MASTER ENERGIE ELECTRIQUE-CONVERSION, MATERIAUX, D. DURABLE

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Cet enseignement concerne les principes de mise en œuvre d'un onduleur de tension MLI sur un réseau électrique. Le réglage 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.

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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.

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Cet enseignement concerne les principes de mise en œuvre d'un onduleur de tension MLI sur un réseau électrique. Le réglage 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.

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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.

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Conception des convertisseurs statiques, principalement orientée vers l’étude des topologies et la construction de circuits permettant de répondre à un cahier des charges

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Généralités sur la modélisation des convertisseurs

- Problématique - contraintes dynamiques et contraintes de forme Liens entre la structure du convertisseur et la structure de commande - L'approche MLI pour la commande

- synthèse des régulateurs et linéarisation

- Caractérisation des lois de commande en terme de robustesse Prélèvement de l'énergie - filtrage actif - traitement des harmoniques / Exemples d'application: onduleur et redresseur MLI, convertisseur multicellulaire...

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• Appliquer les enseignements des cours "conception des CVS" et "commande des CVS".
• Savoir analyser le fonctionnement d'une Alimentation Sans Interruption industrielle (ASI).
• Apprendre à dimensionner les composants et les boucles de contrôle à partir d'un cahier des charges donné
• Valider les résultats par simulation.

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Conception des convertisseurs statiques, principalement orientée vers l’étude des topologies et la construction de circuits permettant de répondre à un cahier des charges

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Généralités sur la modélisation des convertisseurs

- Problématique - contraintes dynamiques et contraintes de forme Liens entre la structure du convertisseur et la structure de commande - L'approche MLI pour la commande

- synthèse des régulateurs et linéarisation

- Caractérisation des lois de commande en terme de robustesse Prélèvement de l'énergie - filtrage actif - traitement des harmoniques / Exemples d'application: onduleur et redresseur MLI, convertisseur multicellulaire...

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• Appliquer les enseignements des cours "conception des CVS" et "commande des CVS".
• Savoir analyser le fonctionnement d'une Alimentation Sans Interruption industrielle (ASI).
• Apprendre à dimensionner les composants et les boucles de contrôle à partir d'un cahier des charges donné
• Valider les résultats par simulation.

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Nature des contraintes (environnementales, fonctionnelles de commutation, contraintes d'usage), - Règles de conception, rappels de la SOA, régimes extrêmes des composants semi-conducteurs, robustesse, solutions de protections, - Régimes critiques de défaillance, I²T et énergie de destruction - explosion, solutions de protection, Vieillissement des composants et aspects technologiques, principaux modèles, conception du diagnostic par modèles prédictifs ou capteurs, Approche méthodologique : taux de défaillance, modèle de fiabilité, diagramme de fiabilité, ordres de grandeurs et applications numériques,Application aux structures de conversion sans redondance et avec redondance,Illustration de structures sécurisées à redondance passive parallèle mutualisée et à redondance active série intégrée

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Nature des contraintes (environnementales, fonctionnelles de commutation, contraintes d'usage), - Règles de conception, rappels de la SOA, régimes extrêmes des composants semi-conducteurs, robustesse, solutions de protections, - Régimes critiques de défaillance, I²T et énergie de destruction - explosion, solutions de protection, Vieillissement des composants et aspects technologiques, principaux modèles, conception du diagnostic par modèles prédictifs ou capteurs, Approche méthodologique : taux de défaillance, modèle de fiabilité, diagramme de fiabilité, ordres de grandeurs et applications numériques,Application aux structures de conversion sans redondance et avec redondance,Illustration de structures sécurisées à redondance passive parallèle mutualisée et à redondance active série intégrée

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Représentations des systèmes multidimensionnels: équations différentielles couplées, matrice de transfert.

- Commandabilité et observabilité des systèmes multidimensionnels.

- Recherche d'une représentation d'état d'un système multidimensionnel à partir d'une matrice de transfert: méthode de Gilbert, méthode des invariants, décomposition en matrice de rang 1

- Conception d'une commande: placement de pôles , décomposition canonique, placement de vecteurs propres, Retour d'états, retour de sortie.

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Etude par simulation, à l'aide du logiciel SABER, d'une machine asynchrone ou synchrone alimentée à l'aide d'un onduleur de tension. Le fonctionnement de la machine (flux, couple, vitesse) est réglé à l'aide d'une stratégie de contrôle vectoriel à orientation du flux. L'onduleur de tension, qui est dans un premier temps idéalisé est ensuite représenté finement, avec différentes solutions pour la génération des commandes. Etude de différentes modulations de l'onduleur MLI.

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Représentations des systèmes multidimensionnels: équations différentielles couplées, matrice de transfert.

- Commandabilité et observabilité des systèmes multidimensionnels.

- Recherche d'une représentation d'état d'un système multidimensionnel à partir d'une matrice de transfert: méthode de Gilbert, méthode des invariants, décomposition en matrice de rang 1

- Conception d'une commande: placement de pôles , décomposition canonique, placement de vecteurs propres, Retour d'états, retour de sortie.

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Etude par simulation, à l'aide du logiciel SABER, d'une machine asynchrone ou synchrone alimentée à l'aide d'un onduleur de tension. Le fonctionnement de la machine (flux, couple, vitesse) est réglé à l'aide d'une stratégie de contrôle vectoriel à orientation du flux. L'onduleur de tension, qui est dans un premier temps idéalisé est ensuite représenté finement, avec différentes solutions pour la génération des commandes. Etude de différentes modulations de l'onduleur MLI.

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Les notions de services systèmes (contribution aux réserves de fréquence, ajustement/ effacement,...) seront présentées de même que les nouveaux degrés de libertés (stockage, mobilité électrique massive, prédictions de production et consommation, meilleure information (compteur communicant) pour un ajustement de la consommation,...) permettant une "gestion intelligente des réseaux électriques". Le cout pour l’usager de ces nouveaux concepts étant essentiel, un aperçu des mécanismes de marché et des éléments de modèles économiques (investissement, opération) permettront à l'étudiant de faire un lien entre performance énergétique et impact économique. Enfin, quelques exemples de smart grids dans les réseaux insulaires ainsi que pour l’autoconsommation d’un éco quartier permettra de mettre ces concepts en évidence en pratique

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Présentation, sous forme d'une conférence (demie journée) assurée par des chercheurs du laboratoire LAPLACE (équipe Lumière et Matière) des enjeux des technologies récentes de l'éclairage et de leur impact en terme d'énergie électrique / présentation des solutions d'alimentation de puissance (convertisseurs statiques) permettant les meilleures performances du dispositif d'éclairage

Présentation, sous forme d'une conférence (demie journée) assurée par des ingénieurs de la SNCF des problématiques de la traction ferroviaire et des solutions en termes de conversion de l'énergie électrique qui permettent d'y répondre.

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Les notions de services systèmes (contribution aux réserves de fréquence, ajustement/ effacement,...) seront présentées de même que les nouveaux degrés de libertés (stockage, mobilité électrique massive, prédictions de production et consommation, meilleure information (compteur communicant) pour un ajustement de la consommation,...) permettant une "gestion intelligente des réseaux électriques". Le cout pour l’usager de ces nouveaux concepts étant essentiel, un aperçu des mécanismes de marché et des éléments de modèles économiques (investissement, opération) permettront à l'étudiant de faire un lien entre performance énergétique et impact économique. Enfin, quelques exemples de smart grids dans les réseaux insulaires ainsi que pour l’autoconsommation d’un éco quartier permettra de mettre ces concepts en évidence en pratique

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Présentation, sous forme d'une conférence (demie journée) assurée par des chercheurs du laboratoire LAPLACE (équipe Lumière et Matière) des enjeux des technologies récentes de l'éclairage et de leur impact en terme d'énergie électrique / présentation des solutions d'alimentation de puissance (convertisseurs statiques) permettant les meilleures performances du dispositif d'éclairage

Présentation, sous forme d'une conférence (demie journée) assurée par des ingénieurs de la SNCF des problématiques de la traction ferroviaire et des solutions en termes de conversion de l'énergie électrique qui permettent d'y répondre.

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- analyser et synthétiser efficacement de façon à mieux communiquer oralement et à l’écrit, à propos de thèmes suivants : réussir son entretien de recrutement en présentiel en distanciel, les speed net working, le marché de l’emploi, le développement des starts up les codes du recrutement, point sur les outils du recrutement, utilisation de LINKEDIN, négocier son contrat de travail, son salaire, l’intérêt de l’expatriation…

- apprendre à mieux se connaître (ses points faibles et ses points forts) afin de mieux communiquer.

METHODE

- apports théoriques,  «Communication écrite, orale», et «Bien démarrer sa vie professionnelle»

- mise en situation, avec la présentation orale (diaporama) et écrite d’un sujet en lien avec le recrutement,

- connaissance de soi, pédagogie inversée, développement du leadership, accompagnement adapté.

EVALUATION DES ETUDIANTS 

Elle portera sur la réalisation d’exercices concernant : la rédaction d’un CV et d’une lettre de motivation efficaces, des simulations d’entretiens de recrutement, des présentations écrites et orales à propos des thèmes précisés ci-dessus.

ORGANISATION DES COURS 

Les cours « Insertion professionnelle » s’organisent ainsi, il y a un décloisonnement des enseignements, ils sont orientés vers la recherche de stage/emploi et la communication :

- des forums du recrutement et des carrières sont proposés,

- les cours et TD sont donnés durant le semestre 1 de l’année universitaire (bac +5),  soit 8 heures.

Ce calendrier est ponctué d’échanges par e-mail et en face à face avec l’enseignante, en fonction des besoins de l’étudiants.

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- analyser et synthétiser efficacement de façon à mieux communiquer oralement et à l’écrit, à propos de thèmes suivants : réussir son entretien de recrutement en présentiel en distanciel, les speed net working, le marché de l’emploi, le développement des starts up les codes du recrutement, point sur les outils du recrutement, utilisation de LINKEDIN, négocier son contrat de travail, son salaire, l’intérêt de l’expatriation…

- apprendre à mieux se connaître (ses points faibles et ses points forts) afin de mieux communiquer.

METHODE

- apports théoriques,  «Communication écrite, orale», et «Bien démarrer sa vie professionnelle»

- mise en situation, avec la présentation orale (diaporama) et écrite d’un sujet en lien avec le recrutement,

- connaissance de soi, pédagogie inversée, développement du leadership, accompagnement adapté.

EVALUATION DES ETUDIANTS 

Elle portera sur la réalisation d’exercices concernant : la rédaction d’un CV et d’une lettre de motivation efficaces, des simulations d’entretiens de recrutement, des présentations écrites et orales à propos des thèmes précisés ci-dessus.

ORGANISATION DES COURS 

Les cours « Insertion professionnelle » s’organisent ainsi, il y a un décloisonnement des enseignements, ils sont orientés vers la recherche de stage/emploi et la communication :

- des forums du recrutement et des carrières sont proposés,

- les cours et TD sont donnés durant le semestre 1 de l’année universitaire (bac +5),  soit 8 heures.

Ce calendrier est ponctué d’échanges par e-mail et en face à face avec l’enseignante, en fonction des besoins de l’étudiants.

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Ce cours présente les différents aspects des plasmas : la définition, leurs propriétés, leurs conditions de génération ainsi que leurs principales applications.

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Le cours "Modélisation numérique par les éléments finis" permettra d'aborder les différents éléments suivants :

• la modélisation / mise en équations du problème : choix de la bonne EDP, de la bonne variable, des bonnes conditions aux limites suivant le dispositif à l'étude;
• l'utilisation des éléments finis nodaux pour la discrétisation des potentiels scalaires notamment;
• l'utilisation des éléments finis vectoriels pour la discrétisation des potentiels vecteurs ou des champs E, H, B, D par exemple;
• l'utilisation de formulations couplés à plusieurs champs (utiles quand on a des matériaux différents / ou que l’on veut coupler des phénomènes physiques);
•    des notions compléments complémentaires concernant notamment le traitement des matériaux non-linéaires, le calcul de grandeurs de type forces, les conditions aux limites équivalentes (pour éviter de mailler certains matériaux ou de grands volumes d'air).

Des séances de Bureau d'études permettront de mettre en œuvre ces notions sur un outil « libre » de calcul par éléments finis.

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Le cours "Modélisation numérique par les éléments finis" permettra d'aborder les différents éléments suivants :

• la modélisation / mise en équations du problème : choix de la bonne EDP, de la bonne variable, des bonnes conditions aux limites suivant le dispositif à l'étude;
• l'utilisation des éléments finis nodaux pour la discrétisation des potentiels scalaires notamment;
• l'utilisation des éléments finis vectoriels pour la discrétisation des potentiels vecteurs ou des champs E, H, B, D par exemple;
• l'utilisation de formulations couplés à plusieurs champs (utiles quand on a des matériaux différents / ou que l’on veut coupler des phénomènes physiques);
•    des notions compléments complémentaires concernant notamment le traitement des matériaux non-linéaires, le calcul de grandeurs de type forces, les conditions aux limites équivalentes (pour éviter de mailler certains matériaux ou de grands volumes d'air).

Des séances de Bureau d'études permettront de mettre en œuvre ces notions sur un outil « libre » de calcul par éléments finis.

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Représentations des systèmes multidimensionnels: équations différentielles couplées, matrice de transfert.

- Commandabilité et observabilité des systèmes multidimensionnels.

- Recherche d'une représentation d'état d'un système multidimensionnel à partir d'une matrice de transfert: méthode de Gilbert, méthode des invariants, décomposition en matrice de rang 1

- Conception d'une commande: placement de pôles , décomposition canonique, placement de vecteurs propres, Retour d'états, retour de sortie.

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Représentations des systèmes multidimensionnels: équations différentielles couplées, matrice de transfert.

- Commandabilité et observabilité des systèmes multidimensionnels.

- Recherche d'une représentation d'état d'un système multidimensionnel à partir d'une matrice de transfert: méthode de Gilbert, méthode des invariants, décomposition en matrice de rang 1

- Conception d'une commande: placement de pôles , décomposition canonique, placement de vecteurs propres, Retour d'états, retour de sortie.

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Fault monitoring and diagnosticof electromechanical systems

Introduction

1. The increasing part of fault monitoring and diagnostic

2. Failures in the electromechanical systems

3. Existing solutions for fault monitoring and diagnostic

4. Introduction to dependability

5. Diagnostic methods : classification and examples (BE)

6. Design of Experiments for a reliability study (BE)

Conclusion

References

lectures and computer works, based on some problem based learning

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Ce cours s’inscrit dans le parcours de troisième année EMA Electromécanique et Mécatronique Avancée et plus particulièrement dans l’UE Mécatronique avancée.

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Fault monitoring and diagnosticof electromechanical systems

Introduction

1. The increasing part of fault monitoring and diagnostic

2. Failures in the electromechanical systems

3. Existing solutions for fault monitoring and diagnostic

4. Introduction to dependability

5. Diagnostic methods : classification and examples (BE)

6. Design of Experiments for a reliability study (BE)

Conclusion

References

lectures and computer works, based on some problem based learning

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Ce cours s’inscrit dans le parcours de troisième année EMA Electromécanique et Mécatronique Avancée et plus particulièrement dans l’UE Mécatronique avancée.

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- analyser et synthétiser efficacement de façon à mieux communiquer oralement et à l’écrit, à propos de thèmes suivants : réussir son entretien de recrutement en présentiel en distanciel, les speed net working, le marché de l’emploi, le développement des starts up les codes du recrutement, point sur les outils du recrutement, utilisation de LINKEDIN, négocier son contrat de travail, son salaire, l’intérêt de l’expatriation…

- apprendre à mieux se connaître (ses points faibles et ses points forts) afin de mieux communiquer.

METHODE

- apports théoriques,  «Communication écrite, orale», et «Bien démarrer sa vie professionnelle»

- mise en situation, avec la présentation orale (diaporama) et écrite d’un sujet en lien avec le recrutement,

- connaissance de soi, pédagogie inversée, développement du leadership, accompagnement adapté.

EVALUATION DES ETUDIANTS 

Elle portera sur la réalisation d’exercices concernant : la rédaction d’un CV et d’une lettre de motivation efficaces, des simulations d’entretiens de recrutement, des présentations écrites et orales à propos des thèmes précisés ci-dessus.

ORGANISATION DES COURS 

Les cours « Insertion professionnelle » s’organisent ainsi, il y a un décloisonnement des enseignements, ils sont orientés vers la recherche de stage/emploi et la communication :

- des forums du recrutement et des carrières sont proposés,

- les cours et TD sont donnés durant le semestre 1 de l’année universitaire (bac +5),  soit 8 heures.

Ce calendrier est ponctué d’échanges par e-mail et en face à face avec l’enseignante, en fonction des besoins de l’étudiants.

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- apprendre à mieux se connaître (ses points faibles et ses points forts) afin de mieux communiquer.

METHODE

- apports théoriques,  «Communication écrite, orale», et «Bien démarrer sa vie professionnelle»

- mise en situation, avec la présentation orale (diaporama) et écrite d’un sujet en lien avec le recrutement,

- connaissance de soi, pédagogie inversée, développement du leadership, accompagnement adapté.

EVALUATION DES ETUDIANTS 

Elle portera sur la réalisation d’exercices concernant : la rédaction d’un CV et d’une lettre de motivation efficaces, des simulations d’entretiens de recrutement, des présentations écrites et orales à propos des thèmes précisés ci-dessus.

ORGANISATION DES COURS 

Les cours « Insertion professionnelle » s’organisent ainsi, il y a un décloisonnement des enseignements, ils sont orientés vers la recherche de stage/emploi et la communication :

- des forums du recrutement et des carrières sont proposés,

- les cours et TD sont donnés durant le semestre 1 de l’année universitaire (bac +5),  soit 8 heures.

Ce calendrier est ponctué d’échanges par e-mail et en face à face avec l’enseignante, en fonction des besoins de l’étudiants.

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Le cours consiste à introduire l’approche de modélisation par l’outil Bond Graph. Il s’agit d’une approche multi-physique permettant de modéliser, sous le même langage, différents phénomènes physiques et de prendre en compte les divers couplages entre les composants d’un système. Cette approche est appliquée dans ce cours à différents exemples de systèmes multi-flux et multi-physiques.

Le cours est complété par un bureau d’étude qui consiste à modéliser un actionneur électro-hydrostatique (EHA) d’un avion A320 par l’approche Bond Graph et à remplacer la source d’alimentation de cet EHA par une pile à combustible hybridée par des super condensateurs.

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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

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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).

In addition to the hybridization theorie and the energy management of multi-source systems, the course is based on several examples of hybrid energy systems from the Laplace laboratory experience feedback. These examples relate in particular to the transport field (aeronautics, rail and road).

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Le cours consiste à introduire l’approche de modélisation par l’outil Bond Graph. Il s’agit d’une approche multi-physique permettant de modéliser, sous le même langage, différents phénomènes physiques et de prendre en compte les divers couplages entre les composants d’un système. Cette approche est appliquée dans ce cours à différents exemples de systèmes multi-flux et multi-physiques.

Le cours est complété par un bureau d’étude qui consiste à modéliser un actionneur électro-hydrostatique (EHA) d’un avion A320 par l’approche Bond Graph et à remplacer la source d’alimentation de cet EHA par une pile à combustible hybridée par des super condensateurs.

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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

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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).

In addition to the hybridization theorie and the energy management of multi-source systems, the course is based on several examples of hybrid energy systems from the Laplace laboratory experience feedback. These examples relate in particular to the transport field (aeronautics, rail and road).

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À l’issue de ce module, les étudiants connaitront les éléments à prendre en compte lors du dimensionnement d’un réseau embarqué, comme les problématiques de qualité et stabilité, l’apport de l’hybridation, la sécurité et la fiabilité et la CEM.

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• 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.

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les réseaux électriques intelligents plus communément nommés ‘’smart grids’’ se situent pleinement dans le contexte de la transition énergétique. L’électrification massive constitue une voie privilégiée vers la nécessaire décarbonation du paysage. Après la mécanisation et l’informatique (internet), les smart grids sont considérés comme la 3eme révolution industrielle, de par le fait qu’ils constituent le maillon essentiel pour favoriser l’équilibrage production consommation d’électricité qui deviendra de plus en plus précaire au fur et à mesure de l’intégration massive d’énergies renouvelables intermittentes (solaire, éolien). Les smart grids se définissent par l’idée d’intégrer infrastructure électrique (énergie) les Technologies de l’Information et de la Communication, ceci afin d’apporter la flexibilité nécessaire pour résoudre ce problème d’équilibrage de puissance dans des conditions fiables (résilientes aux défauts, cyberattaques,…) et pour un cout acceptable par les consommateurs.

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À l’issue de ce module, les étudiants connaitront les éléments à prendre en compte lors du dimensionnement d’un réseau embarqué, comme les problématiques de qualité et stabilité, l’apport de l’hybridation, la sécurité et la fiabilité et la CEM.

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• 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.

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les réseaux électriques intelligents plus communément nommés ‘’smart grids’’ se situent pleinement dans le contexte de la transition énergétique. L’électrification massive constitue une voie privilégiée vers la nécessaire décarbonation du paysage. Après la mécanisation et l’informatique (internet), les smart grids sont considérés comme la 3eme révolution industrielle, de par le fait qu’ils constituent le maillon essentiel pour favoriser l’équilibrage production consommation d’électricité qui deviendra de plus en plus précaire au fur et à mesure de l’intégration massive d’énergies renouvelables intermittentes (solaire, éolien). Les smart grids se définissent par l’idée d’intégrer infrastructure électrique (énergie) les Technologies de l’Information et de la Communication, ceci afin d’apporter la flexibilité nécessaire pour résoudre ce problème d’équilibrage de puissance dans des conditions fiables (résilientes aux défauts, cyberattaques,…) et pour un cout acceptable par les consommateurs.

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Introduction sur les biocarburants :

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

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I 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.

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L’hydroélectricité : différents types d’ouvrages

Les barrages, leur classement et leur surveillance

Les différentes turbines et le choix en fonction des caractéristiques de l’ouvrage

L'hydrologie d'un aménagement, les ouvrages de prise d'eau, d'amenée et de restitution, les turbines et la puissance disponible, les impacts environnementaux et leurs mesures de réduction. Réglementation à appliquer.

Organisation et législation de la production hydraulique en France, contrats d’obligation d’achat

Prédimensionnement technico-économique d’une centrale (BE

Visite du site de production EDF Bazacle

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Introduction sur les biocarburants :

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

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I 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.

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L’hydroélectricité : différents types d’ouvrages

Les barrages, leur classement et leur surveillance

Les différentes turbines et le choix en fonction des caractéristiques de l’ouvrage

L'hydrologie d'un aménagement, les ouvrages de prise d'eau, d'amenée et de restitution, les turbines et la puissance disponible, les impacts environnementaux et leurs mesures de réduction. Réglementation à appliquer.

Organisation et législation de la production hydraulique en France, contrats d’obligation d’achat

Prédimensionnement technico-économique d’une centrale (BE

Visite du site de production EDF Bazacle

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- analyser et synthétiser efficacement de façon à mieux communiquer oralement et à l’écrit, à propos de thèmes suivants : réussir son entretien de recrutement en présentiel en distanciel, les speed net working, le marché de l’emploi, le développement des starts up les codes du recrutement, point sur les outils du recrutement, utilisation de LINKEDIN, négocier son contrat de travail, son salaire, l’intérêt de l’expatriation…

- apprendre à mieux se connaître (ses points faibles et ses points forts) afin de mieux communiquer.

METHODE

- apports théoriques,  «Communication écrite, orale», et «Bien démarrer sa vie professionnelle»

- mise en situation, avec la présentation orale (diaporama) et écrite d’un sujet en lien avec le recrutement,

- connaissance de soi, pédagogie inversée, développement du leadership, accompagnement adapté.

EVALUATION DES ETUDIANTS 

Elle portera sur la réalisation d’exercices concernant : la rédaction d’un CV et d’une lettre de motivation efficaces, des simulations d’entretiens de recrutement, des présentations écrites et orales à propos des thèmes précisés ci-dessus.

ORGANISATION DES COURS 

Les cours « Insertion professionnelle » s’organisent ainsi, il y a un décloisonnement des enseignements, ils sont orientés vers la recherche de stage/emploi et la communication :

- des forums du recrutement et des carrières sont proposés,

- les cours et TD sont donnés durant le semestre 1 de l’année universitaire (bac +5),  soit 8 heures.

Ce calendrier est ponctué d’échanges par e-mail et en face à face avec l’enseignante, en fonction des besoins de l’étudiants.

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