Cours en ligne et simulateur de thermodynamique appliquée

Explorations dirigées de modèles de cycle réalisés avec Thermoptim

Présentation générale

Le simulateur Thermoptim permet de modéliser de manière graphique et intuitive un très grand nombre de cycles thermodynamiques, des plus simples aux plus complexes. Il est utilisé aussi bien pour des besoins de formation que dans les laboratoires de recherche ou les bureaux d'étude industriels.

Un outil comme Thermoptim permet de compléter un enseignement classique de la thermodynamique par une grande diversité d'activités pédagogiques, qui peuvent être regroupées en deux principales catégories :

  • celles de découverte et initiation, notamment par exploration de modèles prédéfinis ;

  • celles de construction de modèles, qui concernent des apprenants cherchant à savoir modéliser par eux-mêmes des systèmes énergétiques.

Dans le premier cas, pour réduire les difficultés liées à l'utilisation du progiciel, les apprenants ne bâtissent pas par eux-mêmes les modèles, mais explorent et paramètrent des modèles déjà construits.

Ces explorations dirigées (ED) proposent différentes activités aux apprenants, comme de retrouver des valeurs dans les écrans du simulateur, le reparamétrer pour effectuer des analyses de sensibilité... Des explications contextuelles leur sont données progressivement.

Deux modes d'utilisation de ces ED sont possibles, soit hors ligne directement sur l'ordinateur de l'apprenant, soit en ligne.

Dans le premier cas, le scénario est présenté dans un navigateur particulier capable d'émuler Thermoptim, tandis que dans le second cas, il s'agit d'un navigateur classique, la version de démonstration du progiciel permettant alors de faire tous les exercices.

En faisant travailler les apprenants avec ces ED, on s'assure qu'ils ne perdent pas de temps sur des erreurs de manipulation qui ne présentent pas d'intérêt pédagogique, ce qui est essentiel si on veut que leur travail puisse être réalisé dans le temps toujours limité d'un cours. Les risques d'erreur diminuent ainsi considérablement, et, si elles surviennent, les apprenants n'ont qu'à réinitialiser le navigateur et Thermoptim en rechargeant les fichiers dont ils ont besoin.

Ultérieurement, si un apprenant est amené à construire par lui-même des modèles avec Thermoptim, il le fera avec beaucoup plus de facilité s'il a étudié ces ED car il se sera familiarisé avec les écrans du progiciel. Il trouvera alors toutes les explications nécessaires sur la manière de bâtir des modèles soit dans la documentation du progiciel soit dans les cours en ligne proposés dans ce portail.

Les scénarios d'explorations pédagogiques avec Thermoptim portent sur plus de 30 explorations dirigées de modèles existants, depuis les cycles de base (centrale à vapeur, turbine à gaz, installation frigorifique) et leurs variantes jusqu'à des cycles innovants à faible impact environnemental.

Les premières sont celles qui ont été développées dans le cadre des MOOC CTC. En mai 2020 elles ont été complétées par sept nouvelles explorations dirigées présentant des fonctionnalités avancées du progiciel.

Précisons deux points importants :

  • tout d'abord, l'émulation directe de Thermoptim depuis le navigateur n'est qu'une facilité secondaire qui simplifie un peu la vie de l'utilisateur, mais n'est absolument pas impérative pour suivre ces explorations dirigées. Chaque fois qu'une action sur le progiciel doit être effectuée, des indications précises sur la manière d'opérer sont données.

  • ensuite, le navigateur Thermoptim fait appel à des bibliothèques Java particulières, qui malheureusement ne sont pas disponibles dans tous les systèmes d'exploitation, de telle sorte que, sous Linux et Mac, il arrive que le navigateur ne peut pas être utilisé.

Il en résulte que l'on peut tirer le même bénéfice pédagogique de ces ED que l'on puisse ou non recourir au navigateur Thermoptim. Les étudier dans un navigateur standard permet de travailler aussi bien.

A la limite même, l'apprenant acquiert une meilleure maîtrise du progiciel s'il suit les instructions d'ouverture de ses différentes fenêtres que s'il se contente pour cela de cliquer sur un bouton.

Téléchargement et lancement du Navigateur Thermoptim

Les indications sur la manière d'installer les différentes versions du navigateur Thermoptim sont données dans cette page, pour Linux, MacIntosh et Windows. Les liens de téléchargement des anciennes versions utilisées dans les MOOC CTC y sont fournis. Le téléchargement des nouvelles versions 2.82 du navigateur se font à partir du site s4e2.com.

Version en ligne des explorations dirigées

La version en ligne des explorations dirigées est disponible ici et depuis les liens directs fournis dans les pages du portail.

Les différentes versions de démonstration de Thermoptim sont disponibles à partir de ce lien.

Démarrage des explorations

La liste des explorations dirigées disponibles est affichée dans le menu situé en haut à gauche de l'écran du navigateur.

Cette liste est aussi présentée de manière détaillée dans cette page du portail, avec un petit descriptif pour chacune d'elles.

Menu du navigateur

Si vous ne connaissez pas Thermoptim, commencez par la première de la liste qui vous fournira les indications essentielles.

Choisissez l'exploration dirigée qui vous intéresse et suivez les instructions qui vous sont données.

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