Section:
Master en Sciences de l'ingénieur industriel - orientation électromécanique
Codification:
CE181
Conception énergétique : théorie
Enseignants:
Vincent HANUS

Volume horaire:
30
Pondération:
48
Activité obligatoiore:
Oui
Année académique:
2018-2019

Place de l'activité d'apprentissage dans le programme
Articulation avec d'autres activités d'apprentissage
  • Activités d'apprentissage supports + acquis d'apprentissage préalables requis

    Thermodynamique (TH210 - 2B):
    - Calculer diverses caractéristiques d'un cycle quelconque au moyen de formules, de tables et/ou d'un logiciel;
    - Appliquer les principes et les notions de la thermodynamique à un système pour en caractériser le comportement;
    Transferts thermiques (TT210 - 2B):
    - Calculer les caractéristiques thermiques et le transfert de chaleur dans un système thermique;
    Systèmes thermomécaniques : théorie (ET301 - 3B):
    - Reconnaître un type de machine ou de système particulier et expliquer son principe de fonctionnement, les phénomènes sous-jacents et l'utilité de chacun de ses accessoires.

  • Activités d'apprentissage complémentaires

Acquis d'apprentissage spécifiques sanctionnés par l'évaluation

L'étudiant sera capable au terme de l'activité de 30 heures organisée uniquement au premier quadrimestre:
- de simuler, au moyen de tables, de formules ou d'un logiciel, les phénomènes ayant lieu au sein d'un système thermomécanique;
- de concevoir un système thermomécanique sur base d'une modélisation;
- de démontrer divers théorèmes liés aux systèmes thermomécaniques.

At the end of this learning activity of 30 hours, the student will be able:
- to simulate the phenomena inside a thermomechanic system with tables, formula or a software;
- to design a thermomechanic system with a simulation;
- to demonstrate various theorems related to the thermomechanic systems.

Contenu

L'étudiant sera capable d'utiliser les ressources suivantes en termes de savoirs:
- Combustion: thermochimie, thermocinétique, rendement, simulation d'un processus de combustion, conception d'un appareil utilisant la combustion;
- Turbomachines: écoulement des fluides, bilan énergétique d'une pompe, simulation d'une turbomachine, conception d'une turbomachine;
- Machines volumétriques: cycles, bilan énergétique d'un moteur, simulation d'une pompe à piston, simulation d'un moteur, conception d'une machine volumétrique;
- Échangeurs: analyse thermique, simulation d'un échangeur, conception d'un échangeur, conception d'un caloduc,
- Réseaux d'échangeurs: concept du pincement pour deux fluides, concept du pincement pour un réseau, conception d'un réseau d'échangeurs;
- Cycles de puissance: cycles, simulation d'un cycle gaz, conception d'un cycle vapeur;
- Cycles à compression de vapeur: cycles, simulation de la compression mécanique d'un gaz condensable, conception d'une machine frigorifique.

The student will be able to use the following ressources as knowledge:
- Combustion: thermochemistry, thermokinetics, efficiency, simulation orf the combustion process, design of a device using combustion;
- Turbomachines: fluid flow, efficiencies in a rotodynamic pump, simulation of a turbomachine, design of a turbomachine;
- Volumetric machines: cycles, efficiencies in an engine, simulation of a piston pump, simulation of an engine, design of a volumetric machine;
- Heat exchangers: thermal analysis, rating of a heat exchanger, sizing of a heat exchanger, design of a heat pipe;
- Pinch technology: pinch concept for two streams, pinch concept for a stream network; stream network design;
- Power cycles: cycles, simulation of a gas cycle, design of a steam cycle.
- Vapor compression cycles: cycles, simulation of a mechanical compression of a condensable gas, design of a refrigerating machine.

L'activité d'apprentissage est divisée en six séances théoriques de 4 heures au premier quadrimestre. Le ou les chapitres vus à chaque séance sont donnés préalablement sur la plateforme d'e-learning. L'étudiant souhaitant assister au cours peut donc préparer les séances théoriques en explorant préalablement les parties à voir. L'étudiant ne souhaitant pas assister au cours a les informations nécessaires pour évoluer seul dans la connaissance des équipements étudiés. L'accès à chaque séance théorique est conditionné à un travail de recherche préalable: au plus tard la veille à 18 heures, l'étudiant doit déposer sur la plateforme d'e-learning une coupe ou un schéma détaillé d'une machine ou d'un dispositif étudié lors de la séance en question. Pour faciliter la recherche, une liste préalablement établie par l'enseignant est mise en ligne, et les sujets réservés par les étudiants (via e-mail, de préférence) sont retirés au fur et à mesure (la liste est mise à jour au mieux une fois par jour, au pire une fois par semaine); les étudiants ayant choisi le même équipement doivent se concerter pour ne pas présenter la même image; les étudiants sont libres de proposer des équipements alternatifs qui seraient concernés par le cours mais non contenus dans la liste. Les résultats de cette recherche sont examinés en début de cours: chaque étudiant doit répondre à une série de demandes d'explication sur son poster. L'étudiant n'ayant pas déposé sur la plateforme son résultat de recherche peut exceptionnellement l'apporter en version papier (par exemple, dans le cas d'un poster, ou d'un livre issu de la bibliothèque); sans résultat, l'étudiant n'est pas autorisé à assister au cours.
Méthodes d'enseignement-apprentissage mises en oeuvre

L'activité d'apprentissage est divisée en six séances théoriques de 4 heures au premier quadrimestre.

Le ou les chapitres vus à chaque séance sont donnés préalablement sur la plateforme d'e-learning. L'étudiant souhaitant assister au cours peut donc préparer les séances théoriques en explorant préalablement les parties à voir. L'étudiant ne souhaitant pas assister au cours a les informations nécessaires pour évoluer seul dans la connaissance des équipements étudiés.

L'accès à chaque séance théorique est conditionné à un travail de recherche préalable: au plus tard la veille à 18 heures, l'étudiant doit déposer sur la plateforme d'e-learning une coupe ou un schéma détaillé d'une machine ou d'un dispositif étudié lors de la séance en question. Pour faciliter la recherche, une liste préalablement établie par l'enseignant est mise en ligne, et les sujets réservés par les étudiants (via e-mail, de préférence) sont retirés au fur et à mesure (la liste est mise à jour au mieux une fois par jour, au pire une fois par semaine); les étudiants ayant choisi le même équipement doivent se concerter pour ne pas présenter la même image; les étudiants sont libres de proposer des équipements alternatifs qui seraient concernés par le cours mais non contenus dans la liste. Les résultats de cette recherche sont examinés en début de cours: chaque étudiant doit répondre à une série de demandes d'explication sur son poster. L'étudiant n'ayant pas déposé sur la plateforme son résultat de recherche peut exceptionnellement l'apporter en version papier (par exemple, dans le cas d'un poster, ou d'un livre issu de la bibliothèque); sans résultat, l'étudiant n'est pas autorisé à assister au cours.

Modalités d'évaluation de l'activité d'apprentissagee
Septembre - JanvierSeconde Session
ExamensExamen oral
Pondération : 100%
Examen oral
Pondération : 100%

Pondération en % par rapport au total de l’activité d’apprentissage ou de l’UE si l’évaluation est intégrée.

Description éventuelle

    Pour l'examen oral, l'étudiant doit répondre à deux questions (70% de la note finale) et démontrer deux théorèmes (30% de la note finale). Les questions sont relatives à deux acquis d'apprentissage:
    - simuler, au moyen de tables, de formules ou d'un logiciel, les phénomènes ayant lieu au sein d'un système thermomécanique (40% de la note finale);
    - concevoir un système thermomécanique sur base d'une modélisation (30% de la note finale).
    La cotation du premier acquis d'apprentissage se fait sur la base suivante:
    - un niveau satisfaisant est atteint si l'étudiant réalise un schéma complet, donne les formules de base ou les diagrammes pertinent, et présente deux améliorations de la simulation par rapport aux relations de base (explication du phénomène qu'elle modélise et façon de le modéliser explicitée);
    - l'étudiant peut se distinguer en présentant une troisième amélioration de manière tout aussi détaillée, en citant toutes les autres améliorations possibles, et en montrant les liens avec les autres chapitres du cours.
    La cotation du second acquis d'apprentissage se fait sur la base suivante: la totalité des points est accordée si l'étudiant identifie toutes les données de départ nécessaire, tous les résultats finaux produits, les liens entre les données et les résultats (soit la démarche de dimensionnement), et tous les choix posés au cours de cette démarche.
    Les 30 % restants de la note finale viennent de la démonstration de deux des théorèmes numérotés du cours (tiré au sort), à réaliser en moins de 60 minutes sur papier.
    L'examen de seconde session se déroule selon les mêmes modalités, à l'exception que l'étudiant n'est pas interrogé, pour les deux premiers acquis d'apprentissage, sur le chapitre qui concerne le dernier bureau d'études qu'il a rendu si ce dernier était réussi: seule la démonstration tirée au sort peut porter sur ce chapitre.
    Voir également la partie "Organisation" des notes et le document récapitulatif des modalités d'évaluation.

Ressources
Supports indispensables pour atteindre les acquis d'apprentissage

    Un syllabus d'approximativement 150 pages est distribué au premier cours.

Sources et référence

    Techniques de l'ingénieur

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