Section:
Master en Sciences de l'ingénieur industriel - orientation électromécanique
Codification:
CB181
Conception énergétique : bureau d'études
Enseignants:
Vincent HANUS

Volume horaire:
15
Pondération:
42
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

Concernant le cours théorique, l'étudiant sera capable au terme de l'activité de 15 heures organisée uniquement au second 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 générer les plans rendant compte de la conception du système thermomécanique.

At the end of this learning activity of 15 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 create the plans showing the design of a thermomechanic system.

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 12 séances de bureau d'études d'une heure au second quadrimestre. La première séance sert à valider définitivement le sujet de bureau d'études (publication de la liste sur la plateforme d'e-learning). Les étudiants désirant déjà se documenter sur un sujet avant le début de l'activité peuvent soumettre leur sujet préalablement. Les dix séances suivantes sont prévues pour que les étudiants reçoivent une assistance dans leur recherche, mais ces séances ne sont clairement pas suffisantes pour assurer le travail. Étant donné le temps restreint pour ces séances, il est procédé comme suit: - Au début de chaque séance, les questions sont recensées et regroupées selon les chapitres auxquels elles se rattachent; le temps d'examen de chaque question est estimé. Ainsi est constitué l'ordre du jour de la séance; à noter que l'ordre des chapitres est décalé de 1 à chaque séance pour que ce ne soit pas toujours les questions des mêmes chapitres qui sont examinées en dernier. - Selon le temps disponible, si les questions relatives à certains chapitres ne peuvent être examinées faute de temps, rendez-vous est pris avant la séance suivante entre l'enseignant et les étudiants travaillant sur un sujet relatif au chapitre concerné pour offrir la réponse à leurs questions; si une telle rencontre en présentiel n'est pas possible ou nécessaire (réponse très courte à une question), une alternative est un échange de courriel. - Il est procédé à l'examen de toutes les questions à l'ordre du jour. Les questions d'un même chapitre sont examinées simultanément. Les étudiants travaillant sur le même chapitre présentent au tableau ou via projecteur leurs questions, et l'enseignant répond au groupe. Les autres étudiants peuvent assister s'il le désirent, de manière à grandir leur expérience, ou bien peuvent disposer dès lors que les questions de leur chapitre ont été examinées ou que rendez-vous a été pris. La présence à ces séances n'est pas obligatoire, mais elles constituent la porte d'entrée pour poser ses questions à l'enseignant; l'enseignant se réserve le droit de refuser son aide à un étudiant qui le solliciterait par un autre canal. Le rapport est rendu à l'issue de la onzième séance par chaque étudiant; il est partagé sur la plateforme d'e-learning par l'enseignant dans une version commentée afin que chaque étudiant profite de l'exemple pratique de ses camarades. La dernière séance de l'activité d'apprentissage est prévue pour que chaque étudiant présente son travail sous forme de pitch, dans une volonté de communication vis-à-vis de leurs camarades sur le travail effectué; la présentation n'est pas cotée; pour profiter pleinement de l'expérience, il est préconisé aux auditeurs de prendre préalablement connaissance des rapports liés aux présentations. Le temps restreint n'autorise que 5 minutes par chapitre (examinés dans l'ordre du cours): les étudiants travaillant sur le même chapitre doivent dont faire une présentation commune très courte. En seconde session, l'aide de l'enseignant ne peut être sollicitée que via courriel. L'étudiant qui pose ses questions doit mettre en copie ses camarades travaillant sur le même chapitre, et l'enseignant répond à une fréquence hebdomadaire.
Méthodes d'enseignement-apprentissage mises en oeuvre

L'activité d'apprentissage est divisée en 12 séances de bureau d'études d'une heure au second quadrimestre.
La première séance sert à valider définitivement le sujet de bureau d'études (publication de la liste sur la plateforme d'e-learning). Les étudiants désirant déjà se documenter sur un sujet avant le début de l'activité peuvent soumettre leur sujet préalablement.
Les dix séances suivantes sont prévues pour que les étudiants reçoivent une assistance dans leur recherche, mais ces séances ne sont clairement pas suffisantes pour assurer le travail. Étant donné le temps restreint pour ces séances, il est procédé comme suit:
- Au début de chaque séance, les questions sont recensées et regroupées selon les chapitres auxquels elles se rattachent; le temps d'examen de chaque question est estimé. Ainsi est constitué l'ordre du jour de la séance; à noter que l'ordre des chapitres est décalé de 1 à chaque séance pour que ce ne soit pas toujours les questions des mêmes chapitres qui sont examinées en dernier.
- Selon le temps disponible, si les questions relatives à certains chapitres ne peuvent être examinées faute de temps, rendez-vous est pris avant la séance suivante entre l'enseignant et les étudiants travaillant sur un sujet relatif au chapitre concerné pour offrir la réponse à leurs questions; si une telle rencontre en présentiel n'est pas possible ou nécessaire (réponse très courte à une question), une alternative est un échange de courriel.
- Il est procédé à l'examen de toutes les questions à l'ordre du jour. Les questions d'un même chapitre sont examinées simultanément. Les étudiants travaillant sur le même chapitre présentent au tableau ou via projecteur leurs questions, et l'enseignant répond au groupe. Les autres étudiants peuvent assister s'il le désirent, de manière à grandir leur expérience, ou bien peuvent disposer dès lors que les questions de leur chapitre ont été examinées ou que rendez-vous a été pris. La présence à ces séances n'est pas obligatoire, mais elles constituent la porte d'entrée pour poser ses questions à l'enseignant; l'enseignant se réserve le droit de refuser son aide à un étudiant qui le solliciterait par un autre canal.
Le rapport est rendu à l'issue de la onzième séance par chaque étudiant; il est partagé sur la plateforme d'e-learning par l'enseignant dans une version commentée afin que chaque étudiant profite de l'exemple pratique de ses camarades.
La dernière séance de l'activité d'apprentissage est prévue pour que chaque étudiant présente son travail sous forme de pitch, dans une volonté de communication vis-à-vis de leurs camarades sur le travail effectué; la présentation n'est pas cotée; pour profiter pleinement de l'expérience, il est préconisé aux auditeurs de prendre préalablement connaissance des rapports liés aux présentations. Le temps restreint n'autorise que 5 minutes par chapitre (examinés dans l'ordre du cours): les étudiants travaillant sur le même chapitre doivent dont faire une présentation commune très courte.
En seconde session, l'aide de l'enseignant ne peut être sollicitée que via courriel. L'étudiant qui pose ses questions doit mettre en copie ses camarades travaillant sur le même chapitre, et l'enseignant répond à une fréquence hebdomadaire.

Modalités d'évaluation de l'activité d'apprentissagee
Février - JuinSeconde Session
TravauxRapport du bureau d'études
Pondération : 100%
Rapport du bureau d'études
Pondération : 100%

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

Description éventuelle

    La cotation de cette activité d'apprentissage se fait sur base d'un travail personnel: il consiste à concevoir et modéliser un système thermomécanique. Le sujet est laissé libre pour autant qu'il concerne un chapitre du cours, mais il doit être validé par l'enseignant: ce dernier veille notamment à ce qu'il n'y ait pas trop de personnes travaillant sur un même chapitre. Similairement aux situations que l'on peut rencontrer en industrie, relativement peu d'informations sont données, et l'étudiant devra donc déployer toute son ingénierie pour pallier le manque de données.
    Le rapport doit être fourni au plus tard à l'issue de la onzième séance sous version papier (en main propre ou dans le casier de l'enseignant) et sous version informatique(sur la plateforme d'e-learning): tout retard est sanctionné par une note nulle.
    Ce rapport s'attache à présenter les différentes étapes du dimensionnement et intègre à la fin un résumé de la démarche. La cotation du rapport se fait sur la base suivante:
    - largement insuffisant: modélisation simple avec erreurs;
    - insuffisant: modélisation simple correcte ou poussée avec erreurs;
    - faible: modélisation poussée correcte (les éléments alimentant la fiche technique sont abordés);
    - satisfaction: en plus d'une modélisation poussée correcte, des plans mécaniques ou un schéma de procédé (PFD ou P&ID) respectant les normes ISO 14617 et EN ISO 10628 sont dessinés correctement;
    - grade supérieur: considérations supplémentaires notables correctes à partir de la modélisation: comparaison de différents cycles, ou comparaison de différentes méthodes de calcul, établissement de la courbe caractéristique, quantification de l'influence de paramètres pertinents (c'est-à-dire des relations non triviales), conception mécanique, calculs et considérations mécaniques, calculs éléments finis, ou choix des composants constituant le système, calculs faisant appel à un autre chapitre que celui du projet, réalisation d'une fiche technique, etc.; des considérations mineures contribuent seulement pour moitié: des considérations notables avec erreurs, calcul du contexte, calcul du prix du système.

    En cas de seconde session pour l'activité d'apprentissage du bureau d'études, un nouveau travail personnel sur un nouveau sujet doit être élaboré et rendu selon les mêmes modalités pour le 16 août de l'année en cours.

    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 pour l'activité d'apprentissage concernant la théorie.

Sources et référence

    Techniques de l'ingénieur

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