Le cours introduit les bases de la thermodynamique appliquée au secteur de l'énergie, en partant des systèmes idéaux pour développer ensuite les systèmes réels et leur modélisation. Les applications visées sont celles de la génération, la récupération, le stockage et la conversion d'énergie. Les aspects de l'efficacité énergétique, de la réduction de l'intensité carbone et de l'intégration des renouvelables dans le mix énergétique seront particulièrement développés. 

• Bases de thermodynamique

• Les machines thermiques pour la production et la récupération d'énergie

  • cycle de Rankin ; cycle de Rankin organique ; cycle de Brayton

  • pompe à chaleur ; refroidisseur à absorption et à adsorption

• Thermodynamique des systèmes non idéaux : 

  • liquides non idéaux : équations d'état ; modèles d'énergie libre d'excès

  • solutions d'électrolytes : électrolytes pour batteries ; modèles de solutions d'électrolyte

  • équilibres de phases ; matériaux à changement de phase pour le stockage d'énergie thermique

• Efficacité énergétique

  • analyse exergétique

  • intégration thermique des procédés

Le réseau électrique à fort taux de pénétration des sources d’énergies renouvelables (ENR) avec les nouveaux usages de l’électricité, comme les véhicules électriques, nécessite une réelle modernisation du réseau électrique, en évoluant vers un réseau intelligent ou « smart grid».

Ce cours fournit une connaissance sur

le contexte de smart grid

l’architecture, le fonctionnement, le calcul et la simulation de réseau électrique

les technologies des ENR (PV, Eoliennes) et l’intégration des ENR au réseau : impacts

les technologies et l’intégration du stockage d’énergie au réseau

l’intégration des véhicules électrique au réseau

la stabilité du réseau à fort taux des ENR

les solutions intelligentes : les contrôles et les stratégies de gestion optimale des sources EnR (EMS)

les protections intelligentes

la gestion intelligente de consommation (Demand/Response)

Microgrid et supegrid (HVDC)

Scada et l’interopérabilité

Le marché …

Ce cours apporte les compétences de bases de la méthodologie d'analyse du cycle de vie (ACV). L'usage de cette méthodologie est de plus en plus fréquent, en lien avec l'évolution des exigences réglementaires et l'intérêt grandissant des donneurs d'ordre et de la société civile pour les questions environnementales. Depuis la réalisation d'études sur les matériaux (e.g. Fiches de Déclaration Environnementales et Sanitaires) à l'évaluation d'un bâtiment ou d'un quartier (écoconception ou certification) en passant par l'évaluation des infrastructures et des espaces publics, les ingénieurs auront de plus en plus à commander, coordonner, réaliser ou simplement participer à des évaluations environnementales par analyse du cycle de vie.

Ce cours pour objectifs de leur apporter des éléments en vue de maîtriser les bases de cette méthode afin d'être capable, sous la direction d'un chef de projet expérimenté, de mener une étude ACV et d'analyser une étude existante.

Les nouveaux moyens de production et de stockage d'énergie font appel au développement de nouveaux matériaux, qu'ils soient fonctionnels ou structurels.

Dans la première partie de ce cours, seront abordés les propergols solides et liquide.

Outre les aspects techniques/technologiques (principe de fonctionnement des fusées, satellites, statoréacteurs, etc..) qui seront abordés dans le cadre de ce cours, deux aspects seront principalement traités : la libération d’énergie (combustion) et les propriétés mécaniques (mécanique des fluides et mécanique des solides).

La seconde partie se consacre plus précisément aux matériaux pour :

• le photovoltaïque : 

  • semiconducteurs ; jonction PN 

  • silicium monocristallin, polycristallin, amorphe 

  • matériaux innovants (pérovskites)

• les batteries :

  • matériaux d'électrodes : problèmes de cyclabilité, vieillissement ; densité énergétique

  • électrolytes gels et solides

• les piles à combustible :

  • PAC basse température : membranes, catalyseurs

  • PAC haute température : céramiques iono-conductrices

Les aspects de performances, de sécurité, de coût et de recyclabilité en fin de vie, liés au choix des matériaux dans ces différentes applications sont développés.

Méthodologie du commentaire de documents en histoire ancienne, étude de la "période impériale", de la fin de la République romaine à la dynastie des Sévères