Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Imaginer, concevoir, réaliser et exploiter des machines, des équipements et des procédés pour apporter une solution à un problème complexe de production, de conversion et de transmission d'énergie en intégrant les besoins, les contraintes, le contexte et les enjeux techniques, économiques, sociétaux, éthiques et environnementaux.
• Identifier le problème complexe à résoudre et élaborer le cahier des charges en intégrant les besoins, les contraintes, le contexte et les enjeux techniques, économiques, sociétaux, éthiques et environnementaux.
• Concevoir et dimensionner des machines, des équipements ou des procédés de production, de conversion et de transmission d'énergie répondant au problème posé, en se basant sur l'état de la technique, une étude ou une modélisation ; les évaluer au regard des différents paramètres du cahier des charges.
• Mettre en oeuvre une solution choisie sous la forme d'un dessin, d'un schéma, d'un diagramme ou d'un plan conforme aux normes, d'un modèle, d'un prototype, d'un logiciel et/ou d'une maquette numérique.
• Intégrer la gestion rationnelle de l'énergie.
• Évaluer la démarche et les résultats en vue de l'adaptation ou de l'optimisation de la solution proposée.
• Mobiliser un ensemble structuré de connaissances et de compétences scientifiques et de techniques spécialisées permettant de répondre, avec expertise et adaptabilité, aux missions de l'ingénieur civil en génie de l'énergie, à finalité spécialisée en production et utilisation de l'énergie dans l'industrie.
• Maîtriser et mobiliser de manière appropriée les connaissances, modèles, méthodes et techniques liés aux sciences de l'ingénierie mécanique, électrique, chimique, des matériaux pour résoudre les problèmes énergétiques liés à la production et à l'utilisation dans l'industrie.
• Étudier un équipement ou un processus de production et d'utilisation de l'énergie, en sélectionnant de manière critique les théories, les modèles et les approches méthodologiques, et en tenant compte des aspects multidisciplinaires tels que les performances matérielles, environnementales et énergétiques.
• Identifier et discuter des applications possibles des technologies nouvelles et émergentes dans le domaine de l'énergétique.
• Évaluer la validité des modèles et des résultats compte tenu de l'état de la science et des caractéristiques du problème.
• Communiquer et échanger des informations de manière structurée - oralement, graphiquement et par écrit, en français et dans une ou plusieurs autres langues - sur les plans scientifique, culturel, technique et interpersonnel, en s'adaptant au but poursuivi et au public concerné.
• Argumenter et convaincre, tant à l'oral qu'à l'écrit, vis-à-vis d'un client, d'un collègue, des enseignants et des jurys.

Acquis d'apprentissage de l'UE

Comprendre les aspects scientifiques et techniques connexes.
Evaluer la possibilité d'utiliser une source d'énergie ou une technologie donnée pour une application donnée.
Choisir la technologie la plus appropriée au regard des enjeux économiques et environnementaux.

Contenu de l'UE : descriptif et cohérence pédagogique

Technologies pour l'efficacité énergétique dans les procédés industriels :
- Cycle organique de Rankine pour la récupération de la chaleur perdue dans les procédés industriels;
- Production combinée de chaleur et d'électricité;
- Trigénération;
- Principes de base des cycles cryogéniques;
- Pompes à chaleur et réfrigération dans les procédés industriels;
- Machines à absorption.

L'hydrogène en tant que vecteur énergétique  
   Rôle de l'hydrogène dans le mix énergétique
   Production d'hydrogène
         - H2 vert par électrolyse à partir d'énergie renouvelable
         - H2 bleu par reformage à la vapeur du gaz naturel combiné au CCS
         - H2 gris même processus de production que le bleu mais sans CCS
         - H2 noir/brun, gazéification du charbon
         - H2 turquoise par pyrolyse du méthane 
         - H2 blanc, jaune, rose, ...
    Transport, gestion du réseau
E-carburants et procédé Fischer-Tropsch  (e-carburants à partir de sources de CO et/ou de CO2 (fossiles, biomasse, air))
     - Power-to-Gas : méthane synthétique, ammoniac ;
     - Power-to-Liquid : méthanol, e-crude, e-kersone, jet fuel, diesel synthétique,...

Biocarburants (première, deuxième et troisième générations)
    - Bioéthanol
    - Biodiesel
    - Biogaz

Principes généraux de la conversion photovoltaïque et matériaux pour les dispositifs photovoltaïques

    - Cellules au silicium
    - Couches minces et cellules multijonction (tandem)
    - Cellules organiques
    - Cellules de Grätzel
    ...

La partie pratique inclue

Exercices sur les technologies pour l'efficacité énergétique dans les procédés industriels

Exercices pratiques :
- 1 session d'introduction à Aspen Plus
- 3 cas d'études sur Aspen Plus (électrolyseur, production de méthane, production de bioéthanol)
 

Compétences préalables

Sans objet