Cours en ligne et simulateur de thermodynamique appliquée

Accueil débutant

Bonjour,

Vous êtes un étudiant débutant en thermodynamique appliquée ou avec Thermoptim. Vous trouverez dans ce portail de nombreuses ressources pour dans un premier temps vous initier à la discipline et faire l'apprentissage du progiciel, puis pour effectuer des approfondissements.

Précisons qu'il s'agit essentiellement d'un enseignement de second cycle (troisième pour certaines activités personnelles), et que nous supposons que vous avez déjà suivi un cours de thermodynamique de premier cycle : nous nous contentons de faire un rappel des bases, sans les établir.

Vous découvrirez un outil original, les séances et modules (ensembles structurés de séances)  Diapason, qui sont essentiellement des présentations sonorisées de cours et exercices. Leur utilisation est comme vous le verrez très simple : une image est chargée à l'écran, et, si une bande-son lui est associée, elle est lue, vous fournissant les explications que vous auriez eues si l'enseignant était présent.

Vous pouvez contrôler le déroulement de la lecture des bandes-son en utilisant les boutons "écoute" et "pause" et le curseur situés en haut à droite de l'écran (un petit mode d'emploi situé en haut à gauche vous donnera plus d'explications). Dans certains cas, des liens hypertexte apparaissent en bas à gauche de l'écran, vous permettant d'accéder à différents types de documents de travail.  

Nous vous recommandons de commencer par lire la présentation des fonctionnalités de base de ce portail, puis vous pourrez découvrir Thermoptim :

  • présentation de Thermoptim

  • site de téléchargement de la version de démonstration

  • exercices de prise en mains

Nous vous proposons aussi un site d'auto-formation aux systèmes énergétiques qui vous permettra de vous former à la thermodynamique appliquée.

Enfin, vous trouverez sur ce portail de nombreuses fiches thématiques et vous pourrez télécharger des extraits du livre Systèmes Energétiques publié par les Presses de l'Ecole des Mines de Paris.

Présentation de Thermoptim

Thermoptim est un progiciel qui vous permet d'apprendre sans peine la thermodynamique : parallèlement ou même préalablement à la présentation des bases théoriques, vous pouvez effectuer des exercices très pratiques portant sur des applications de la discipline aux machines réelles, comme par exemple l'étude d'un réfrigérateur ou d'une centrale électrique... Vous verrez par vous-même que l'apprentissage de cet outil est très facile, et qu'il fournit des résultats extrêmement réalistes sans que vous soyez handicapé par les difficultés de calcul qui sont généralement la règle dans notre discipline.

Grâce à ses bibliothèques de fonctions thermodynamiques, Thermoptim permet de modéliser graphiquement des technologies énergétiques simples ou complexes sans écrire une seule équation, et d'obtenir des résultats extrêmement précis, qui peuvent être présentés visuellement sous des formes diverses. On peut en particulier s'affranchir de l'hypothèse très limitative des gaz parfaits, en introduisant des fluides réels.

Une séance sonorisée Diapason particulière vous permettra de vous initier en 20 mn aux principales fonctionnalités de l'outil.

Sachez enfin que Thermoptim est disponible en sept langues si vous préférez travailler avec une langue autre que le français.

  Site de téléchargement de la version de démonstration

Si vous ne disposez pas déjà de Thermoptim, vous pouvez télécharger, sur le site de S4E2 qui diffuse commercialement cet outil, la version de démonstration, qui vous permettra de relire tous les fichiers Thermoptim et de construire de petits exemples, mais pas de les sauvegarder.

  Exercices de prise en mains

Exploration de modèles existants

Des explorations de modèles existants des cycles de base de l'énergétique sont proposées dans l'explorateur de scénarios pédagogiques de Thermoptim. Elles portent sur :

  • une centrale électrique à vapeur ;

  • une turbine à gaz ;

  • d'un réfrigérateur domestique.

Construction de modèles

Les séances Diapason ci-dessous vous permettront d'apprendre à utiliser Thermoptim en construisant des modèles de cycles :

Si vous préférez travailler à partir d'un document papier, des exercices analogues sont disponibles dans la documentation de Thermoptim, sous forme de guides de prise en mains :

Module d'auto-formation aux systèmes énergétiques

Nous avons préparé à votre attention une série de modules d'auto-formation , qui proposent des parcours thématiques gradués à travers l'ensemble des ressources disponibles, avec une progression depuis les bases jusqu'à des activités personnelles dont certaines peuvent être relativement complexes.

Parmi ces modules, vous trouverez un  ensemble pédagogique destiné à l'autoformation sur les systèmes énergétiques basés sur la conversion de la chaleur, avec un accent particulier sur les principaux types de machines à fluide compressible (compresseurs, moteurs à combustion interne, turbines à gaz, turbines à vapeur, installations frigorifiques, cycles combinés, cogénération). Son objectif est de vous permettre de comprendre les principes de conception de ces systèmes, d'avoir une vision d'ensemble des différentes technologies utilisables pour leur réalisation, et de vous familiariser avec les méthodes d'analyse classiques et modernes (diagrammes, progiciels, etc.).

Il est subdivisé en trois grandes étapes :

  1. l'acquisition des concepts et des outils, consacrée aux rappels de thermodynamique, à l'étude des cycles de base, à la découverte des technologies mises en oeuvre et à l'apprentissage de Thermoptim (environ 12 h de travail)

  2. la consolidation des notions vues lors de la première étape, avec des compléments théoriques sur l'exergie et les échangeurs, l'étude des variantes des cycles de base, des cycles combinés et de la cogénération (environ 8h de travail)

  3. les approfondissements et la mise en application personnelle, donnant lieu à l'étude de cycles novateurs et/ou plus complexes que les précédents ainsi qu'à des réflexions sur les perspectives technologiques, à l'occasion de mini-projets que vous pouvez mener seul ou en groupe (la durée de cette étape dépend beaucoup des activités personnelles que vous déciderez de mener)

Des activités d'auto-évaluation sont à votre disposition pour tester votre compréhension des différentes notions. Une section leur est dédiée dans la rubrique Enseignement.

copyright R. Gicquel

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