Physical Hydrodynamics

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

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'œuvre. 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)

Cet ouvrage est le premier de deux tomes consacrés aux actions de Culture Scientifique, Technique et Industrielle (CSTI) en France depuis les années 60. Il relate l'émergence des Centres de CSTI et met ce mouvement en perspective avec les actions qui se développent dans l'éducation populaire et dans les musées scientifiques et techniques.

Hier pour demain : une mémoire de la culture scientifique, technique et industrielle - Premières "rencontres Michel Crozon"

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 infiniment complexes qui peuplent notre quotidien. Et l'on découvre que, derrière une apparente banalité, se cachent en fait des mécanismes et des organisations que les approches récentes de l'ordre du chaos nous permettent de mieux comprendre. C'est aussi à une nouvelle exploration de la matière en grains, dont l'importance économique est considérable, que nous invite ce livre.

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)

Pourquoi les rivières dessinent-elles des méandres ? D'où viennent les lignes lumineuses au fond des piscines ? Combien de temps faut-il pour façonner un galet ? À quoi tient l'efficacité d'un peloton cycliste ? Pourquoi la mer mousse-t-elle ? 

Nous vivons au rythme de spectacles éphémères. Certains sont brefs, comme les rides à la surface de l'eau, le vacillement d'une flamme ou ces points lumineux qui scintillent sur l'océan. D'autres sont plus longs, comme le bourgeonnement d'un cumulus avant l'orage, le patient polissage d'un galet ou le dessin changeant des méandres d'une rivière. D'autres encore se déroulent sur des temps qui échappent à nos sens, à l'instar du soulèvement d'une montagne, de la formation d'une mer ou d'un désert. 

Tous ces phénomènes ont en commun une science subtile et merveilleuse : la physique des fluides, qui sculpte et anime la matière. En une trentaine de sujets magnifiquement illustrés, les auteurs révèlent les fils invisibles qui régissent ce ballet ininterrompu. Chemin faisant, ils montrent aussi que la beauté du monde doit beaucoup à son impermanence.

L'impermanence du monde - La physique de l’éphémère

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.

Physical Hydrodynamics

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