Durée
24h Th, 24h Pr, 12h Proj.
Nombre de crédits
| Master : ingénieur civil électromécanicien, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au deuxième quadrimestre
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
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) de l'unité d'enseignement
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, and Processes
Quartier Agora
Institut de Physique, B5a, Bureau 1/51
Tél. 04/366.44.36
A.Leonard@uliege.be