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Sciences et techniques de spécialité S9

Code UE : USEEQ6

  • Cours
  • 7 crédits

Responsable(s)

Denis LABROUSSE

Contenu

  • STS291 Energie éolienne   
Énergie éolienne : composants
  • Théorie globale d’aérodynamique
    • Facteur d'induction - Coefficients de puissance et de trainée - Limite de Betz - Répartition des puissances
  • Aérodynamique des profils d'aile
    • Familles de profils : corde, épaisseur, cambrure - coefficients de portance, trainée, finesse - phénoménologie de la transition et du décollement, impact sur les coefficients, finesse optimale
  • Aérodynamique d'un rotor éolien
  • Définition des angles de calage
  • Dimensionnement du rotor au design
    • Calcul des coefficients de puissance, trainée, couple au design et hors design
    • Vitesse de vent nominale, limite, extrême - dispositif de limitation de la puissance
    • Aperçu sur la génération électrique et la vitesse de rotation fixe ou variable (couplage direct ou indirect).
  • Types d’aérogénérateurs : horizontal et vertical
  • Dimensionnement d’un aérogénérateurs horizontal
    • Dimensionnement d'un rotor : mise en évidence des types d'éoliennes dites "rapides" ou "lentes" : avantages et inconvénients...
    • Calcul des performances d'éoliennes rapides et lentes en fonction de la vitesse spécifique : avantages et inconvénients
    • Dimensionnement du rotor : pale, profil, nombre de pales, etc
    • Eléments d’un aérogénérateurs
Multiplicateur de vitesse
Frein à disque
Couplage antivibratoire entre l'alternateur et le multiplicateur de vitesse
Système d'orientation
alternateurs
Production de l'énergie électrique, machine discoïde, convertisseurs statiques
Panorama des capteurs et actionneurs
    • Grandeurs caractéristiques des systèmes de contrôle.
  • Couplages aux réseaux.
  • Travaux pratiques : Modélisation, simulation et tests d’une maquette d’un système éolien
    • Modélisation à l’aide de PSIM et Matlab
    • Simulation et analyse de résultats
    • Tests et analyses des résultats
Energie éoliennes : systèmes
  • Implantation et exploitation d'aérogénérateurs (Fermes éoliennes)
  • Législation (lois de l'urbanisme), Réglementation
  • Normes et leurs évolutions
  • Recherche d'un site
  • Détermination de son potentiel éolien
  • Infrastructure routière
  • Utilisation du mât de mesures, acquisition de mesures
  • Exploitation des mesures et interprétation des données météorologiques
  • Modélisation, simulation informatique
  • Évaluation des coûts
  • Pré-implantation :
    • Prises de vues, montage vidéo
    • Simulation informatique d'une ferme d'aérogénérateurs sur un site donné
    • Respect de l'environnement
  • Implantation :
    • Gestion des différents corps de métiers
    • Synchronisation des tâches
    • Sécurité des hommes et du matériel
  • Exploitation :
    • Le couplage au réseau EDF
    • L'exploitation des aérogénérateurs
    • Maintenance et télémaintenance d'aérogénérateurs
  • Travaux pratiques :
Modélisation d’une implantation d’un parc éolien à l’aide du WINDPRO
 
 
  • STS292 Hydroélectricité
  • Notions utiles au calcul d'écoulements permanents, ou non, 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
 
 
  • STS293 Simulation électrique
Intérêt des modèles et des simulations des systèmes électriques
 
Modèles multiphysiques
 
Rappel des modèles des machines électriques
Modèle de la machine à courant continu
Modèle du moteur synchrone
Modèle de la machine asynchrone
 
L’environnement Matlab de simulation
 
Simulation d’une machine électrique
 
Simulation de la commande d’une machine asynchrone.
Commande vectorielle
Commande scalaire

Modalité d'évaluation

  • Contrôle continu
  • Projet(s)
  • Examen final

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