Unité pédagogique

Énergies et thermodynamique

Derniere édition le: 09/12/2024

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Responsable:

BOUILLOT Baptiste

Description générale :

L'objectif de cet enseignement est de transmettre les bases de la thermodynamique afin d'appréhender les problématiques liées à l'énergie. Le fil rouge global est l'hydrogène : comment le stocker, comment le produire, comment s'en servir. Cette approche est un prétexte pour discuter les éléments indispensable pour un ingénieur non spécialisé qui aura a traiter des problématiques énergétiques d'avenir, notamment:

• L'énergie
  
• Les bilans d'énergie
• Les échanges d'énergie (mécanique, chaleur)
• Compression/détente des gaz
• Électrolyse de l'eau, pile à combustible
• Les machines thermiques, la production d'électricité
• ...

Le parcours Énergies et Thermodynamique du pôle FUSION se décompose donc en 3 thèmes:

• Thème 1: Synthèse, stockage et approvisionnement en H2
  
• Thème 2: Piles à combustibles et production H2 par electrolyse
  
• Thème 3: Machines thermiques

L'organisation est la suivante. Pour chaque thème:

• 1h30 de cours suivie de 1h30 de TD
• Cours inversés pour 1/3 de promo par groupes de 3-4 étudiants. Restitution des travaux des groupes sur une demi-journée (3h), environ 30 min par groupe + 10min d'échanges.
• Projet par binôme (6h libres encadrées), puis restitution devant la classe sur une demi-journée (3h), environ 20min par groupe + 10min d'échanges.
  

Pour terminer, un examen final de 1h30.
La notation suit le découpage suivant:

• évaluation du cours inversé (coeff. 1)
  
• évaluation du projet (coeff. 2)
  
• examen (coeff. 2)
  

Mots-clés:

thermodynamique Energie Hydrogène machines thermiques

Nombre d’heures à l’emploi du temps:

27

Domaine(s) ou champs disciplinaires:

Energétique Chimie, génie des procédés

Langue d’enseignement:

Français

Objectifs d’apprentissage:

A la fin de l’unité pédagogique, l’élève sera capable de :	Niveau de taxonomie	Priorité
Appréhender les principes fondamentaux	5. Synthétiser	Essentiel
Faire des bilans d’énergie, étudier la conversion d'énergie	5. Synthétiser	Essentiel
Comprendre les défis autour de l'H2 en terme d'optimisation et d'utilisation	2. Comprendre	Important
Comprendre et analyser les machines thermiques	4. Analyser	Important

Modalités d’évaluation des apprentissages:

Part de l'évaluation individuelle			Part de l'évaluation collective
Examen sur table :	1	%	Livrable(s) de projet :		%
Examen oral individuel :		%	Exposé collectif :	2	%
Exposé individuel :		%	Exercice pratique collectif :		%
Exercice pratique individuel :		%	Rapport collectif :		%
Rapport individuel :		%
Autre(s) : %

Programme et contenus:

Type d’activité pédagogique :	Contenu, séquencement et organisation
SEANCES 1/2/3	Thème 1 : synthèse, stockage et approvisionnement en H2 Premier et second principe de la thermodynamique , échanges d'énergie mécanique , échange de chaleur, compression/liquéfaction TD1 travail encadré pour un projet de groupe
SEANCES 4/5/6	Thème 2 : Piles à combustibles et production de H2 par électrolyse  Potentiel chimique, principe de fonctionnement : conversion d'énergie chimique en énergie électrique, calcul de rendement thermodynamique d'une cellule TD2 : Travail encadré pour projet de groupe
SEANCES 7/8/9	Thème 3 : Machines thermiques  Principes de fonctionnement et de performances de quelques machines thermiques, calcul de l''efficacité d'une machine thermique, quels cycles thermiques?  RD3 : travail encadré pour projet de groupe
SEANCE 10	Atelier de restitution collective des projets de groupe (activité évaluée)
SEANCE 11	Examen individuel 1h30