Établissements
INP - ENSEEIHT
Présentation
Programme
M2 Energie Electrique - Conversion, Matériaux, Dév. durable
M2 E2-CMD Semestre 9
30Au choix : parmi 3
Parcours TAEE (E2-CMD) sem 9
Parcours TEMA (E2-CMD) sem 9
Physique des dispositifs électromagnétiques
Conversion électromécanique de l'énergie
Conception des machines et des actionneurs électromécaniques
TER Modélisation Num. et Dimensionnement des Mach. Elect.
Conception mécanique des convertisseurs électromécaniques
Générateurs électriques
Caractérisation d'un capteur de vitesse
Optimisation statique : Conc. par optimi. des actionneurs
Théorie et technique de bobinages des machines électriques
5h
Architecture des systèmes mécatroniques
Contrôle, Surveillance et Diagnostic des systèmes
Mécatronique appliquée
Métier de l'ingénieur
UE Conception Intégration de Puissance et Matériaux
6UE Diélectriques et Isolation
6
Parcours Eco-Energie (E2-CMD) sem 9
M2 E2-CMD Semestre 10
30
M2 Energie Electrique - Conversion, Matériaux, Dév. durable
Établissement
INP - ENSEEIHT
M2 E2-CMD Semestre 9
ECTS
30
Établissement
INP - ENSEEIHT
Parcours TAEE (E2-CMD) sem 9
Établissement
INP - ENSEEIHT
SYSTEMES ET RESEAUX (SRP)
Établissement
INP - ENSEEIHT
Conception par optimisation et système
Établissement
INP - ENSEEIHT
Partie : Conception par optimisation
Introduction à l'optimisation
- Contexte et importance de l'optimisation
- Formulation d'un problème d'optimisation
- Classification des méthodes d'optimisation
Méthodes d'optimisation unidimensionnelles
- Méthodes d'intervalles (dichotomie, Fibonacci, nombre d'or)
- Méthodes d'interpolation
- Recherche du passage par zéro de la dérivée
Méthodes d'optimisation multidimensionnelles
- Méthodes analytiques : gradient, gradient accéléré, gradient conjugué, Gauss-Newton, Quasi-Newton (BFGS, DFP)
- Heuristiques géométriques : Méthodes de Gauss-Seidel, Powell, Hooke & Jeeves, Nelder & Mead
- Méthodes stochastiques : Random Walk, recuit simulé, algorithmes évolutionnaires, méthodes de nichage, essaims particulaires
Optimisation sous contraintes
- Formalisation du Lagrangien
- Condition d'optimalité de KKT
- Méthodes de pénalisation
Optimisation multiobjectif
- Optimalité au sens de Pareto
- Classification des méthodes d'optimisation multiobjectif
- Méthodes de pondération, objectif idéal, objectifs bornés, lexicographique, logique floue
Applications en Génie Electrique
- Optimisation d'un connecteur HT
- Identification de paramètres
- Dimensionnement optimal d'une locomotive hybride
- Optimisation d'une chaîne éolienne passive
Partie : Conception système
SEA, Hybridation, Réseaux Embarqués
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
10,5h
En plus des théories relatives à l'hybridation et à la gestion d'énergie des systèmes multi-sources, le cours est basé sur plusieurs exemples de systèmes énergétiques hybrides issus du retour d'expérience du laboratoire Laplace dans ce domaine de recherche. Ces exemples concernent en particulier le domaine de transport (l'aéronautique, le ferroviaire et le routier).
Conditionnement réseaux énergie
Établissement
INP - ENSEEIHT
Cet enseignement concerne les principes de mise en oeuvre d'un onduleur de tension MLI sur un réseau électrique. Le réglages des puissances active et réactive ainsi que le filtrage actif des harmoniques sont présentés. Le dimensionnement de l'onduleur de tension et de ses éléments de filtrage sont illustrés dans le cadre d'un bureau d'étude.
CVS pour réseaux HVDC
Établissement
INP - ENSEEIHT
Cet enseignement présente les topologies de conversion utilisées pour le transport d'énergie électrique en courant continu haute tension : redresseurs à thyristors, onduleurs de tension, convertisseurs modulaires multiniveaux. Un bureau d'étude portant sur le dimensionnement d'une liaison HVDC illustre les cours.
Conception et associations de CVS
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
21h
Ce module d'enseignement traite des différentes possibilités d'association de cellules de commutation et de convertisseurs élémentaires. Les règles de base étant posées, les associations différentielle, série et parallèle sont présentées. Les associations de convertisseurs avec lien énergétique AC ou DC sont ensuite développées.
Journées thématiques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Modélisation, Commande avancée, Architecture
Établissement
INP - ENSEEIHT
CVS et systèmes avancés
Établissement
INP - ENSEEIHT
CVS X niveaux, commande vectorielle
Établissement
INP - ENSEEIHT
Mécanismes commutation et intégration fonctionnelle
Établissement
INP - ENSEEIHT
Actionneurs et générateurs
Établissement
INP - ENSEEIHT
Commande des actionneurs dans leur environnement
Établissement
INP - ENSEEIHT
TER Commande actionneurs
Établissement
INP - ENSEEIHT
Sources, réversibilités, stockage
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
8,75h
Ce cours permet à l'étudiant de connaître les différentes sources d'énergie électrique, des différents éléments de stockage de l'énergie et des vecteurs énergétiques propres.
Une modélisation des composants électrochimiques (pile à combustible, batterie) est proposée.
Concernant les énergies renouvelables, l'étudiant découvre à travers ce cours les différentes configuration de conversion de l'énergie éolienne.
La conversion photovoltaïque n'est pas traitée dans ce cours (vue en 2ème année).
Systèmes multidimensionnels
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
14h
Métier de l'ingénieur
Établissement
INP - ENSEEIHT
Management de projet
Établissement
INP - ENSEEIHT
Anglais 3GEA semestre 9
Établissement
INP - ENSEEIHT
Soutenance stage 2A
Établissement
INP - ENSEEIHT
UE Conception Intégration de Puissance et Matériaux
ECTS
6
Établissement
INP - ENSEEIHT
Drivers, intégration
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
8,75h
Le cours est divisé en 3 parties distinctes :
- 1) le comportement d'un transistor MOSFET ou IGBT au cours d'un événement d'amorçage est analysé en détail (tension grille-source Vgs vs charges de grille Qg, comportement des condensateurs Cgs, Cgd, Cds, du plateau Miller, équations du dId/dt et dVds/dt),
- 2) les fonctions périphériques du circuit Driver : circuits Bootstrap, pompe de charge, alimentations isolées, transmission du signal de commande isolé et immunité au dv/dt, redressement synchrone, notion de temps-mort, influence des composants parasites (inductifs et capacitifs) pendant un événement de commutation,
- 3) la mise en œuvre physique du circuit Driver (au niveau circuit intégré) et l'étude des topologies résonantes (principe et rendement énergétique).
Une session de travaux pratiques utilisant le simulateur Cadence-PSpice aide à illustrer par le biais d'analyses de formes d'onde les différents concepts abordés dans le cours, à savoir: les événements d'amorçage et de blocage, la conception d'un circuit à pompe de charge, le comportement d'un circuit Driver résonant.
Intégration Puissances Magnétiques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Intégration Puissance et Composants condensateurs
Établissement
INP - ENSEEIHT
Matériaux : Modélisation, élaboration, caractérisation
Établissement
INP - ENSEEIHT
UE Diélectriques et Isolation
ECTS
6
Établissement
INP - ENSEEIHT
Formation TLV / UPS
Établissement
INP - ENSEEIHT
Isolation Machines électriques & modules puissance
Établissement
INP - ENSEEIHT
Parcours TEMA (E2-CMD) sem 9
Établissement
INP - ENSEEIHT
Physique des dispositifs électromagnétiques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Modélisation des phénomènes couplés
Établissement
INP - ENSEEIHT
Couplage électromécanique et milieux fluides
Établissement
INP - ENSEEIHT
Conversion électromécanique de l'énergie
Établissement
INP - ENSEEIHT
Conception des machines et des actionneurs électromécaniques
Établissement
INP - ENSEEIHT
TER Modélisation Num. et Dimensionnement des Mach. Elect.
Établissement
INP - ENSEEIHT
Conception mécanique des convertisseurs électromécaniques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Générateurs électriques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Caractérisation d'un capteur de vitesse
Établissement
INP - ENSEEIHT
Optimisation statique : Conc. par optimi. des actionneurs
Établissement
INP - ENSEEIHT
Théorie et technique de bobinages des machines électriques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
5h
Architecture des systèmes mécatroniques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Propriétés fondamentales des convertisseurs statiques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Compatibilité électromagnétique
Établissement
INP - ENSEEIHT
TER Commande des actionneurs électriques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Estimation filtrage
Établissement
INP - ENSEEIHT
Stratégie de commande des actionneurs électriques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Contrôle, Surveillance et Diagnostic des systèmes
Établissement
INP - ENSEEIHT
Surveillance et diagnostic des systèmes
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
19h
Course work
- Degradation and faults in electromechanical systems, static converters, passive components (capacitors and inductors), cables and insulators,
- Introduction to diagnosis, supervision and health monitoring, principles and example of existing protections and monitoring solution
- Introduction to dependability
- Classification of diagnosis approaches: model and signal based diagnosis methods, examples of degradation monitoring and fault detections
- Several examples of condition monitoring and diagnosis methods
- Design of experiments as a degradation and lifespan modelling method
Lab project on diagnosis and supervision
- Illustration of signal-based methods:
- detection of mechanical unbalance through spectral analysis. (Fast Fourier Transform, Concordia transform).
- detection of driver drowsiness using time-frequency approaches (Short time Fourier transform, Student T-test, ROC curves).
2. Experimental nonlinear lifespan modeling of electrical wire insulation samples (Design of Experiments, Analysis of Variance)
Systèmes multidimensionnels
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
14h
Optimisation continue
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
14h
Mécatronique appliquée
Établissement
INP - ENSEEIHT
Management de projet
Établissement
INP - ENSEEIHT
Méthodes de Recherche Bibliographique
Établissement
INP - ENSEEIHT
TER Commande avancée
Établissement
INP - ENSEEIHT
Métier de l'ingénieur
Établissement
INP - ENSEEIHT
Anglais 3GEA semestre 9
Établissement
INP - ENSEEIHT
Soutenance stage 2A
Établissement
INP - ENSEEIHT
UE Conception Intégration de Puissance et Matériaux
ECTS
6
Établissement
INP - ENSEEIHT
Drivers, intégration
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
8,75h
Le cours est divisé en 3 parties distinctes :
- 1) le comportement d'un transistor MOSFET ou IGBT au cours d'un événement d'amorçage est analysé en détail (tension grille-source Vgs vs charges de grille Qg, comportement des condensateurs Cgs, Cgd, Cds, du plateau Miller, équations du dId/dt et dVds/dt),
- 2) les fonctions périphériques du circuit Driver : circuits Bootstrap, pompe de charge, alimentations isolées, transmission du signal de commande isolé et immunité au dv/dt, redressement synchrone, notion de temps-mort, influence des composants parasites (inductifs et capacitifs) pendant un événement de commutation,
- 3) la mise en œuvre physique du circuit Driver (au niveau circuit intégré) et l'étude des topologies résonantes (principe et rendement énergétique).
Une session de travaux pratiques utilisant le simulateur Cadence-PSpice aide à illustrer par le biais d'analyses de formes d'onde les différents concepts abordés dans le cours, à savoir: les événements d'amorçage et de blocage, la conception d'un circuit à pompe de charge, le comportement d'un circuit Driver résonant.
Intégration Puissances Magnétiques
Établissement
INP - ENSEEIHT
Intégration Puissance et Composants condensateurs
Établissement
INP - ENSEEIHT
Matériaux : Modélisation, élaboration, caractérisation
Établissement
INP - ENSEEIHT
UE Diélectriques et Isolation
ECTS
6
Établissement
INP - ENSEEIHT
Formation TLV / UPS
Établissement
INP - ENSEEIHT
Isolation Machines électriques & modules puissance
Établissement
INP - ENSEEIHT
Parcours Eco-Energie (E2-CMD) sem 9
Établissement
INP - ENSEEIHT
CONCEPTION SYSTEMIQUE ET ECO-CONCEPTION
Établissement
INP - ENSEEIHT
Cours magistraux :
-Optimisation et prise de décision
-Analyse de Cycle de vie, Eco-conception
-Bond graph
-Procédés et chaines d'énergie
Bureaux d'Etude :
-Conception procédés
-Conception chaines énergie
-ACV
BER Conception par optimisation
Établissement
INP - ENSEEIHT
BER Conceptions procédés
Établissement
INP - ENSEEIHT
Conception et Analyse Procédés
Établissement
INP - ENSEEIHT
- Conception et Analyse de Procédés Durables
- Formulation du problème
- Métrique de Développement Durable
- Critères techniques, énergétiques, environnementaux, sociaux
- Optimisation d’un procédé dans un simulateur modulaire
- La conception des procédés assistée par ordinateur
- Qu’est-ce qu’un simulateur de procédés ?
- Modélisation et simulation d’un procédé - Approche modulaire séquentielle
- Conception d’un procédé - Approche modulaire simultanée
- Application à l’optimisation d’un procédé
-
- Modélisation et optimisation de chaînes logistiques « énergie »
- Principes de modélisation d’une chaîne logistique « énergie »
- Illustration dans un bureau d’études de conception d’une chaîne « hydrogène »
- Modélisation et optimisation d’un écoparc industriel
- Comprendre les enjeux de la mise en œuvre d’une politique d’écologie industrielle (mutualisation énergie-eau) dans un contexte d’économie circulaire
-Analyser les flux de matières et d’énergies entre les entités de l’écoparc
-Illustration dans un bureau d’études de conception des échanges au sein d’un écoparc via une optimisation multiobjectif (critère environnemental et critère économique) et analyse des solutions obtenues.
Modélisation systémique en Bond Graph
Établissement
INP - ENSEEIHT
Part A : concepts théoriques de base des Bond Graphs
concepts généraux pour la modélisation pour les systèmes énergétiques multiphysiques ;
Eléments et composants de base des Bond-Graphs ;
Construction de Bond Graphs en électricité, mécanique and hydraulique ;
Exemples multidisciplinaires: EHA (Electro-Hydraulic Actuator), Générateur Photovoltaïque
Propriétés Causales des Bond Graphs : sens physique des couplages énergétiques, vision mathématique et Automatique ;
Du Bond Graph causal à l’analyse des sytèmes : établissement formalisé d’une fonction de transfert à partir des chemins causaux
Part B. Applications : le Bond Graph en “electrical engineering”
Modèle à granularité variable de cellules de commutation et de convertisseurs statiques en électronique de puissance
Modèles pour la conversion électromécanique (machines électriques)
Exemples de systèmes en electrical engineering : systèmes hybrides à énergies renouvelables
Ecoconception, ACV, gestion de projet
Établissement
INP - ENSEEIHT
Introduction : de l’écobilan à l’ACV, les normes ISO 14040
• Principe Général de l’ACV
• Présentation des quatre étapes de l’ACV :
1-Définition des objectifs du système :
Objectif et champ de l’étude ;
Fonction du produit ou du système ;
Unité fonctionnelle et flux de références ;
Arbre des processus ;
Exemples d’application ;
2- Inventaire des émissions et extractions
Base de données d’inventaire (ex. EcoInvent…)
Exemple d’inventaire des extractions et émissions (fabrication d’alumine …)
Méthode de calcul de l’inventaire des extractions et émissions
Bilan énergétique et bilan de CO2
3- Analyse de l’impact environnemental
Méthode d’interprétation des données d’inventaire
Caractérisation intermédiaire : calcul du score d’impact intermédiaire
Caractérisation des dommages : calcul du score de caractérisation de dommages
4- Interprétation
• Méthodologie de réalisation d’une ACV : Approche itérative (Evaluation préliminaire ou screening, Analyse détaillée), calcul « à la main », présentation sommaire des logiciels de calculs existants.
Programme et contenu du Bureau d’étude :
- Réalisation d’une analyse de cycle de vie de panneaux solaires photovoltaïques, utilisation du logiciel SimaPro
Présentation des résultats sous forme de rapport et d’exposé oral
Conception par Optimisation
Établissement
INP - ENSEEIHT
L’objectif de ce cours est de présenter des méthodes d’optimisation multiobjectif et d’aide à la décision pour la résolution d’un problème, en vue de sélectionner une solution de compromis parmi une multitude de solutions possibles.
Principes des méthodes d’optimisation multiobjectif
Classification des différentes méthodes : méthodes scalaires, interactives, « floues », méthodes à base de métaheuristiques, méthodes d’aide à la décision ;
Présentation des méthodes scalaires et illustration à travers la résolution de problèmes analytiques simples ;
Intérêt et principes des méthodes à base de métaheuristiques : algorithmes génétiques multi-objectifs ;
Présentation des méthodes d’aide à la décision : relation d’ordre, relation d’équivalence, relation de préférence, définition d’un critère. Illustration à travers la méthode TOPSIS (Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution) ;
Etude de cas en bureau d’études: cogéneration chaleur-électricité par une turbine à gaz : formulation du problème, optimisation multi-objectif et aide à la décision sur la base de critères techniques, économiques et environnementaux.
SYSTEMES HYBRIDES, SMART-GRIDS ET STOCKAGE ELECTROCHIMIQUE
Établissement
INP - ENSEEIHT
BER Systèmes énergétiques hybrides
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
10h
Ce BER consiste à appliquer le formalisme Bond Graph pour la modélisation d’un EHA (actionneur électrohydrostatique) d’un Airbus 320. En effet, l’EHA est un système multiphysique permettant de mettre en évidence différents couplages énergétiques au sein d’un même composant : l’énergie électrique est transformée en énergie mécanique en passant par un système hydraulique.
Le BER consiste également à alimenter l’EHA par un système énergétique hybride. En effet, l’étudiant est amené à analyser la mission du système (ici l’EHA durant une séquence de vol) et de juger sur l’intérêt de son hybridation. L’hybridation consiste ici à associer une pile à combustible de technologie PEM (Membrane Echangeuse de Protons) à un supercondensateur. L’étudiant est amené à dimensionner les sources et appliquer une stratégie de gestion d’énergie fréquentielle permettant de respecter les caractéristiques dynamiques des sources du système hybride.
BER Piles à combustibles
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
10h
- Evaluer deux méthodologies complémentaires de caractérisation expérimentale :
- La première caractérisation expérimentale est utilisée dans ce BER pour paramétrer un modèle quasi-statique de pile PEM, codé avec un formalisme de type circuit électrique.
La seconde est utilisée dans ce BER pour obtenir les principaux éléments d’un modèle d’impédance.
- La combinaison des différents paramètres obtenus est également utilisée pour paramétrer un modèle dynamique « fort signal ».
- Une fois le modèle élaboré, il s’agit d’évaluer le comportement dynamique de la pile PEM pour des fréquences supérieures au Hz, et plus particulièrement le comportement dynamique de la pile face à des perturbations générées par la connexion de convertisseurs statiques.
Réseaux électriques décentralisés, embarqués
Établissement
INP - ENSEEIHT
1. Sécurité et fiabilité
- Concepts liés (ségrégation défaut, reconfiguration, réseau de secours, ...)
- Exemple d’un réseau aéronautique
2. Profil de mission à remplir
- Intérêt de l’hybridation des sources afin d’optimiser leur utilisation
- Utilisation du plan de Ragone dans le dimensionnement d’éléments de stockage
3. Qualité (réseau AC et DC)
- Définition des normes de qualité (courant, tension)
- Solutions d’amélioration de la qualité
4. Stabilité (réseau AC et DC)
- Structure et fonctionnement des réseaux électriques AC
- Principes des réglages de fréquence et de tension sur les réseaux (primaire, secondaire, …)
- Limitation de puissance des lignes de transport
- Instabilité liée aux interactions filtres-systèmes régulés
5. Problèmes CEM
- Types de couplage
- Mesures des perturbations et moyens de protection
- Enjeux de la CEM pour les réseaux électriques
- Problématique de la foudre
6. Étude des installations PV raccordées au réseau de distribution
- Définitions des appareillages électriques et des classes de protection
- Schéma de liaison à la terre en BT
- Parafoudres
- Étude d’exemples de schéma d’installations
Hybridation énergétique des systèmes
Établissement
INP - ENSEEIHT
Volume horaire
8,75h
En plus des théories relatives à l'hybridation et à la gestion d'énergie des systèmes multi-sources, le cours est basé sur plusieurs exemples de systèmes énergétiques hybrides issus du retour d'expérience du laboratoire Laplace dans ce domaine de recherche. Ces exemples concernent en particulier le domaine de transport (l'aéronautique, le ferroviaire et le routier).
Composants électrochimiques et Piles à combustibles
Établissement
INP - ENSEEIHT
1) Introduction sur les potentialités des piles à combustible et de l'hydrogène
2) Eléments de caractérisation et de modélisation sur les piles à combustible et les électrolyseurs (focus sur la technologie PEM)
2.1) Principe de fonctionnement et constitution
2.2) Composant idéal: considérations thermodynamiques
2.3) Composant réel: prise en compte des phénomènes physico-chimiques irréversibles
2.4) Modélisation dynamique par analogies électriques
2.5) Caractérisations expérimentales: courbe de polarisation, échelons de courant, spectroscopie d'impédance
2.6) Interactions piles à combustible/ convertisseurs DC/DC (boost et buck)
Le bureau d’étude et de recherche est axé sur la pile à combustible et consiste en :
Evaluer deux méthodologies complémentaires de caractérisation expérimentale :
Paramétrer un modèle dynamique de pile PEM à partir de ces caractérisations expérimentales effectuées.
Evaluer le comportement dynamique de la pile PEM face à des perturbations générées par la connexion de convertisseurs statiques.
Electrochimie
Établissement
INP - ENSEEIHT
- Introduction : Grandeurs mesurables dans une chaîne électrochimique. Deux siècles de développement de l’électrochimie.
- Les chaînes électrochimiques à l’équilibre. Force électromotrice. Potentiel d’électrode. Loi de Nernst. Générateurs primaires, secondaires, piles à combustible. Capacité, rendement.
- Les chaînes électrochimiques traversées par un courant : Transfert électronique hétérogène. Couplage du transfert électronique hétérogène et des phénomènes de transport en solution. Les divers régimes cinétiques. Loi de Butler-Volmer. Intensité limite.
· Applications à la mise au point de procédés électrochimiques de synthèse. Applications à la corrosion. Applications à l’étude du fonctionnement des générateurs (charge, décharge).
· Aperçu sur les diverses méthodes électrochimiques. Potentiostat.
Smart Grids
Établissement
INP - ENSEEIHT
I. Emergence des smart grids : évolution et contexte
1. Fonctionnement actuel des réseaux électriques: rappels
2. Des réseaux électriques en pleine mutation
3. Emergence du concept de smart grids
4. Principaux verrous des smart grids
II. Les services systèmes et services au réseau
1. Rappel des principes de réglage des producteurs et des réseaux électriques actuels
2. Les services réseaux et systèmes
- dans les réseaux continentaux
- dans les réseaux insulaires
III. Nouveaux degrés de liberté :
1. Le stockage, pour compenser l’intermittence de production, consommation
2. L’intégration de la mobilité électrique: concept vehicle to grid (V2G) ; grid to vehicle (G2V)
3. Les outils de prédictions pour la production (vent, irradiation) et la consommation
4. Concepts de base pour la gestion des réseaux de distribution (GRD)
5. Nouveaux concepts pour la gestion des réseaux de transport (GRT): lignes virtuelles
IV. Les mécanismes de marchés et de régulation (en bref)
V. Nécessité d’une vision technico économique
VI. Les smart grids « démarrent » dans les réseaux insulaires
VII Les microréseaux, smart home, compteur communicant
ENERGIES RENOUVELABLES
Établissement
INP - ENSEEIHT
BER Agrocombustibles
Établissement
INP - ENSEEIHT
Systèmes Eoliens
Établissement
INP - ENSEEIHT
- Historique, contexte, marchés de l’aérogénération électrique éolienne. Principaux acteurs du marché ; éléments de développement et de frein à l’expansion de la filière. Eléments de coûts et de développement d’un parc éolien.
- Caractérisation de la ressource éolienne (le vent), effets d’altitude et de sillage, éléments théoriques (limite de Betz) sur le productible éolien et sur l’efficacité énergétique des aérogénérateurs ; du contrôle mécanique par réglage des pâles aux zones de fonctionnement du démarrage à l’arrêt en sécurité.
- Constitution des aérogénérateurs électriques : nacelles avec et sans multiplicateur de vitesse ;
- éléments de conception des chaines éoliennes selon leur taille et leur technologie ; mini TD ;
- Analyse transitoire et réglage stable du point de fonctionnement dans le plan couple vitesse ;
Principales architectures de conversion de puissance des chaines asynchrones et synchrones respectivement avec et sans multiplicateur, avec et sans électronique de puissance ;
Systèmes à biocombustibles
Établissement
INP - ENSEEIHT
Introduction sur les biocarburants :
- Définition, les grandes familles, classification et Propriétés
- Situation Mondiale, Européenne, Française
- Bilans Environnementaux et Economique
- Législation et ouverture sur l’emploi
Filière bioéthanol 1ère génération:
- Propriétés et utilisations de l’éthanol carburant
- Procédé de production par filière : Schéma général, fermentation, préparation des matières premières, séparation de l’éthanol, perspectives d’amélioration
- Bilans énergétique et environnemental
- Développement de la filière (France, Europe, Monde)
Le biodiesel :
- Données générales : Physico-chimie, normes, rappel sur les production mondiales et européennes, sites de productions
- les matières premières et leur préparation.
Chimie et procédés, catalyse basique (Lurgi), hétérogène (EsterFIP), ouverture vers procédé HVO
Le biogaz :
- Généralités et Production : Biogaz, GNV, Biogaz-carburant
- Transformations biologiques et Procédés
- Bilans environnementaux et économique en comparaison des autres utilisations
Les systèmes énergétiques biocatalysés: biopiles et électrolyseurs microbiens
- Contexte historique : de la recherche à la réalité économique pour des marchés de niche
- Deux familles de biopiles:
- Les piles microbiennes
- Les piles enzymatiques
- Production d’hydrogène par électrolyse microbienne
Le rôle de la recherche dans la production et l’utilisation du bioéthanol et du biodiesel, en relation avec les aspects énergétiques et environnementaux
- Introduction sur les enjeux des filières biocarburants
- Le rôle de la recherche pour la production de bioéthanol
- Les biocarburants « deuxième génération »
- Innovation dans le domaine des procédés de production
- Concept de bioraffineries
- Le rôle de la recherche pour la production de biodiesel
- Innovation en matière de raffinage et de transformation des huiles végétales
- Diversification des matières premières
- Adéquation entre motorisation et carburants oxygénés
- Bilans énergétiques et environnementaux
Evaluation :
Projet bibliographique par groupe autour d’une problématique spécifique des biocombustibles tels que : la réduction des GES et autres polluants pour le bioéthanol, l’utilisation des terres agricoles pour la production de bioéthanol, le biodiesel produit à partir du procédé HVO, la compréhension des différents critères énergétique pour les carburants appliqué au bioéthanol de blé et au biodiésel de colza, le biogaz : quelle utilisation ? pour quelles raisons ?
Présentation des résultats sous forme de présentation orale
Valorisation biomasse Haute Température
Établissement
INP - ENSEEIHT
- Problématique politique/économique/sociale/stratégique
- nouvelles énergies
- énergie renouvelable
- avenir des énergies fossiles ?
- énergie "propre" (cycle du CO2)
- indépendance énergétique
- les voies de valorisation de la biomasse
- pyrolyse lente basse T : bio -> liquide
- pyrolyse rapide haute T : bio -> gaz+charbon
- pyrolyse très haute température : bio -> gaz
- Généralités sur les procédés de conversion
- Aspect technologique
- filières (gaz, liquide, bases carburants, ...)
- exemples de procédés
- Phénoménologie de la conversion de la biomasse
- définition de la biomasse
- les réactions, généralités
- espèces mises en jeu
- enthalpies de réaction => endothermicité => problématique de l'apport de la chaleur (combustion d'un résidu ou apport externe par combustion ou électrique)
- la pyrolyse et la vapogazéification à haute température
- espèces mises en jeu
- les réactions, détails
- la thermo
- comparaison aux résultats expérimentaux
- la cinétique
- la catalyse
- bilan énergétique
- les réacteurs à lit fluidisé pour la mise en œuvre de la vapogazeification de la biomasse
- introduction a la fluidisation
- description des différentes approches de modélisation
- l'approche corrélative GC
- l'approche locale CFD
- résumé des corrélations essentielles pour le prédimensionnement des réacteurs a lits fluidises
- méthode de prédimensionnement des réacteurs
BER : exemple sur un procédé de conversion du bois en gaz
- description générale
- bilan enthalpique
- prédimensionnement des zones réactionnelles
APP Photovoltaique
Établissement
INP - ENSEEIHT
L’énergie solaire : contexte et généralités
II La conversion photovoltaïque :
Le rayonnement dans l’espace, sur Terre, masse atmosphérique
Principes physiques, cellule à jonction PN, caractéristique, influence éclairement et T
Matériaux et technologies des cellules photovoltaïques
III De la cellule au générateur photovoltaïque, modularité
Associations de cellules, mise en série, en parallèle, déséquilibres et protections
Modélisation, simulation, commande MPPT
IV Systèmes photovoltaïques
Problématique, architectures, gestion de l’énergie (raccordé, isolé, stockage, …)
Production énergétique, gisement solaire, caractérisation, dimensionnement, ACV
Systèmes raccordés au réseau
Systèmes autonomes non raccordés
V Calculs économiques : taux d’actualisation, inflation, TRI, LCOE, …
Les mécanismes d’aides : tarifs de rachat, compléments de rémunération.
Anglais 3GE Eco-Energ. S9
Établissement
INP - ENSEEIHT
The english ans Soft skills programme consist of 4 specific assiggnments per semester designed to develop language, communication and human skills for professional purpose.
INDIVIVIDUAL SCIENTIFIC PRESENTATIONS
Objective :to further develop and improve professional communication skills
including:
- ·how to structure a presentation
- ·how to find ONE message that has impact for your audience
- ·how to create a storyboard and design simple and high impact slides
- ·how to connect with your audience by learning the importance of body language
- ·how to adapt a presentation to different audiences
- ·how to speak in “conversation” mode rather than “presentation” modePresentation input & teaching
Structuring a presentation and finding ONE clear message for the audience
Creating a storyboard and designing high impact slides
Body language & connecting with your audience
Journées thématiques Energies et Dev Durable
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Au-delà des enseignements sur les énergies renouvelables (Photovoltaïque, éolien, biogaz,…), au cœur de notre formation Nouvelles Technologies de l’Energie, nous souhaitons donner aux étudiants une vision élargie des problématiques et enjeux de l’énergie. Pour cela nous faisons appel à des industriels spécialistes des différents domaines. Ils interviennent une journée ou une demi-journée, les étudiants font un résumé de l’intervention qui est évalué.
Les journées thématiques :
Les enjeux de la transition énergétique : Stephan Astier Professeur émérite
Histoire de l’Electrochimie : Maurice Comta professeur émérite
Le nucléaire : Christian Latgé, CEA - Cadarache Nuclear Research Centre
Le CO2 : Jean-Yves Rossignol, ingénieur-conseil AJYR, agrément Ademe Bilan Carbone 2006®
L’Habitat : Gael Farigoules, Ingénieur INSA, Bureau d’Etude : SCOP ECOZIMUT
Economie : Luc Rouge Professeur d'Economie Toulouse Business School
Nous effectuons également des visites de sites industriels pour illustrer les différents enseignements
Site de production Eolien Photovoltaïque Ville franche de Lauragais
Site de production hydroélectricité Le Bazacle Toulouse
Plateforme Smart ZAE SCLE INEO démonstrateur smart grids
Site de traitement des déchets et production biogaz Clerverts , Organic’Vallée
UE Conception Intégration de Puissance et Matériaux
ECTS
6
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Drivers, intégration
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Volume horaire
8,75h
Le cours est divisé en 3 parties distinctes :
- 1) le comportement d'un transistor MOSFET ou IGBT au cours d'un événement d'amorçage est analysé en détail (tension grille-source Vgs vs charges de grille Qg, comportement des condensateurs Cgs, Cgd, Cds, du plateau Miller, équations du dId/dt et dVds/dt),
- 2) les fonctions périphériques du circuit Driver : circuits Bootstrap, pompe de charge, alimentations isolées, transmission du signal de commande isolé et immunité au dv/dt, redressement synchrone, notion de temps-mort, influence des composants parasites (inductifs et capacitifs) pendant un événement de commutation,
- 3) la mise en œuvre physique du circuit Driver (au niveau circuit intégré) et l'étude des topologies résonantes (principe et rendement énergétique).
Une session de travaux pratiques utilisant le simulateur Cadence-PSpice aide à illustrer par le biais d'analyses de formes d'onde les différents concepts abordés dans le cours, à savoir: les événements d'amorçage et de blocage, la conception d'un circuit à pompe de charge, le comportement d'un circuit Driver résonant.
Intégration Puissances Magnétiques
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Intégration Puissance et Composants condensateurs
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Matériaux : Modélisation, élaboration, caractérisation
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UE Diélectriques et Isolation
ECTS
6
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Formation TLV / UPS
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Isolation Machines électriques & modules puissance
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M2 E2-CMD Semestre 10
ECTS
30
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PFE sans Projet Long (M2 E2-CMD)
ECTS
30
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PFE standard et Projet Long (M2 E2-CMD)
ECTS
30
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PFE standard (M2 E2-CMD)
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Projet Long (M2 E2-CMD)
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