Cours en ligne et simulateur de thermodynamique appliquée

Modules de FAD ExpliSite

Modules ExpliSite

Ces modules couvrent l'étude détaillée de trois des principaux exemples de systèmes énergétiques, à savoir le cycle de réfrigération, la turbine à gaz et la centrale à vapeur.

Présentation

Les modules de formation à distance EXPLISITE (Explorations Pédagogiques en Ligne avec SImulation des Technologies Energétiques) sont "intégrés", avec suivi personnalisé des parcours des élèves, centrés autour d'explorations virtuelles guidées des principaux exemples de systèmes énergétiques (réfrigérateur, turbine à gaz et cycle à vapeur), avec des liens vers des explications théoriques, technologiques, méthodologiques.

Ils ont été réalisés dans l'environnement Flash et avec une forte interactivité et un grand soin apporté à la qualité des écrans de travail (charte graphique, univers virtuel, caractères, animations de maintien en éveil, évaluation en ligne, intégration du simulateur), de modules de formation conçus de manière matricielle :

  • chaque technologie ou système énergétique correspond à une colonne proposant des analyses spécifiques, mais selon une méthodologie commune

  • en horizontal sont présentés les référentiels communs

Les scénarios explorent l'axe vertical, avec des liens vers les référentiels horizontaux portant notamment sur les bases et les composants, qui sont activés pour des compléments d'information ou en cas de difficultés. L'intégration du simulateur dans la scénarisation correspond à une des originalités et un des atouts de ces modules. L'évaluation en ligne des progrès effectués se fait essentiellement sous forme de QCM, portant sur des questions de compréhension, des bilans à compléter à partir des résultats fournis par le simulateur…

Les modules ExpliSite proposent des explorations virtuelles guidées de trois types de systèmes énergétiques, avec des liens vers des explications théoriques, technologiques, méthodologiques… en fonction des difficultés rencontrées. Ces explorations sont réellement des activités en ce sens que l'apprenant est incité en permanence à tester sa compréhension grâce à des reformulations, des demandes d'extraction d'informations qualitatives ou quantitatives pour renseigner des formulaires, répondre à des questions, effectuer des calculs de bilans…

  • les systèmes de référence étudiés (cycles à vapeur, turbines à gaz, systèmes de réfrigération…) permettent à l'apprenant de construire ses schémas cognitifs élémentaires pour les études de cycles, à partir desquels il peut ensuite élaborer des représentations d'installations plus complexes

  • ces systèmes de référence sont relativement simples, mais leur pleine compréhension est loin d'être immédiate : elle induit de nombreuses questions, dont les réponses sont structurantes pour l'apprenant

  • les systèmes présentés ayant une grande importance dans la vie pratique, leur étude permet d'ancrer l'énergétique dans le réel, ce qui renforce la motivation des apprenants

Bien que ces systèmes soient très différents, ils peuvent être abordés en suivant une démarche commune, elle aussi structurante quant à la démarche physicienne sous-jacente :

  • principes de fonctionnement

  • problématique contextuelle, notamment environnementale

  • technologie des composants, contraintes technologiques fortes

  • modélisation des composants (analytiques, Thermoptim, plus fins)

  • représentation des cycles dans les diagrammes

  • comparaison qualitative avec le cycle de Carnot

Ces modules de formation sont utilisés en association avec le progiciel Thermoptim. Ainsi, au cours des modules, les cycles étudiés peuvent être ouverts dans le simulateur et l’éditeur de schémas, ce qui permet d’expliquer simplement les phénomènes physiques en « sous- traitant » les calculs à l’ordinateur. L’élève se concentre alors sur l’architecture des cycles et sur leur paramétrage thermodynamique.

Lorsque vous lancez l'application, l'écran ci-dessous apparaît. Pour entrer dans le module, cliquez sur "Envoi", sans entrer de login ni de mot de passe.

 Contenu et organisation

Ces modules sont organisés autour d’un cours de pré-requis (notions de base de la thermodynamique) et de trois niveaux d’étude de difficulté croissante :

  • Niveau 1

    Description du cycle simple : ce niveau permet de rappeler les notions de base et d'expliquer le fonctionnement des composants thermodynamiques utilisés (compresseurs, turbines, chambres de combustion, échangeurs, détendeur...). Thermoptim y est utilisé pour permettre aux apprenants d'explorer un cycle réel.

  • Niveau 2

    Analyse des transformations subies par les fluides et identification des éléments du bilan énergétique du cycle.

  • Niveau 3

    Etude des améliorations possibles du cycle simple. Les modélisations sont réalisées avec le progiciel.

Le document ci-dessous vous fournit quelques explications de démarrage des modules ExpliSite.

Demarrage_ExpliSite.pdf

copyright R. Gicquel v2018.7

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