Il s’agit d’un cours d’hydrodynamique et magnétohydrodynamique (MHD) d’un niveau L2 et L3 en physique (BAC + 2/+3).
Ce nouveau cours en ligne fait partie de la série de MOOCs (Astro)Physique de l’Observatoire de Paris dont l’objectif est de donner les bases nécessaires en physique pour aborder l’astrophysique.
Le cours se déroule pendant six semaines avec la mise à disposition de nouveaux contenus chaque semaine ;
Le temps de travail estimé est de 4 heures par semaine.
À la fin du cours, vous aurez deux semaines supplémentaires pour (terminer de) réaliser la totalité des exercices et obtenir l’attestation de suivi avec succès.
A partir du 26 avril 2017, est proposé un pré-MOOC de deux semaines avec les notions d’analyse vectorielle indispensables à la compréhension de ce cours.
L’équipe pédagogique vous accompagnera sur la totalité des 10 semaines.
Prérequis
Pour le suivre, il est recommandé d’avoir :
- en mathématiques : des notions de géométrie (repère cartésien, vecteur, norme) de trigonométrie et d’analyse (fonctions à plusieurs variables, intégration, équations différentielles) et d’analyse vectorielle (voir pré-MOOC),
- en physique : des notions de cinématique (vitesse et accélération), de dynamique (force, travail, puissance), d’électricité (courant, intensité) et des notions sur les champs magnétiques.
Possibilité d’une mise à niveau préalable
Nous proposons un pré-MOOC de deux semaines avec les notions d’analyse vectorielle indispensables à la compréhension de ce cours.
A partir du 26 avril 2017, il est possible d’accéder à des ressources d’analyse vectorielle.
En particulier :
• sur les opérateurs (divergence, gradient, rotationnel) ;
• sur les théorèmes de Stokes et d’Ostrogradski.
Ces notions sont nécessaires pour une bonne compréhension du cours d’hydrodynamique.
Bande annonce
Descriptif du cours
L’hydrodynamique explique les mouvements des fluides sous l’influence de forces comme la pression ou la gravité. Lorsque les mouvements se font en présence de champ magnétique, dans un gaz ionisé appelé "plasma" et comportant des courants électriques, on parle de "magnéto-hydrodynamique" ou MHD.
Dans la première partie du MOOC, nous étudierons les mouvements des fluides puis l’effet des forces à partir de l’équation d’Euler. Nous traiterons les écoulements incompressibles avec la loi de Bernoulli. Nous rappellerons quelques notions de thermodynamique nous permettant d’introduire les bilans énergétiques.
Dans la seconde partie, nous examinerons l’influence du champ magnétique (présent dans les étoiles ou les machines de laboratoire telles les tokamaks) et aborderons la notion de reconnexion magnétique.
Pour finir, nous aborderons la propagation des ondes acoustiques ou magnétiques dans un fluide, sans oublier les chocs hydrodynamiques.
De nombreux exemples d’hydrodynamique seront tirés de la vie courante ou du soleil qui constitue un formidable laboratoire de MHD.
Collection "Comprendre et Structurer l’Univers"
Ce cours de physique, de niveau L2/L3, est le deuxième d’une série de cours dédiés à la Physique permettant d’acquérir les bases nécessaires pour comprendre plus en profondeur l’astrophysique.
Cette série vient appuyer la collection de MOOCs thématiques "Comprendre et Structurer l’Univers" à venir, proposée par l’Observatoire de Paris et PSL.
Cette collection est réalisée par G. Bessou et T. Boulogne de la cellule TICE de l’Observatoire de Paris.
Elle est coordonnée par C. Balkowski et M. Puech, astronomes à l’Observatoire de Paris.
Dernière modification le 21 décembre 2021