Amis physiciens à l'aide !

Bonjour à tous,

Après avoir foiré mes écrits de concours (quelle bonne idée de faire une dépression et donc d'être sous médoc qui font qu'on est déconcentrer et que le tabac perd son gout), je me retrouve à essayer de sauver les meubles en préparant les oraux. Or voilà, parmi les épreuves orales se trouve celle du TIPE. Une étude personnelle devant allier expérimentation et étude théorique et ayant un très gros coefficient. Suite à une série de tribulation que je vous épargnerais me voila à 10 jours de la remise des dossiers sans d'étude théorique faite.
Mon sujet est l'étude des rideaux de bulles dans la dépollution des cours d'eau. Je vous laisse aller voir sur internet il y a de jolie vidéo. Mon problème est que je suis assez mauvaise en physique et notamment en mécanique, surtout mécanique des fluide. Or il faudrait que je réussisse à faire un modèle permettant d'obtenir le mouvement d'une bulle dans une eau calme puis de réussir à faire un modèle indiquant les courants induit par les bulles qui permettent de dévier les déchets. J'ai beau me creuser la tête je n'arrive même pas à faire la première modélisation. Est-ce que l'un de vous serait en mesure de m'apporter son aide ? Merci infiniment !

Aie!
Désolé, je ne peux que te soutenir moralement..

Apportes un grand verre et une grande bière. Tu verses dans le verre la bière et tu ajoute quelques paillettes.

CQFD.

Désolé, je peux pas t'aider non plus même si je trouve mon idée pas si mal...

Bon courage !

Merci quand même

J’ai fait de la mécanique des fluides, je ne suis pas un pro mais pour le cheminement je veux bien apporter ma pierre à l’édifice.

Ok, j’ai un peu regardé sur le net et j’ai compris le principe. Ça ne va pas être facile car deux fluides ne nature differentes : temp, masse volumique, viscosité.

Quel est le but de ton étude? Débit ? Pression? Débit massique de l’air? Taille des bulles? Pertes de charges dans le tuyau? Longueur maxi? Etude du cout de production, installation , fonctionnement et entretien?

C’est costaud ton histoire

Le cheminement d’une bulle d’air c’est compliqué à modéliser il faudrait prendre l’hypothèse d’un corps solide indéformable, sphèrique et de masse volumique = à l’air aux CNTP ou une moyenne entre la pression à la profondeur du tuyau et la pression ATM. Avec bien sur un écoulement laminaire. Est ce possible?

Popeye Magritte a écrit:Le cheminement d’une bulle d’air .........
Avec bien sur un écoulement laminaire. Est ce possible?

J'en suis laminé  

Désolé Mek, je ne vais pas pouvoir t'aider non plus.

Oh ça me plaît la ! Je vais suivre ce fil avec plaisir !

Arrêtez je suis au bout de mes capacités et j’ai fait un feu avec mes cours ! Pour tout ce qui est formules là elle sera seule... ou pop fait une attaque cérébrale. Ça fait dix ans que j’ai pas fait ça et déja à l’époque c’était chaud.

Mais la pauvre, elle demande de l’aide, elle pourrait être ma fille alors Pop il fait ce qu’il peut...

Navier stokes, boltzmann, conservation de masse et mouvement, nombre de reynods là je jette l’éponge

Popeye Magritte a écrit:Le cheminement d’une bulle d’air c’est compliqué à modéliser il faudrait prendre l’hypothèse d’un corps solide indéformable, sphèrique et de masse volumique = à l’air aux CNTP ou une moyenne entre la pression à la profondeur du tuyau et la pression ATM. Avec bien sur un écoulement laminaire. Est ce possible?

+1 ça me semble hyper complexe pour un TIPE, donc tout simplifier au maximum si possible

Dans un second temps évoquer les paramètres à requalifier pour préciser le modèle (en 1, 2, 3 ou plus de phases)

C'est comme ça qu'on fonctionne dans les domaines les plus pointus en simulation des mouvements de fluides aujourd'hui. D'abord simple, et puis on complexifie tel ou tel paramètre.

Merci Popeye ! Evidemment je compte faire l'hypothèse d'un écoulement laminaire parce que bon de toute façon je n'ai pas beaucoup de compétence (je voulais travailler sur un amortisseur de moto moi au départ ). Je suis entrain d'essayer de comprendre les force de surface pour voir quoi en faire... Je pense aussi que je vais faire évoluer ma bulle en fonction de l'équation des gaz parfaits.
L'idée pour l'instant est d'avoir n'importe quels résultats pour avoir un truc à présenter même si dans l'idéal il devrait être comparer aux résultats de mes expériences. Qui  ne sont toujours pas faite pour un problème de caméra quand il s'agit d'avoir de la chance assurez vous toujours que je ne sois pas dans les parages. Voici mes protocoles:

Mouvement d’une bulle:
·        En absence de courant introduire le petit tuyau, pompe à air en marche pour que l’eau ne s’y infiltre pas, dans un orifice de la paroi
·        Filmer avec la caméra à 400 images/seconde les bulles
·         Par pointage vidéo estimer la taille d’une bulle et déterminer sa trajectoire ainsi que sont espacement avec les autres bulles
·        Refaire de même avec une autre bulle
·        Déterminer le diamètre moyen des bulles, leur trajectoire et leur espacement
·        Reproduire l’expérience avec le gros tuyau
 
è Si pas de différence entre les tuyaux faire la suite avec uniquement le gros (comble mieux les orifices)
 
Courants induits:
·        Introduire le petit tuyau, pompe à air en marche pour que l’eau ne s’y infiltre pas, dans le premier orifice de la paroi
·        Filmer avec la caméra à 400 images/seconde
·        Déposer une goute d’encre afin de voir le courant créer par les bulles
·        Réitérer l’expérience en  mettant la goutte d’encre à différentes profondeurs
·        Déterminer sa trajectoire par pointage vidéo
·        Faire de même dans les autres orifices
·        Faire de même avec le gros tuyau
 
Protocole principal:
·        Placer le plus petit tuyau, pompe à air en marche pour que l’eau ne s’y infiltre pas, dans le premier orifice de la paroi avec un angle de 45° par rapport à celle-ci
·        Allumer la pompe d’aquarium
·        Prendre le premier type de déchet et les mettre en amont du rideau de bulles
·        Filmer leur trajectoire
·        Refaire le test trois fois
·        Par une succession de test obtenir l’angle maximal par rapport à la paroi inférieur à 90°, permettant de guider les déchets vers un bord du canal s’il existe
·        Reproduire l’expérience avec chaque type de déchet
·        Reproduire l’expérience avec les deux autres orifices de la paroi
·        Reproduire l’expérience avec le gros tuyau
·        Comparer les résultats afin de déterminer l’efficacité du rideau sur les différents déchets en fonction des paramètres étudiés
·        Par pointage vidéo déterminer la trajectoire des déchets

faire une deuxième ranger de trou sur un tuyau et refaire les expériences

Munch a écrit:

Popeye Magritte a écrit:Le cheminement d’une bulle d’air c’est compliqué à modéliser il faudrait prendre l’hypothèse d’un corps solide indéformable, sphèrique et de masse volumique = à l’air aux CNTP ou une moyenne entre la pression à la profondeur du tuyau et la pression ATM. Avec bien sur un écoulement laminaire. Est ce possible?

+1 ça me semble hyper complexe pour un TIPE, donc tout simplifier au maximum si possible

Dans un second temps évoquer les paramètres à requalifier pour préciser le modèle (en 1, 2, 3 ou plus de phases)

C'est comme ça qu'on fonctionne dans les domaines les plus pointus en simulation des mouvements de fluides aujourd'hui. D'abord simple, et puis on complexifie tel ou tel paramètre.

Ah mais je confirme, c'est la galère ce truc... mais bon ça à plus à mes profs...

Popeye Magritte a écrit:Arrêtez je suis au bout de mes capacités et j’ai fait un feu avec mes cours ! Pour tout ce qui est formules là elle sera seule... ou pop fait une attaque cérébrale. Ça fait dix ans que j’ai pas fait ça et déja à l’époque c’était chaud.

Mais la pauvre, elle demande de l’aide, elle pourrait être ma fille alors Pop il fait ce qu’il peut...

Navier stokes, boltzmann, conservation de masse et mouvement, nombre de reynods là je jette l’éponge

Héhé pour l'instant les formules ont l'effet de me faire sombrer dans le sommeil  Ca va encore me faire rire deux jours après je vais pleurer pour augmenter ma dose de prozac.
Comment je suis tombée aussi bas moi déjà ?

Voici le CV d'une pointure.
Tu peux toujours tenter de le contacter.

Bon courage !

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Surmenage en est surement le déclancheur les causes sont toujours plus profondes, dans plusieurs phases de ma vie je me suis lancé dans des défis de folie et bien je m’en suis toujours sorti car un jour une personne que j’estime beaucoup m’a suggéré une chose fondamentale : REGARDE TOUJOURS CE QUE TU AS REALISÉ ET JAMAIS CE QUI RESTE A FAIRE. Et du haut de tes vingts ans je suis sur que tu en as réalisé des choses. Tu te rends compte sur quoi tu planches ! D’autres ne savent même pas que ça existe ce genre d’études. Alors même si tu te plantes (ce que je ne te souhaite pas) regarde où tu en es imagine ce que d’autres diraient d’une étudiente comme toi. Si mes enfants arrivent un jour jusqu’a la je serais extrêment fier d’eux si ils excellent ailleurs je serais tout aussi fier.

Courage MeK! Un jour tout ceci sera derrière toi et tu pourras profiter comme tu l’entends

Je ne connais pas les critères de notation des TIPE, mais il me semble que la démarche est valorisée plus que le résultat (comme en recherche). Il me semble que tu peux requalifier tes doutes d'hypothèses et tes manques de connaissance de recherche exploratoire dans l'état de l'art.
Un résultat foireux, c'est toujours un résultat si on sait le reproduire dans les mêmes circonstances.

Popeye Magritte a écrit:Surmenage en est surement le déclancheur les causes sont toujours plus profondes, dans plusieurs phases de ma vie je me suis lancé dans des défis de folie et bien je m’en suis toujours sorti car un jour une personne que j’estime beaucoup m’a suggéré une chose fondamentale : REGARDE TOUJOURS CE QUE TU AS REALISÉ ET JAMAIS CE QUI RESTE A FAIRE. Et du haut de tes vingts ans je suis sur que tu en as réalisé des choses. Tu te rends compte sur quoi tu planches ! D’autres ne savent même pas que ça existe ce genre d’études. Alors même si tu te plantes (ce que je ne te souhaite pas) regarde où tu en es imagine ce que d’autres diraient d’une étudiente comme toi. Si mes enfants arrivent un jour jusqu’a la je serais extrêment fier d’eux si ils excellent ailleurs je serais tout aussi fier.

Courage MeK! Un jour tout ceci sera derrière toi et tu pourras profiter comme tu l’entends

Il m'a fait du bien ton message Popeye merci !

Munch a écrit:Je ne connais pas les critères de notation des TIPE, mais il me semble que la démarche est valorisée plus que le résultat (comme en recherche). Il me semble que tu peux requalifier tes doutes d'hypothèses et tes manques de connaissance de recherche exploratoire dans l'état de l'art.
Un résultat foireux, c'est toujours un résultat si on sait le reproduire dans les mêmes circonstances.

Oui je vais faire ca du mieux que je peux.

Oula pas pouvoir aider mais force a toi l amie dans tous les cas je suis sur tu trouveras ta voix

Si j'étais pas raide comme une saillie, je me serais donné beaucoup de mal pour trouver peu de mots, lourds de sens.

Oui, j'ai grand foi en ma version sobre. 

Edit : J'ai lu le message de Pop' et je me suis senti très con.

roark a écrit:Si j'étais pas raide comme une saillie, je me serais donné beaucoup de mal pour trouver peu de mots, lourds de sens.

Oui, j'ai grand foi en ma version sobre. 

Edit : J'ai lu le message de Pop' et je me suis senti très con.

  

Je rejoins les copains pour un peu de soutien moral virtuel, ton sujet est très intéressant mais en effet pas facile à aborder ! 

Je ne sais pas ce dont tu disposes comme moyens expérimentaux et aide éventuelle, mais il me semble qu'il vaudrait mieux simplifier au maximum (au moins dans un premier temps), ne pas multiplier les différentes configurations d'essais, avancer par étape et ne pas se fixer d'objectifs trop ambitieux compte tenu du délai dont tu disposes. 
Avant d'attaquer la validation expérimentale il te faut te poser des questions "théoriques" que tu cherches à valider. 
Est-ce que la taille des bulles te semble primordial sur leur vitesse pour générer un mouvement de convection ? Est-ce que la densité de bulles du rideau a une influence de premier ordre compte tenu de la taille des déchets que tu souhaites guider ? 
J'imagine que c'est ce que tu cherches à démontrer éventuellement. 
Comme le disait Munch, des résultats de manip qui foirent ça arrive tout le temps, l'idéal étant de savoir expliquer pourquoi ou en tout cas d'émettre des hypothèses un tout petit peu argumentées 
T'es profs comprendront bien que tu ne pourras pas tout traiter et expliquer avec un sujet aussi complexe dans le cadre d'un TIPE. 

Fais gaffe au traceur graphique avec de l'encre, au bout de 2 gouttes tout sera dilué avec le mouvement du fluide et tu risques de ne plus voir grand chose, sans parler de la nécessité que ton dispositif d'introduction de l'encre soit bien hermétique car ça va "baver" par capillarité dès l'introduction de l'orifice dans l'eau (j'ai cru lire que tu comptais introduire l'encre à plusieurs profondeurs).
Tu pourrais peut-être utiliser une petite bille de polystyrène que tu introduirais à différentes positions ? (avec une pince brucelle de grande taille par exemple) 
Son mouvement (relatif au rideau de bulles) sera plus facile à suivre et filmer qu'une goutte d'encre qui va se diluer très rapidement. 

Côté mise en équation du problème, il te faudra comme dit précédemment simplifier au maximum en posant un certain nombre d'hypothèses : fluide incompressible, non dissipatif, non visqueux, pas de gradient de température, écoulement laminaire, etc.
Je n'y connais pas grand chose mais il y a peut-être des choses à piocher du côté des équations décrivant les mouvements de convection en faisant des analogies entre le mouvement de convection dû à un gradient de température et une vitesse d'écoulement dans ton cas ? 

Mes cours de méca flu remontent à trop longtemps, j'avoue que j'ai fait un reset sur pas mal d'aspects théoriques, mais j'ai monté pas mal de manips pour des industriels ces dernières années, les galères de protocoles expérimentaux (avec des fluides) m'ont bien fait suer 

Bref, j'espère ne pas avoir dit trop de con......., n'hésite pas si tu as besoin d'aide ou de support moral 

Omnivisibilis a écrit:Je rejoins les copains pour un peu de soutien moral virtuel, ton sujet est très intéressant mais en effet pas facile à aborder ! 

Je ne sais pas ce dont tu disposes comme moyens expérimentaux et aide éventuelle, mais il me semble qu'il vaudrait mieux simplifier au maximum (au moins dans un premier temps), ne pas multiplier les différentes configurations d'essais, avancer par étape et ne pas se fixer d'objectifs trop ambitieux compte tenu du délai dont tu disposes. 
Avant d'attaquer la validation expérimentale il te faut te poser des questions "théoriques" que tu cherches à valider. 
Est-ce que la taille des bulles te semble primordial sur leur vitesse pour générer un mouvement de convection ? Est-ce que la densité de bulles du rideau a une influence de premier ordre compte tenu de la taille des déchets que tu souhaites guider ? 
J'imagine que c'est ce que tu cherches à démontrer éventuellement. 
Comme le disait Munch, des résultats de manip qui foirent ça arrive tout le temps, l'idéal étant de savoir expliquer pourquoi ou en tout cas d'émettre des hypothèses un tout petit peu argumentées 
T'es profs comprendront bien que tu ne pourras pas tout traiter et expliquer avec un sujet aussi complexe dans le cadre d'un TIPE. 

Fais gaffe au traceur graphique avec de l'encre, au bout de 2 gouttes tout sera dilué avec le mouvement du fluide et tu risques de ne plus voir grand chose, sans parler de la nécessité que ton dispositif d'introduction de l'encre soit bien hermétique car ça va "baver" par capillarité dès l'introduction de l'orifice dans l'eau (j'ai cru lire que tu comptais introduire l'encre à plusieurs profondeurs).
Tu pourrais peut-être utiliser une petite bille de polystyrène que tu introduirais à différentes positions ? (avec une pince brucelle de grande taille par exemple) 
Son mouvement (relatif au rideau de bulles) sera plus facile à suivre et filmer qu'une goutte d'encre qui va se diluer très rapidement. 

Côté mise en équation du problème, il te faudra comme dit précédemment simplifier au maximum en posant un certain nombre d'hypothèses : fluide incompressible, non dissipatif, non visqueux, pas de gradient de température, écoulement laminaire, etc.
Je n'y connais pas grand chose mais il y a peut-être des choses à piocher du côté des équations décrivant les mouvements de convection en faisant des analogies entre le mouvement de convection dû à un gradient de température et une vitesse d'écoulement dans ton cas ? 

Mes cours de méca flu remontent à trop longtemps, j'avoue que j'ai fait un reset sur pas mal d'aspects théoriques, mais j'ai monté pas mal de manips pour des industriels ces dernières années, les galères de protocoles expérimentaux (avec des fluides) m'ont bien fait suer 

Bref, j'espère ne pas avoir dit trop de con......., n'hésite pas si tu as besoin d'aide ou de support moral 

Merci bien pour tous ces conseils ! Bon demain en rentrant de cours, je verrais ce que je peux faire. Je viens de trouver une thèse intéressante sur les colonnes de bulles qui m'a éclairer sur les forces en jeu dans mon système et donc les hypothèse à faire.

J'ai enfin fini mes manips ! Reste plus qu'à faire le pointage des vidéo... ça va être long et je dois tout finir pour lundi et reste les calculs, j'espère que vous vous amusez plus que moi.

Forza!

Courage Mek !! Les derniers details sont toujours les plus lourd , mais ca va le faire t'es une Warrior   

Et puis si tu flanche un peu , tu bourre ta pipe et tu prends ton temps pour mieux redémarrer.