Thermodynamique Avancée

Données Générales
Programme Académique	Formation ECAM Arts & Métiers			:
Type d'EC	Cours
Cours : 10h00 TD : 10h00 TP : 12h00 Durée totale : 32h00	Statut : Obligatoire	Période : SEMESTRE 6	Langue d'enseignement : Français

Acquis d'apprentissage
Acquérir des connaissances solides sur les équilibres hétérogenèses des corps purs. Acquérir des connaissances solides sur l'air humide. Être capable d'analyser les performances énergétiques d'installations ou de machines thermiques existantes. Être capable de dimensionner/ modéliser des machines thermiques dans le cadre d'un cahier des charges fixé, les machines en question, motrices ou réceptrices, sont à flux continus, et utilisent comme fluides de travail des corps purs soumis à des phénomènes de changements de phases. Il s'agit de turbines à vapeur, de machines frigorifiques ou de pompes à chaleur à compression mécanique de vapeur. Être capable de dimensionner une centrale de traitement d'air (CTA): température et humidité. Acquérir une culture technique dans le domaine des machines thermiques hébergeant des changements de phases, ainsi que le vocabulaire et les critères de performances spécifiques à chaque type d'application.

Acquis d'apprentissage

Acquérir des connaissances solides sur les équilibres hétérogenèses des corps purs.
Acquérir des connaissances solides sur l'air humide.
Être capable d'analyser les performances énergétiques d'installations ou de machines thermiques existantes.
Être capable de dimensionner/ modéliser des machines thermiques dans le cadre d'un cahier des charges fixé, les machines en question, motrices ou réceptrices, sont à flux continus, et utilisent comme fluides de travail des corps purs soumis à des phénomènes de changements de phases. Il s'agit de turbines à vapeur, de machines frigorifiques ou de pompes à chaleur à compression mécanique de vapeur.
Être capable de dimensionner une centrale de traitement d'air (CTA): température et humidité.
Acquérir une culture technique dans le domaine des machines thermiques hébergeant des changements de phases, ainsi que le vocabulaire et les critères de performances spécifiques à chaque type d'application.

Contenu
1. Changements et coexistences des phases 2. Les cycles moteurs à vapeur 2.1. Principe de fonctionnement et bilans énergétiques. 2.2. Utilisation des diagrammes thermodynamiques usuels. 2.3. Étude d'un cas pratique. 3. Les machines frigorifiques à compression mécanique de vapeur. 3.1. Généralité sur la réfrigération. 3.2. Importance de la nature du fluide frigorigène. 3.3. Fonctionnement et performances des machines frigorifiques. 3.4. Étude d'un cas pratique. 4. Les pompes à chaleur. 4.1. Les différentes utilisations du pompage de chaleur. 4.2. Fonctionnement et performances des pompes à chaleur. 4.3. Étude d'un cas pratique. 5. L'air humide et la climatisation 5.1. Généralités sur l'air humide 5.2. Importance sur la consommation énergétique des bâtiments 5.3. Utilisation du diagramme de l'air humide 5.4. Étude d'un cas pratique

Contenu

1. Changements et coexistences des phases
2. Les cycles moteurs à vapeur
2.1. Principe de fonctionnement et bilans énergétiques.
2.2. Utilisation des diagrammes thermodynamiques usuels.
2.3. Étude d'un cas pratique.
3. Les machines frigorifiques à compression mécanique de vapeur.
3.1. Généralité sur la réfrigération.
3.2. Importance de la nature du fluide frigorigène.
3.3. Fonctionnement et performances des machines frigorifiques.
3.4. Étude d'un cas pratique.
4. Les pompes à chaleur.
4.1. Les différentes utilisations du pompage de chaleur.
4.2. Fonctionnement et performances des pompes à chaleur.
4.3. Étude d'un cas pratique.
5. L'air humide et la climatisation
5.1. Généralités sur l'air humide
5.2. Importance sur la consommation énergétique des bâtiments
5.3. Utilisation du diagramme de l'air humide
5.4. Étude d'un cas pratique

Prérequis / corequis
- Programme de 1er cycle de thermodynamique : gaz parfaits, transformations réversibles, 1er et 2nd principe de la thermodynamique, cycles moteurs et récepteurs. - Cours de thermodynamique appliquée du semestre 6.

Bibliographie
1. A. Lallemand, Convertisseurs thermomécaniques – Cycles moteurs à vapeur et combinés. Cogénération, Techniques de l'Ingénieur, BE 8 053, 2007. 2. M. Feidt, Production de froid et revalorisation de la chaleur : principes généraux. Techniques de l'Ingénieur, BE 8 095, 1998. 3. Duminil, M., Théorie des machines frigorifiques – Machine à compression mécanique, Techniques de l'Ingénieur, B 9 730, 1996. 4. A. Lallemand. “Production d'énergie électrique par centrales thermiques”. In : Techniques de l'Ingénieur D 4 002 (2005).

Bibliographie

1. A. Lallemand, Convertisseurs thermomécaniques – Cycles moteurs à vapeur et combinés. Cogénération, Techniques de l'Ingénieur, BE 8 053, 2007.
2. M. Feidt, Production de froid et revalorisation de la chaleur : principes généraux. Techniques de l'Ingénieur, BE 8 095, 1998.
3. Duminil, M., Théorie des machines frigorifiques – Machine à compression mécanique, Techniques de l'Ingénieur, B 9 730, 1996.
4. A. Lallemand. “Production d'énergie électrique par centrales thermiques”. In :
Techniques de l'Ingénieur D 4 002 (2005).

Évaluation(s)
N°	Nature	Coefficient	Objectifs
1	Analyse expérimentale du fonctionnement et des performances de machines thermiques réelles disponibles au Pôle Energétique : pompe à chaleur, machine frigorifique, échangeur double phase et une centrale de traitement d'air (CTA). Évaluation des comptes rendus de TP.	1	Analyse des performances énergétiques d’installations ou de machines thermiques existantes. Dimensionnement/ modélisation des machines thermiques dans le cadre d’un cahier des charges fixé. Analyse des performances énergétiques d'une centrale de traitement d'air (CTA).
2	Étude d’un cas pratique de fonctionnement ou de dimensionnement d’une des machines vues lors du cours et des travaux dirigés.	2	Analyse des performances énergétiques d’installations ou de machines thermiques existantes. Dimensionnement/ modélisation des machines thermiques dans le cadre d’un cahier des charges fixé. Dimensionnent d'une centrale de traitement d'air (CTA): température et humidité.
3		TP