Cours en ligne et simulateur de thermodynamique appliquée

Fiches-guides de TD disponibles

Remarque

Cette page fournit des liens directs vers les fiches-guides de TD, qui constituent un nouveau type de ressource pédagogique particulièrement intéressant à double titre :

  • elles permettent en premier lieu de proposer aux élèves des activités personnelles de travaux dirigés, exercices ou projets, besoin qui était jusqu'ici mal résolu, les ressources antérieures couvrant uniquement le cours et les exercices guidés pas à pas ;

  • elles constituent en second lieu un moyen particulièrement souple de réappropriation et personnalisation par les enseignants de ressources déjà développées, étant donné leur structure et leur contenu, qui est indicatif plus que normatif.

Fiches-guides de TD disponibles

Ces fiches-guides existent en deux versions, l'une complète avec corrigés, réservée aux seuls enseignants identifiés, et l'autre sans les corrigés, librement accessible. Si vous désirez avoir accès aux corrigés, veuillez remplir le formulaire d'inscription ci-dessous. Nous vous contacterons pour vérifier vos qualités, puis nous vous fournirons un login et un mot de passe.

Plan-type

Le plan-type d'une fiche-guide est le suivant :

1) Objectifs du TD ( généraux et variantes, contexte, démarche, prérequis, objectifs pédagogiques, types d'activités)

2) Références (principales et annexes)

3) TD principal (énoncé, démarche de résolution, avec renvoi éventuel sur séances Diapason, difficultés, visualisation dans les diagrammes thermodynamiques, comparaison avec le cycle de Carnot)

4) Variantes (énoncés, démarches, difficultés...)

5) Fichiers de travail

Remarque

Liste des fiches-guides

FG1 Centrale solaire SEGS

Cette fiche-guide permet d'étudier le fonctionnement des centrales électriques solaires et de montrer comment on peut les modéliser de manière réaliste avec Thermoptim. Le TD est centré sur la modélisation d'une centrale solaire du type SEGS mise au point par la société Luz, représentée comme une simple variante d'un cycle de Rankine, où la chaudière est remplacée par un générateur de vapeur dont le caloporteur est réchauffé par le champ de capteurs.

Elle fait appel à deux classes externes, "solar concentrator" et "Dowtherm A".

FG2 Turboréacteurs 

Cette fiche-guide traite des turboréacteurs et montre aux élèves comment construire des modèles de turboréacteurs de complexité croissante (simple flux au point fixe au sol avec une variante d'une turbine à gaz munie d'une tuyère, simple flux en vol avec diffuseur d'entrée, configuration à double flux).

Elle fait appel à deux composants externes, "diffuser", "nozzle" et au pilote "thrust".

FG3 Etang solaire

Cette fiche-guide traite des systèmes de génération d’électricité à partir d’un étang solaire à gradient inverse.

FG4 Paco SOFC

Cette fiche-guide est consacrée à des piles à combustible du type SOFC. Elle permet de construire des modèles de complexité croissante, et s'appuie sur les séances Diapason S61 à S63 développées lors de la première phase.

Elle fait appel à de nombreuses classes externes introduites progressivement dans le document.

FG5 OTEC fermé, OTEC ouvert

Cette fiche-guide permet aux élèves d'étudier le fonctionnement de centrales électriques utilisant le gradient thermique des océans (OTEC pour Ocean Thermal Energy Conversion). Deux variantes sont étudiées : la plus simple correspond à un cycle fermé, et la seconde à un cycle ouvert qui présente l'avantage de produire aussi de l'eau potable.

FG6 Tours de refroidissement

Cette fiche-guide est centrée sur la modélisation des tours de refroidissement, son objectif étant de montrer le gain de COP apporté à une machine frigorifique industrielle par l'utilisation d'une telle tour à la place d'un refroidissement par air du condenseur.

Elle fait appel à deux classes externes, "DirectCoolingTowerInlet" et "DirectCoolingTower".

FG7 Oxycombustion (AZEP)

Cette fiche-guide présente un cycle de capture du CO2 par oxycombustion appelé cycle AZEP pour Advanced Zero Emission Power. Elle a été préparée en partenariat avec l'EPFL.

Elle fait appel à trois classes externes, "MIEC_Inlet", "MIEC" et "ColdBattery".

FG8 Emissions de CO2 dans les cycles à combustion

Cette fiche-guide explique comment calculer les émissions de carbone et de gaz carbonique pour les cycles mettant en jeu des combustions.

Elle fait appel à une classe externe, "CO2 emissions".

FG9 Centrales électriques géothermiques

Cette fiche-guide traite des systèmes de génération d’électricité à partir de chaleur géothermique.

FG10 Cycles de réfrigération à éjecteur

Cette fiche-guide traite des cycles de réfrigération à éjecteur.

FG11 Optimisation des cycles combinés par la méthode du pincement

L'objectif du TD est d'étudier la mise en œuvre de la méthode du pincement pour l'optimisation de centrales électriques à cycle combiné et de montrer comment on peut les modéliser de manière réaliste avec Thermoptim. Pour pouvoir faire ce TD, il est nécessaire que vous ayez accès à la version Professionnelle ou Industrielle de Thermoptim.

FG12 Trigénération par micro turbine à gaz et cycle à absorption

Cette fiche guide explique comment modéliser une installation de trigénération, le cycle à absorption étant à simple effet

FG13 Absorption du CO2 dans du méthanol

Cette fiche guide permet d'étudier la capture du CO2 dans une centrale électrique par absorption dans du méthanol, et de montrer comment on peut la modéliser de manière réaliste avec Thermoptim

FG14 Climatisation

Cette fiche-guide traite de deux cycles de climatisation (un pour l'été et un pour l'hiver).

FG15 Modélisation d'un palier de centrale nucléaire N4 pour réacteur REP

Cette fiche-guide permet d'étudier un circuit secondaire de centrale nucléaire du type Réacteur à Eau Pressurisée : l'objectif est de le modéliser sous Thermoptim, de calculer son bilan énergétique, et de réaliser quelques analyses de sensibilité sur des paramètres modifiables

FG16 Etude des performances d'une turbine à gaz en fonction des paramètres de fonctionnement

L'objectif de ce travail est de faire découvrir aux élèves la technologie et le fonctionnement d'une turbine à gaz ainsi que les paramètres clés de son fonctionnement. Auteur : Patrice NORTIER.

FG17 Installations de cogénération à moteur à gaz

L'objectif de ce TD est l'étude et la modélisation sous Thermoptim d'installations de cogénération existantes, et l'analyse de l'influence des différents paramètres sur leurs performances.

FG18 Installations de cogénération à turbine à gaz

L'objectif de ce TD est l'étude et la modélisation sous Thermoptim d'installations de cogénération existantes, et l'analyse de l'influence des différents paramètres sur leurs performances.

FG19 Production d'énergie pour l'augmentation de capacité d'une papeterie

L'objectif de ce travail est de faire découvrir aux élèves la technologie et le fonctionnement d'installations de production d'énergie pour une papeterie, de leur faire étudier plusieurs options techniques et les comparer économiquement. Auteur : Patrice NORTIER.

FG20 Modélisation et pilotage d'un moteur Diesel

L'objectif de ce travail est de reprendre la modélisation du moteur Diesel qui fait l'objet de la séance Diapason S38, puis de présenter la manière dont peut être construit un pilote externe pour automatiser le paramétrage du cycle.

FG21 Extraction d'air au condenseur par éjecteurs d'un système propulsif à vapeur de la Marine Marchande

L'objectif de ce travail est de faire découvrir aux élèves la technologie et le fonctionnement d'installations de maintien du vide dans des condenseurs de cycles de propulsion à vapeur. Auteurs : R. Gicquel, P. Y. Larrieu.

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