrations, comment, avec un brin de curiosité et quelques expériences, nous pouvons tous porter un regard neuf sur des actes de la vie quotidienne ou des activités industrielles. Cette science de tous les jours a aussi sa place dans une pédagogie de " la main à la pâte ".

Granites Et Fumees. Un Peu D'Ordre Dans Le Melange

Une approche physique de la mécanique des fluides, proposée dès sa version initiale (1991) par les trois enseignants chercheurs auteurs d'Hydrodynamique physique, a connu un grand succès. Ce livre, devenu rapidement un classique en France et à létranger, a été réédité dix ans plus tard dans une version considérablement enrichie, suite à de nombreux échanges avec les collègues et les étudiants qui l'avaient utilisé.

Après un nouvel intervalle de dix ans, cet ouvrage a été revu en profondeur tout en conservant son style qui privilégie les arguments physiques, les raisonnements intuitifs et les calculs simples ; il donne une large part aux approches expérimentales et présente une iconographie renouvelée. Dans cette nouvelle édition, l'image joue un rôle accru en tirant souvent parti des nouveaux outils numériques, comme en témoigne le cahier central en couleurs destiné à stimuler la curiosité du lecteur.

Il était devenu indispensable de prendre en compte les évolutions considérables de l'hydrodynamique qui associe de plus en plus étroitement physiciens et mécaniciens ; le contenu de la présente édition reflète également une ouverture croissante vers dautres domaines des sciences expérimentales telles que les sciences de la nature et du vivant, le génie des procédés ou les sciences de l'environnement. Cet ouvrage intéressera donc les chercheurs et les ingénieurs de tous ces domaines, à côté des physiciens et des mécaniciens.

Ce livre fournit un panorama extrêmement riche des écoulements de la matière, fluide ou presque fluide. De plus, il ne s'égare jamais dans les calculs, qui peuvent être vus comme des exercices d'application, avant d'en avoir dégagé des principes. Le même souci pédagogique qui caractérisait les versions précédentes a été conservé : les étudiants de licence et de master, ainsi que les élèves des classes préparatoires et les élèves-ingénieurs pourront donc en faire un usage particulièrement fructueux.

Hydrodynamique physique

C'est un sentiment que nous avons tous éprouvé : derrière les objets qui émaillent notre quotidien se cache une étrange beauté. Elle semble le fruit d'un ordre naturel ou voulu, d'une organisation sous-jacente, mais aussi d'une fonction que nous ne percevons pas toujours. 

Dans ce livre largement illustré, les auteurs, physiciens à l'ESPCI-Paris (École supérieure

de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris), se proposent de réapprendre à voir le monde qui nous entoure, tout en révélant la science à l'ouvre. Des combles d'Azay-le-Rideau à la mousse de savon, en passant par la boulette de papier froissé et le pont de liane, les 35 thèmes traités ont tous un point commun : la merveilleuse élégance des formes.

Du merveilleux caché dans le quotidien - La physique de l'élégance

Une approche physique de la mécanique des fluides, proposée dès sa version initiale (1991) par les trois enseignants chercheurs auteurs d'Hydrodynamique physique, a connu un grand succès. Ce livre, devenu rapidement un classique en France et à létranger, a été réédité dix ans plus tard dans une version considérablement enrichie, suite à de nombreux échanges avec les collègues et les étudiants qui l'avaient utilisé. Après un nouvel intervalle de dix ans, cet ouvrage a été revu en profondeur tout en conservant son style qui privilégie les arguments physiques, les raisonnements intuitifs et les calculs simples ; il donne une large part aux approches expérimentales et présente une iconographie renouvelée. Dans cette nouvelle édition, l'image joue un rôle accru en tirant souvent parti des nouveaux outils numériques, comme en témoigne le cahier central en couleurs destiné à stimuler la curiosité du lecteur. Il était devenu indispensable de prendre en compte les évolutions considérables de l'hydrodynamique qui associe de plus en plus étroitement physiciens et mécaniciens ; le contenu de la présente édition reflète également une ouverture croissante vers dautres domaines des sciences expérimentales telles que les sciences de la nature et du vivant, le génie des procédés ou les sciences de l'environnement. Cet ouvrage intéressera donc les chercheurs et les ingénieurs de tous ces domaines, à côté des physiciens et des mécaniciens. Ce livre fournit un panorama extrêmement riche des écoulements de la matière, fluide ou presque fluide. De plus, il ne s'égare jamais dans les calculs, qui peuvent être vus comme des exercices d'application, avant d'en avoir dégagé des principes. Le même souci pédagogique qui caractérisait les versions précédentes a été conservé : les étudiants de licence et de master, ainsi que les élèves des classes préparatoires et les élèves-ingénieurs pourront donc en faire un usage particulièrement fructueux.

La plupart des matériaux qui nous entourent présentent un désordre et des hétérogénéités de tailles très variables. La Science et le Génie de ces systèmes font l'objet de cet ouvrage qui s'adresse à un large public. Une simple moyenne ne suffit souvent pas, le plus souvent, pour rendre compte des effets du désordre, qui nécessite des approches théoriques examinées brièvement dans la première partie. Nous décrivons par la suite diverses classes de matériaux désordonnés en commençant par l'étude géométrique et mécanique des milieux granulaires qui servent de modèle de référence des effets du désordre, et qui interviennent, de plus, dans de nombreux systèmes rencontrés dans la nature et des domaines d'applications. L'étude des milieux poreux et des suspensions prend en compte l'existence de phases fluides entre les grains dans une approche mixte mécanique et hydrodynamique. Le désordre conduit à des propriétés d'évolution temporelle lente (vieillissement). Nous examinons les caractéristiques physicochimiques de plusieurs classes de matériaux désordonnés qui présentent ces caractéristiques : les mousses, les matériaux col/Maux (la "matière molle"), et les verres dont le statut intermédiaire entre solide et liquide n'est pas totalement compris. Des annexes précisent des notions fondamentales de base communes à ces systèmes.

Il survient parfois un moment de l'histoire où les scientifiques, tous domaines confondus, s'imposent dans un même mouvement de faire le point des connaissances acquises et de tracer les routes à suivre. C'est à un tel moment que nous convient les leçons de l'an III, professées au premier semestre de 1795, retranscrites par le soin de sténographes et aussitôt publiées. Dernière tentative - désespérée - d'offrir à un seul cerveau une connaissance encyclopédique ordonnancée par la raison analytique, ces leçons s'interrompront lors des journées de Prairial qui mettront un point (provisoirement) final à l'expérience si riche de l'École normale. Pour les cours de sciences expérimentales, on fit appel aux plus grands Haüy le physicien cristallographe, Berthollet le médecin chimiste, Daubenton le naturaliste anatomiste. En voici enfin la riche édition critique, qui apporte un éclairage original sur ces sciences dans une période charnière et décisive. Faisant suite à la publication des leçons de mathématiques et de sciences humaines, ce troisième volume sera suivi par celui des cours de littérature et par un volume d'introduction historique générale sur l'institution de l'École normale de l'an III - l'ensemble constituant, à l'instar de l'Encyclopédie mais dans un esprit différent, un témoignage unique sur l'état du savoir à la fin du siècle des Lumières.

L'école normale de l'an III - Tome 3, Leçons de physique, de chimie et d'histoire naturelles

Physical Hydrodynamics

Quelles sont les mille et une façons d'empiler des oranges ? Comment expliquer les mouvements des billes dans leur sac ou ceux des grains de blé dans un silo ? Pourquoi les dunes de sable ne s'effondrent-elles pas ? Comment s'écoule une avalanche ? Entre l'infiniment petit et l'infiniment grand, tout un domaine s'ouvre aujourd'hui aux sciences les plus avancées, celui d'objets et de phénomènes extrêmement complexes qui peuplent notre quotidien.Étienne Guyon, ancien directeur du Palais de la Découverte, est directeur de l'École normale supérieure et professeur à l'université de Paris-Sud. Jean-Paul Troadec est professeur à l'université de Rennes et chercheur au sein du « Groupe matière condensée et matériaux », associé au CNRS.

Du sac de billes au tas de sable

Comment naissent les subtiles larmes du vin? Pourquoi la buée se condense-t-elle en gouttes sur les toiles d'araignée? Pourquoi les nuages se groupent-ils si souvent en rouleaux? Les écoulements sont omniprésents: domestiqués dans les conduites ou les barrages, ou dangereusement sauvages dans les coulées de lave, les glissements de terrain, les tsunamis ou les cyclones. Ce livre invite le lecteur à découvrir la physique des fluides à travers des sujets très variés. Tourbillons, houle, turbulence, avalanches, mascarets, écoulements sanguins, etc. sont ainsi traités en détail, chacun en une double page illustrée. Cette nouvelle édition remise à jour comporte de nouveaux sujets, notamment "Comment réussir un ricochet", "Dans l'intimité de la mayonnaise" ou "Les secrets des argiles "

Ce que disent les fluides (2e édition)

L'enseignement de la physique à l'université et dans les classes de préparation aux grandes écoles a longtemps favorisé l'étude des lois fondamentales applicables au niveau microscopique ou encore l'étude des systèmes discrets.
L'étude des matériaux solides et liquides, du fait de leur complexité, a dû pendant longtemps être reporté à des cycles avancés de l'enseignement. Il en est résulté que des questions macroscopiques simples et d'usage courant sont restées au niveau des définitions et n'ont fait l'objet d'exercices ou d'expérimentation que dans des enseignements très spécialisés. C'est la raison pour laquelle les auteurs ont choisi d'introduire ces notions essentielles à la pratique des sciences de la matière et des sciences de la nature et de la vie, à travers des problèmes construits eux-mêmes à partir d'exemples concrets.
Les thèmes retenus constituent des éléments essentiels de la formation des étudiants.
Le livre est structuré en cinq parties, chacune étant accompagnée d'une présentation permettant d'utiliser cet ouvrage de façon autonome : cristallographie (de l'ordre au désordre) ; ondes (études de la structure de la matière) ; transport (de masse et de chaleur) ; mécanique (milieux solides et fluides) ; physique des surfaces (statique et dynamique).

Exploration De La Matiere. Structures Et Proprietes, Avec Des Exercices Corriges De Physique

Une École révolutionnaire à Paris sous la Révolution. Il survient parfois un moment de l'histoire où les scientifiques, tous domaines confondus, s'imposent dans un même mouvement de faire le point des connaissances acquises et de tracer les routes à suivre. C'est à un tel moment que nous convient les leçons de l'an III, professées au premier semestre de 1795, retranscrites par le soin de sténographes et aussitôt publiées. Dernière tentative désespérée - d'offrir à un seul cerveau une connaissance encyclopédique ordonnancée par la raison analytique, ces leçons s'interrompront lors des journées de Prairial qui mettront un point (provisoirement) final à l'expérience si riche de l'École normale. Leçons de physique, de chimie, d'histoire naturelle. Pour les cours de sciences expérimentales, on fit appel aux plus grands : Haüy le physicien cristallographe, Berthollet le médecin chimiste, Daubenton le naturaliste anatomiste. En voici enfin la riche édition critique, qui apporte un éclairage original sur ces sciences dans une période charnière et décisive. Faisant suite à la publication des leçons de mathématiques et de sciences humaines, ce troisième volume sera suivi par celui des cours de littérature et par un volume d'introduction historique générale sur l'institution de l'École normale de l'an III - l'ensemble constituant, à l'instar de l'Encyclopédie mais dans un esprit différent, un témoignage unique sur l'état du savoir à la fin du siècle des Lumières.

Livres