Sciences et techniques pour l'énergétique

Compléments de thermodynamique et utilités industrielles (46 heures)
Méthodologie d'approche d'une installation
Bilans : masse, énergie, entropie, exergie
Application à différents cycles de machines thermiques
Vapeur
Physique de la vapeur
Conception et dimensionnement de la boucle vapeur d'eau/condensat
Efficacité énergétique : économie d’énergie en chaufferie, sur le réseau de distribution, dans l’utilisation des purgeurs, sur le circuit de retour condensat, utilisation de la vapeur de revaporisation
Air comprimé :
Bases théoriques : pression, débit, vitesse
Distribution : pertes de charges, bouclage du réseau de distribution, capacité tampon.
Production : énergie spécifique de compression (Wh/(n)m3), vitesse variable, gestion multi compresseurs, refroidissement des compresseurs
Traitement : séchage (frigorifique ou à adsorption), critères de choix, coût énergétique en exploitation, filtration, déshuilage, etc.
Audit d’une installation : suivi des consommations, fuites, récupération d'énergie...
Refroidissement :
Tour de refroidissement ouvertes, fermées, hybrides ; refroidisseurs adiabatiques
Aspects réglementaires : la rubrique 2921
La liquéfaction des gaz
Cycles cryogéniques de liquéfaction
Principe (cycle de Linde et de Claude)
Application : production de gaz industriels, liquéfaction du gaz naturel
Les systèmes à sorption de production de froid
Les systèmes à absorption LiBr-eau
Les systèmes à absorption ammoniac-eau
L’adsorption solide

Valorisation : chaleur, biomasse, déchets, … (26 heures)
Introduction
Situer le contexte (économique, population mondiale, défis...)
Problème du CO2 et rappels sur la photosynthèse
Définitions (biomasse, carburants de première, deuxième et troisième génération...)
Les filières de valorisation et technologies associées
Les voies biochimiques (fermentation, méthanisation)
L'extraction
Les voies thermochimiques (combustion, pyrolyse, gazéification)
Les différents produits issus de la valorisation et leurs utilisations
Méthane
Bioéthanol
Biodiesel
Gaz de synthèse
Bio-huiles
Charbon
Applications
Les choix de la Normandie, de la France et de grands pays industrialisés ou émergents
Etude de cas- Dimensionnement d'une installation de méthanisation (en partie)
Visite d'installation Biomasse

Energie, climat : veille réglementaire et normative (26 heures)
Comment assurer les besoins en énergie sans hypothéquer l'avenir des générations futures ?
Impact environnemental et marché du CO2
Certificats d'émission, taxe carbone, Certificats d'économie d'énergie
Les protocoles internationaux et les directives européennes
La loi POPE, le Facteur 4, les PCET et la SNDD
La compensation carbone, les coûts du changement climatique
Analyse cycle de vie, les étiquetages énergétiques
L’ouverture des marchés de l'énergie, les composantes de la facturation, la CSPE
Le comptage de l’énergie, les contrats d’achat d’énergie

Etudes et visites techniques (12 heures)
Exemples de visites techniques
Visite de "poste source" RTE, de site éolien, de centrale nucléaire, de centrale solaire photovoltaïque, de chaufferie biomasse, de centre de méthanisation, etc..
Exemples d'études techniques
Dimensionnement d'une salle "blanche" dans l'industrie pharmaceutique depuis le cahier des charges jusqu’au dimensionnement complet de l’installation (réseaux hydrauliques et aérauliques, batteries, récupérateur d’énergie, ventilateur et pompe, régulation, filtres, pièges acoustiques, etc…)
La réglementation dans un environnement industriel : élaboration et hiérarchie des textes, structure du système législatif et réglementaire français, réglementation de l'environnement industriel, l'inspection des installations classées.
Dimensionnement d'une PAC géothermique sur sondes
Analyse comparative et dimensionnement d'un système de valorisation de chaleur fatale pour usage en chaleur ou valorisation en énergie électrique, en froid, etc...

Hydrogène pour le spatial (25 heures)
 
Chaine de valeur
Etude energétique  end to end de la production et à l'utilisation du LH2  (hydrogène liquéfié)
Infrastructure moyen d'essai
Installation de compression hydrogène  à partir d’hydrogène liquide (support Microsoft Visio Pro)
Transport hydrogène liquide/compressé
Transition vers la mobilité lourde
Re-aménagement péniche/bus/aviation pour l'H2
Compromis entre stockage GH2 v/s LH2   - PAC v/s combustion H2 
TP Hydrogène (12 heures)
TP électrolyseur PEM (Proton Exchange Membrane).
Mode de fonctionnement selon les paramétres T, P
Rendement eau/elec/quantité de H2 (kWh)
Stockage à haute pression
Comparaison thermodynamique/métrologie experimentale
Métrologie hydorgène liquéfié
Pile à combustible
Fonctionnement des stacks : montage d'une PAC et métrologie

Compléments de thermodynamique et utilités industrielles (46 heures)

Valorisation : chaleur, biomasse, déchets, … (26 heures)

Energie, climat : veille réglementaire et normative (26 heures)

Etudes et visites techniques (12 heures)

Hydrogène pour le spatial (25 heures)
TP Hydrogène (12 heures)