Mécanique générale

La mécanique générale est la porte d’entrée de toutes les disciplines techniques de l’ingénierie pétrolière : le levage d’un train de tiges par le treuil d’un appareil de forage, la rotation de la table ou du top drive, le freinage d’un camion-citerne sur la route Agadem–Zinder, la mise en mouvement du brut dans le pipeline Niger–Bénin ou le choc d’un wagon-citerne sur un butoir relèvent tous des mêmes lois. Ce cours présente la mécanique classique (newtonienne) du point matériel puis des systèmes et des solides en rotation. Il privilégie la méthode : choisir un système, un référentiel, faire le bilan des forces, appliquer la bonne loi et vérifier l’homogénéité et l’ordre de grandeur du résultat.

Objectifs d’apprentissage

• Décrire le mouvement d’un point (position, vitesse, accélération) en coordonnées cartésiennes et en mouvement circulaire.
• Énoncer et appliquer les trois lois de Newton, y compris avec frottement et plan incliné.
• Utiliser le travail, la puissance et le théorème de l’énergie cinétique pour résoudre des problèmes de levage, de pompage et de freinage.
• Appliquer la conservation de la quantité de mouvement aux collisions élastiques et inélastiques.
• Déterminer un centre de masse et un moment d’inertie, et appliquer le principe fondamental de la dynamique en rotation.

Prérequis

Mathématiques et physique du secondaire : vecteurs, trigonométrie, dérivées simples, équations du premier et du second degré, notions de force et d’énergie.

Plan du cours

1. Cinématique du point matériel
2. Lois de Newton et applications
3. Travail, énergie, quantité de mouvement et collisions
4. Systèmes de particules et corps rigides en rotation

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 0 h de travaux pratiques (TP) et 30 h de travail personnel de l’étudiant (TPE) ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (interrogations écrites de TD, devoir surveillé et quiz en ligne, 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

Bibliographie

• D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Physique 1 : Mécanique, Dunod (trad. de Fundamentals of Physics, Wiley).
• R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands, Le cours de physique de Feynman — Mécanique, Dunod.
• J.-P. Pérez, Mécanique : fondements et applications, Dunod.
• H. D. Young, R. A. Freedman, University Physics, Pearson.