La production d'énergie (nucléaire, hydro-électriques)

Code UE : USEE2X

  • Cours
  • 4 crédits

Responsable national

Elie KAFROUNI

Responsable opérationnel

Elie KAFROUNI

Objectifs pédagogiques

L'objectif de ce module est développer les connaissances générales en matière d'énergies nucléaire, hydraulique, pile à combustible,  dans le nouveau contexte énergétique du XXIème siècle. Il s'agit ici de couvrir les principales techniques de génération électrique à partir de l'énergie hydraulique, et de fusion nucléaire. Les aspects de production décentralisée seront également abordés en termes de contraintes sur les réseaux électriques. Ce module est composé de deux parties.

Contenu

Énergie nucléaire
  • Généralités sur l'énergie nucléaire : Réactions nucléaires et sections efficaces des neutrons. Fission et fusion.
  • Bases de physique neutronique : diffusion et ralentissement des neutrons.
  • Neutrons rapides et thermiques. milieu multiplicateur des neutrons.
  • Les réacteurs nucléaires : Réaction en chaîne.
  • Les différentes filières possibles.
  • Les réacteurs à eau pressurisée.
  • Les réacteurs à neutrons rapides.
  • L'EPR
  • Les combustibles nucléaires.
  • Expérimentation et métrologie neutronique. Protection et sécurité et sûreté des installations
  • Introduction à la fusion nucléaire
  • Génération d'énergie électrique et couplage au réseau EDF.
Énergie hydraulique
  • Rappel des notions utiles au calcul d'écoulements permanents et non permanents à surface libre et sous pression.
  • Puissance d'un cours d'eau, pertes de charge, récupération de l'énergie
  • Rendement, débit installé, mode de gestion (annuelle, saisonnier, journalier)
  • Dispositifs d'accumulation, ouvrages de prise, de mise en charge et de restitution,
  • Historique et principe de fonctionnement des turbines : bilan énergétique, turbine Francis, turbine Pelton, turbine Kaplan, groupes bulbes, courbes caractéristiques,
  • Notions sur les pompes et machines volumétriques,
  • Dispositifs anti-bélier (cheminée d'équilibre,...),
  • Cavitation,
  • Analyse technico-économique d'ouvrages dans un contexte d'encouragement des énergies renouvelables. Impacts sociétaux et environnementaux.
  • Conversion en énergie électrique, couplage au réseau EDF
Pile à combustible et production d'énergie électrique
  • Historique
  • Définition
  • La thermodynamique de la pile à combustible
  • La cinétique de la pile à combustible
  • Le cœur de la pile
  • Les différentes filières de piles à combustible
  • Les composants des piles à combustible
  • Avantages et Inconvénients
  • Aspects économiques et écologiques
  • Génération et stockage de l'hydrogène
  • Production d'énergie électrique
  • Exemples d'applications concrets : les véhicules automobiles, etc.
Cogénération : production d'électricité renouvelable
  • Les principes
  • Les rendements de conversion thermique en électricité
  • La cogénération de chaleur et d'électricité
  • La multigénération : chaleur, électricité, froid, processus industriels, méthanation, biocarburants ligno-cellulosiques
  • Les technologies de production par la biomasse solide
  • La filière vapeur : turbines et moteurs, chaudières, principes, rendements
  • La filière organique (Cycle de Rankine)
  • La filière gazéification
  • La filière Stirling
  • Les technologies de production par la biomasse liquide ou gazeuse
  • Le biogaz de décharges - Le biogaz industriel - Le biogaz des collectivités : STEP, ordures ménagères
  • Les biocarburants liquides
  • Le contexte politique et réglementaire
  • Les tarifs d'achats, les primes
  • Les appels d'offre de la CRE
  • La valorisation de la chaleur
  • Les contrats d'achat de l'électricité
  • La conduite de projet
  • La validation de la ressource
  • Inventaire des ressources en quantité, qualité et prix sur la durée des contrats
  • Vérification des qualités méthanogènes pour les biomasses humides
  • Les plans d'approvisionnement et les acteurs
  • La logistique à échelle industrielle
  • Les contrats d'achat de la matière
  • L'étude économique
  • Investissements
  • Coûts d'exploitation
  • Valorisation de la chaleur
  • Contrats de vente
  • Rentabilité, calcul des risques
  • Le montage juridique
  • Exemple de projet dans la filière bois
  • Exemple de projet en biogaz de collectivité

Modalité d'évaluation

  • Contrôle continu     : 50%
  • Examen final           : 45%
  • Participation            : 05%
  • Travaux pratiques    : 0%

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants

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Equipe pédagogique
Modalité(s) / Lieu(x)
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Modalité(s) / Lieu(x)
  • Enseignée en formation présentielle et/ou partiellement à distance : Hauts de France
  • Type Intitulé Equipe pédagogique Modalité(s) / Lieu(x) Code

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    Cnam Picardie
    Avenue des Facultés
    80025 Amiens Cedex 01
    Tel :03 22 33 65 68
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    Enseignement non programmé en 2017/2018