Programme des cours 2015-2016
MECA0037-1  
Centrales thermiques et cogénération
Durée :
24h Th, 24h Pr, 12h Proj.
Nombre de crédits :
Master en ingénieur civil électromécanicien, à finalité5
Nom du professeur :
Pierre Dewallef, Angélique Léonard
Langue(s) du cours :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au deuxième quadrimestre
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus du cours :
Le cours introduit les notions de base du fonctionnement, de la modélisation thermodynamique et de l'optimisation des cycles thermiques moteurs utilisés actuellement pour la production d'électricité à base de combustibles fossiles, nucléaires mais aussi renouvelables. Certains aspects économiques comme le calcul du coût de l'électricité sont abordés. Le cours s'organise comme suit :
1) rappels sur l'analyse des cycles thermodynamiques à vapeur et à gaz;
2) technologie des turbines à gaz ;
3) optimisation des cycles combinés turbines gaz/vapeur ;
4) centrales avancées à charbon : cycles supercritiques et centrales à gazéification intégrée du charbon dans un cycle combiné ;
5) cogénération ;
6) Filières de combustibles
7) technologies de captage et de stockage du CO2 ;
8) aspects économiques.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
Au terme de ce cours l'étudiant maîtrise les techniques de modélisation des composants intervenant dans les cycles à vapeur, à gaz et les cycles combinés. La modélisation des pertes et du fonctionnement hors régime nominal est aussi abordée.
L'étudiant est capable d'intégrer ces différents composants et d'en optimiser les caractéristiques afin de maximiser le rendement énergétique du cycle. L'étudiant a aussi appris à intégrer l'équilibre entre les coûts d'exploitation et les coûts d'investissement ainsi que les contraintes environnementales.
L'étudiant aura été sensibilisé au concept de l'équilibre entre la consommation et la production d'énergie ainsi que son influence sur le coût final de l'énergie.
Savoirs et compétences prérequis :
Le cours s'appuie sur les concepts exposés dans le cours de Thermodynamique appliquée et introduction aux machines thermiques (MECA0002-1). L'étudiant devra être familier avec les concepts issus des premier et second principes de la thermodynamique et de leur application aux systèmes ouverts en régime stabilisé.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Le cours repose sur des exposés théoriques (30h) et des séances d'exercices (30h).
  • Les concepts généraux et leur expression mathématique son exposés lors du cours théoriques. Les résultats théoriques sont discutés en détails et illustrés par des exemples issus de l'industrie.
  • Durant les séances d'exercices les étudiants sont invités à mettre en œuvre les techniques exposées au cours théorique. L'utilisation de logiciels adaptés à la résolution de problèmes thermodynamiques permet de confronter l'étudiant à la conception et à l'optimisation de centrales thermiques dans le cadre d'un avant projet.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
Cours en présentiel (4 heures de cours par semaine au second semestre)
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Transparents pour la théorie et les exercices
Modalités d'évaluation et critères :
Un examen écrit portant sur les exercices et un examen oral portant sur la théorie.
La note globale de fin d'année est obtenue en pondérant les notes de l'examen écrit (60%) et de l'examen oral (40%).
L'examen de seconde session comporte une épreuve unique portant sur toute la matière.
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Ce cours est donné en co-titulariat par les Profs Pierre Dewallef et Angélique Léonard. Les parties relatives au centrales seront courvertes par le Prof. Pierre Dewallef alors que les matières liées aux filières combustibles et la capture CO2 seront vues par le Prof. Angélique Léonard.
Contacts :
Pierre DEWALLEF
Laboratoire de Thermodynamique, B49 tél : +32 (0)4 366 99 95 p.dewallef@ulg.ac.be


Prof. Angélique LEONARD Dpt of Chemical Engineering PEPs - Products, Environment, Processes Quartier Agora Institut de Physique, B5a, Bureau 1/51 Tél. 04/366.44.36 A.Leonard@ulg.ac.be