Bases scientifiques et techniques de l'Ingénieur
Mis à jour le
Responsable(s) : M. Brice TREMEAC, M. Dany GAILLON
- Cours + travaux pratiques
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Durée : 40 heures
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Alternance
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4 crédits
Présentation
Objectifs
Instrumentation et mesures (30 heures)
Traitement des données/statistiques (26 heures)
Modélisation mathématique et numériques (32 heures)
A partir d'exemples simples étroitement liés à la physique, montrer comment la modélisation mathématique (mise en équations discrètes des phénomènes physiques), l'analyse numérique (étude des erreurs de modèle) et l'informatique scientifique (résolution effective sur ordinateur) peuvent être associés dans une démarche globale pour aider à la compréhension et à la maîtrise des phénomènes physiques.
Bases thermodynamiques de l'hydrogène (21 heures)
Compétences et débouchés
Programme
Contenu
Instrumentation et mesures (30 heures)
Calcul d’incertitude
Calcul d’incertitude par les statistiques. Calcul d’incertitude par un majorant de l’erreur. Métrologie.
Généralités sur les capteurs
Définitions. Caractéristiques d’une chaîne de mesure informatisée. Caractéristiques métrologiques d’un capteur. Caractéristiques de mesures. Grandeurs d’influence. Choix d’un capteur. Choix d’un conditionneur. Les convertisseurs. Considérations juridiques et commerciales.
Capteurs de température
Capteurs directs : effet thermoélectrique (Peltier, Thomson). Capteurs indirects : résistifs, thermistances.
Semi-conducteurs. Capteurs à infrarouge.
Capteurs d’humidité
Rappels de thermodynamique. Définitions relatives à l’hygrométrie. Hygromètres.
Capteurs de longueurs et déplacements
Capteurs résistifs. Capteurs capacitifs. Capteurs inductifs.
Capteurs de forces et accélération
Rappels sur la résistance des matériaux. Effet piézorésistif. Effet piézoélectrique. Capteur d’accélération.
Capteurs de débit et niveaux
Rappels sur les fluides. Mesure du débit : les principes. Mesure et détection de niveau.
Capteurs optiques
Rappels de photométrie et radiométrie. Photorésistances. Photodiodes. Phototransistors. Autres capteurs optiques.
TP chaine de mesure : application sur une chaine de mesure
Traitement des données/statistiques (26 heures)
Introduction à la théorie des probabilités
Probabilités conditionnelles et indépendance
Variables aléatoires
Manipulations d evariables aléatoires
Estimation
Test d'hypothèses
Modélisation mathématique et numériques (32 heures)
Cours
Recherche de zéro d'une fonction – optimisation
Méthode des moindres carrés, résolution de systèmes linéaires
Méthodes d'intégration, dérivation et d'interpolation
Résolution d’équations différentielles ordinaires et différentielles
Travaux pratiques
Optimisation de la taille d'ailettes
Intégration d'effort sur une pale d'éolienne
Simulation thermique dynamique du bâtiment
Répartition de températures dans une pièce
Compétences acquises
Capacité à construire un modèle mathématique dans des situations quotidiennes de l'ingénieur.
Bases thermodynamiques de l'hydrogène (21 heures)
Caractéristiques physiques et thermodynamiques de l’hydrogène
H2 gazeux et H2 liquide : température, pression, volume massique, point critique, diagramme enthalpique et entropique, etc…
Les ordres de grandeurs : masse, volume et énergie spécifique (du kJ/kg au Wh/kg ou kWh/(n)m3).
Les procédés de fabrication de l’hydrogène et les énergies spécifiques associées
Vaporeformage du gaz naturel et énergie spécifique
Electrolyse de l’eau et électrolyse à Haute Température et énergie spécifique
La liquéfaction de l’hydrogène et énergie spécifique
La compression de l’hydrogène et énergie spécifique
Utilisation de l’hydrogène dans des piles à combustibles
Principes de fonctionnement des piles à combustibles
Les énergies spécifiques associées
Modalités d'évaluation
Instrumentation et mesures (30 heures)
Traitement des données/statistiques (26 heures)
Modélisation mathématique et numériques (32 heures)
Bases thermodynamiques de l'hydrogène (21 heures)