Fondements de la mécanique des milieux continus
Jean Garrigues
Lavoisier
Avant-propos
9
Première partie. Algèbre et analyse tensorielle
13
Chapitre 1. Algèbre tensorielle
15
1.1. Convention de sommation d'Einstein15
1.2. Algèbre vectorielle19
1.3. Tenseurs euclidiens réels22
1.4. Tenseur métrique32
1.5. Tenseur d'orientation dans V334
1.6. Tenseurs du second ordre36
1.7. En bref...54
Chapitre 2. Fonctions tensorielles
55
2.1. Dérivées temporelles de tenseurs d'ordre p55
2.2. Fonctions scalaires d'une variable tensorielle56
2.3. Fonctions scalaires de plusieurs tenseurs62
2.4. Fonctions tensorielles d'arguments tensoriels65
2.5. En bref...66
Chapitre 3. Champs tensoriels dans Epsilon367
3.1. Notation pour les dérivées partielles par rapport aux coordonnées67
3.2. Système de coordonnées68
3.3. Base naturelle d'un système de coordonnées70
3.4. Champ tensoriel différentiable73
3.5. Éléments différentiels75
3.6. Gradient d'un champ scalaire77
3.7. Champs vectoriels78
3.8. Champs tensoriels du second ordre83
3.9. Champs tensoriels du troisième ordre88
3.10. Applications89
3.11. En bref...97
3.12. Conclusion sur la première partie98
Deuxième partie. Cinématique des milieux continus
99
Chapitre 4. Concepts fondamentaux de la MMC
101
4.1. Observateurs en physique classique102
4.2. Le modèle milieu continu tridimensionnel104
4.3. Descriptions du mouvement d'un milieu continu110
4.4. Outils d'analyse du mouvement116
4.5. Intégrales sur des domaines126
4.6. Dérivée temporelle d'intégrales127
4.7. En bref...130
Chapitre 5. Déformation d'un milieu continu
131
5.1. Déformation entre deux instants131
5.2. Dilatation linéique et déviation134
5.3. Tenseurs de déformation «lagrangiens»136
5.4. Tenseurs de déformation «eulériens»138
5.5. Comparaisons entre les différents tenseurs de déformation140
5.6. Distorsion de deux directions matérielles140
5.7. Dilatation surfacique141
5.8. Dilatation volumique144
5.9. Tenseur des petites perturbations146
5.10. Changements d'observateur150
5.11. En bref...155
Chapitre 6. Vitesses de déformation
157
6.1. Gradient eulérien du champ des vitesses157
6.2. Taux de dilatation linéique158
6.3. Vitesse de déviation159
6.4. Vitesse de distorsion160
6.5. Taux de dilatation surfacique161
6.6. Taux de dilatation volumique161
6.7. Déformation et taux de déformation162
6.8. Tenseur tourbillon163
6.9. Compatibilité des taux de déformation164
6.10. Changements d'observateur164
6.11. En bref...168
Troisième partie. Principes fondamentaux
169
Chapitre 7. Conservation de la masse
173
7.1. Concept de masse173
7.2. Conservation de la masse pour un domaine matériel174
7.3. Forme locale du principe de la conservation de la masse174
7.4. Conservation de la masse pour un domaine géométrique175
7.5. Intégrales de masse175
7.6. En bref...177
Chapitre 8. Principe fondamental de la mécanique
179
8.1. Condensé de mécanique générale179
8.2. Application aux milieux continus182
8.3. Principe fondamental de la mécanique pour un domaine matériel183
8.4. Efforts intérieurs dans un milieu continu184
8.5. Forme locale du principe fondamental de la mécanique191
8.6. Puissance des efforts intérieurs193
8.7. Principe fondamental de la mécanique pour un domaine géométrique194
8.8. Forme conservative du principe fondamental de la mécanique195
8.9. Formulation intégrale des équations de mouvement196
8.10. Autres tenseurs de contraintes197
8.11. Changements d'observateur197
8.12. En bref...198
Chapitre 9. Thermodynamique en MMC
199
9.1. Variables d'état indépendantes199
9.2. Évolution thermodynamique201
9.3. Fonction d'état thermodynamique202
9.4. Objectivité et variables d'état203
9.5. En bref...207
Chapitre 10. Premier principe de la thermodynamique
209
10.1. Énoncé général209
10.2. Conservation de l'énergie pour un domaine matériel210
10.3. Forme locale de la conservation de l'énergie212
10.4. Conservation de l'énergie pour un domaine géométrique214
10.5. Changements d'observateur215
10.6. En bref...215
Chapitre 11. Second principe de la thermodynamique
217
11.1. Énoncé classique217
11.2. Second principe pour un domaine matériel218
11.3. Forme locale du second principe219
11.4. Second principe pour un domaine géométrique222
11.5. Changements d'observateur222
11.6. Exploitation du second principe223
11.7. Nécessité de l'existence d'une loi de comportement thermique224
11.8. Chaleurs massiques locales dans une évolution225
11.9. En bref...225
11.10. Conclusion sur la troisième partie226
Quatrième partie. Exemples de modèles de milieux continus
229
Chapitre 12. Fluides simples
231
12.1. Définition d'un fluide simple231
12.2. Exploitation du second principe de la thermodynamique231
12.3. Fluides simples newtoniens234
12.4. Un exemple de fluide : les gaz parfaits235
12.5. Un autre exemple : les liquides idéaux236
Chapitre 13. Élasticité
237
13.1. Solide élastique isotrope237
13.2. Exploitation du second principe238
13.3. Solide élastique isotrope transverse242
13.4. Visco-élasticité de Kelvin-Voigt243
Chapitre 14. Conclusion
245
Index
247