TRAVAUX D'ELEVES DE LA FORMATION D'INGENIEUR HYDRAULIQUE & MECANIQUE DES FLUIDES

Olivier Thual

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Olivier Thual. TRAVAUX D'ELEVES DE LA FORMATION D'INGENIEUR HYDRAULIQUE & MECANIQUE DES FLUIDES. La Houille Blanche - Revue internationale de l'eau, 2009, 87 (2), pp.33-35. 10.1051/lhb/2001020. hal-04740181

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Submitted on 16 Oct 2024

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# TRAVAUX D'ELEVES DE LA FORMATION D'INGENIEUR

## HYDRAULIQUE & MECANIQUE DES FLUIDES

Olivier THUAL
INPT/ENSEEIHT*

## RESUME

Un ensemble de travaux d'élèves de la formation d'ingénieur « Hydraulique & Mécanique des Fluides » de l'INPT/ENSEEIHT est consultable sous forme de pages INTERNET. L'enseignement de la « mécanique des fluides numérique » combine la connaissance des méthodes numériques de résolution des équations aux dérivées partielles avec le développement ou la maîtrise des codes industriels. Des exemples illustratifs sont indiqués.

## ABSTRACT

A series of student works of the "Hydraulics & Fluid Mechanics" engineer training program of INPT/ENSEEIHT is readable as INTERNET pages. The training on "computational fluid mechanics" combines the knowledge of numerical methods for solving partial differential equations with the development or the mastering of industrial codes. Illustrative examples are given.

## I. UN SITE INTERNET A CONSULTER

L'ENSEEIHT (Ecole Nationale Supérieure d'Electrotechnique, d'Electronique, d'Informatique et d'Hydraulique de Toulouse) est une école d'ingénieur pluridisciplinaire qui offre plusieurs formations d'ingénieurs. La formation d'ingénieur « Hydraulique & Mécanique des Fluides » bénéfice du potentiel des autres formations, en particulier dans le domaine de l'informatique. L'enseignement de la « mécaniques de fluides numériques » occupe une place croissante dans la formation. Cet enseignement est présent dans les options de spécialisation traditionnelles du département (Energétique & Mécanique des Fluides, Sciences de l'Eau & Environnement, Fluides & Procédés) et fait aussi l'objet de formations spécifiques comme l'Option « Mécaniques des Fluides Numériques » ou le Mastère Spécialisé « Calcul Scientifique à Haute Performance ».

Les pages WEB du site INTERNET « http://www.enseeiht.fr/travaux/cdroms.htm » regroupent, depuis 1995 [1], les travaux d'élèves remis sous forme électronique dans le cadre des enseignements des options de troisième année « Sciences de l'Eau & Environnement » et « Mécanique des Fluides Numérique » ainsi que du Mastère « Calcul Scientifique à Haute Performance ». Ces pages donnent un aperçu concret du contenu de certaines de ces formations et fournissent des exemples d'utilisation de codes industriels. Quelques exemples illustratifs tirés de ces pages sont exposés dans ce qui suit.
## II. LES SCIENCES DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT

Une moitié environ des travaux présentés se rapportent aux sciences de l'eau et de l'environnement. L'enseignement intitulé « Bureaux d'Etudes Industrielles » (BEI) permet aux étudiants de réaliser un mini-projet pendant la scolarité de troisième année qui précède le stage de fin d'étude. Ce BEI est l'occasion de faire une synthèse des enseignements de la formation, à travers la réalisation d'un travail qui préfigure le métier de l'ingénieur. Le travail en groupe, l'initiative personnelle, la présentation orale ainsi que l'entraînement à d'autres aspects caractéristiques du métier d'ingénieur sont favorisés lors de cet enseignement. Le recours à la simulation numérique a naturellement une place importante dans ces mini-projets. Des exemples de travaux d'élèves, extraits des BEI des cinq dernière années, sont présentés ici.

La figure 1 représente une simulation numérique de la réfraction de houle sur le littoral situé près de la ville de Sète. Cette simulation a été réalisée par un groupe d'élèves qui a choisi d'effectuer une étude d'impact relative à la construction de brise-lames.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>**Figure 1 :** Simulation numérique de la réfraction de houle sur le littoral de Sète. Utilisation du module ARTEMIS du code industriel TELEMAC.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Figure 2 :** Simulation numérique de la marée dans la baie du Mont Saint-Michel. Utilisation du code industriel TELEMAC-2D. Niveau de la surface libre : a) marée basse b) marée haute.</figcaption></figure>
La figure 2 représente une simulation numérique de l'évolution du niveau de la mer dans la Baie du Mont Saint-Michel en fonction de la marée. Cette simulation a été réalisée par un groupe d'élèves qui a choisi d'effectuer une étude d'impact relative à la suppression de la digue-pont.

### III. LA MECANIQUE DES FLUIDES NUMERIQUES

La maîtrise et le développement des codes industriels fait partie des objectifs des enseignements de la formation d'ingénieur. L'enseignement « Maîtrise des Codes Industriels et Parallélisme » (MCIP) permet aux étudiants de réaliser des petits projets visant à installer, explorer ou utiliser une large gamme de codes (TELEMAC, FLUENT, AVBP, ESTET-ASTRID, STAR-CD, ATHOS, ECLIPSE, etc.).

La figure 3 représente l'écoulement autour de véhicules idéalisés terrestres ou aériens animés d'une vitesse proche de la vitesse du son.

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>**Figure 3** : Simulation numérique d'écoulements compressibles à l'aide du code d'aérodynamique AVBP : a) véhicule terrestre, b) ailes d'avion.</figcaption></figure>

La figure 4 représente une simulation d'un écoulement compris entre deux cylindres tournant autour de leur axe. Le code généraliste de mécanique des fluides FLUENT est utilisé pour mettre en évidence l'instabilité de Taylor-Couette.

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>**Figure 4** : Simulation numérique de l'instabilité de Taylor-Couette à l'aide du code FLUENT. Isovaleurs de la vitesse radiale.</figcaption></figure>

### REFERENCES :

[1] http://www.enseeiht.fr/travaux/cdroms.htm, travaux des élèves de la formation d'ingénieur « Hydraulique & Mécanique des Fluides ». Webmaster O. Thual (1995 / 2000).