2023-2024 / GERE0038-1

Systèmes énergétiques et énergies renouvelables

Durée

18h Th, 18h Pr

Nombre de crédits

 Master : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement, à finalité4 crédits 

Enseignant

Frédéric Lebeau

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Theorie

0. Introduction aux énergies renouvelables

Introduction aux systèmes énergétiques et aux ordres de grandeur énergétique, moteur et générateur électrique, système de production électrique conventionnel, facteurs favorisant les énergies renouvelables

1. Photovoltaïque

Radiation solaire, conversion photovoltaïque, performances, intégration, optimisation, applications

2. Eolien

Ressource éolienne, Elements des machines éoliennes, Production délectricité, applications

3. Bio-méthanisation

Digestion anaérobie, ressources disponibles, caractéristiques du biogaz, technologies de digesteur, valorisation du biogaz

4. Renouvelables émergeants et secondaires

Energie thermique océanique, énergie osmotique, energie marémotrice, énergie moulomotrice,  énergie géothermique, biomasse,

5. Stockage de l'énergie

Batteries, piles à combustibles, stockage à air comprimé, sockage à volants d'inertie, Pompage-turbinage, supercapacités, stockage magnétique à supraconducteur
 

Travaux pratiques

1. Technologies renouvelables futures et émergentes

Réalisation d'une classe inversée durant laquelle les étudiants présentent en groupe une technologie renouvelable émergente. 
 
2. Dimensionnement d'un micro-réseau isolé 

Modélisation d'un micro-réseau isolé au moyen d'un programme développé en Python orienté objet. La modélisation dynamique comprendra l'estimation des consommations , le dimensionnement des équipements de production ainsi qu'une stratégie de gestion l'intermittence. 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Le cours "Systèmes énergétiques et énergies renouvelables" proposé ici poursuit trois objectifs principaux de formation des bioingénieurs en Sciences et technologies de l'environnement: 1.  Former aux modes de production d'énergie (chaleur et électricité) à partir des principales sources renouvelables, en particulier dans le contexte de production décentralisée. 2. Donner les bases technico-économiques nécessaires pour aborder la mise en oeuvre de projets d'énergies renouvelables. 3. Gérer le stockage des énergies renouvelables intermitentes, par exemple en vue de la gestion d'îlots énergétique.
Après avoir suivi le cours, l'étudiant doit être :
- informé des principales sources d'énergie dont les renouvelables, de leurs bases physiques, de leur degré de maturité technologique, et de leur champ d'application.
- maîtriser les transformateurs d'énergie dont les moteurs et générateurs
- capable de choisir et dimensionner des systèmes de production d'énergie renouvelable.
- capable d'analyser les performances environnementales d'installations d'énergies renouvelables.
- capable de décrire, concevoir et dimensionner des systèmes énergétiques complexes
 

Savoirs et compétences prérequis

- connaissances générales en chimie, physique et biologie
- connaissances en électricité
- connaissances en thermodynamique
- connaissances en dynamique
- connaissances en programmation, algorithmique et modélisation

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Apprentissage théorique et travaux pratiques

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours magistral : 18h (présentiel ou à distance)
Projet d'énergies renouvelables, travaux pratiques 18 h
 

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Ziyad Salameh, 2014, Renewable Energy System Design, Academic Press, 298p.  ISBN: 978-0-12-374991-8
Disponibles en version électronique via la bibliothèque de l'ULg http://lib.ulg.ac.be/

Modalités d'évaluation et critères

Toutes sessions confondues :

- En présentiel

évaluation orale

- En distanciel

évaluation orale

- Si évaluation en "hybride"

préférence en distanciel


Explications complémentaires:

Examen oral (50%)
Présentation et rapport (50%)

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Contacts

f.lebeau@uliege.be

Association d'un ou plusieurs MOOCs