Sciences et techniques pour l'énergétique

Machines frigorifiques (38 heures)
Cycles thermodynamiques de production du froid
Le cycle de Carnot
Le cycle réel mono-étagé
Les fluides frigorigènes
Nomenclature des CFC, HCFC, HFC, fluides naturels, hydrocarbures et HFO
Impact environnemental : PRG, PAOS et TEWI.
Réglementation F-gas
Le dimensionnement d’une installation frigorifique
Bilan thermique
Dimensionnement du compresseur et des échangeurs
Dimensionnement du détendeur et des tuyauteries
Les cycles bi-étagés et à cascades
Calculs et simulations sur logiciel
EES (Engineering Equations Systems)
Simulation de cycles : mono étagés, bi étagés, cascade, etc…

Thermique du bâtiment (I) (28 heures)
Vocabulaire technique du bâtiment et environnement réglementaire
BIM
Management de projet
Rédaction de Cahier des Charges, rédaction de la convention, revue de projet
Initiation aux méthodes collaboratives.
Economie du bâtiment
Optimisation des couts et utilisation d’un logiciel dédié de calcul estimatif
Conséquence des améliorations de la performance sur les coûts
Déperditions thermiques et calculs des besoins :
Calcul de ponts thermiques
Ventilation (arrêté du 24/03/82, code du travail, RSDT)
Dimensionnement et tracé des systèmes de ventilation (DTU 68.3)
Modélisation 3D d’un système de ventilation simple
Chauffage (NF EN 12831), dessin d’un système de chauffage hydro câblé
Dimensionnement refroidissement
Plomberie
Supports utilisés :
Les connaissances et les méthodes de calculs mentionnées ci-dessus seront enseignées à travers des études de cas réelles :
Projet de réhabilitation ou projet de construction neuve Feuille de calcul EXCEL pour le dimensionnement,
Maquette numérique REVIT à compléter et/ou modifier

Transferts thermiques par convection - Echangeurs (38 heures)
Convection :
Introduction à la convection naturelle et forcée - loi de Newton - coefficient d’échange - résistance thermique
Notions de couches limites thermique et dynamique
Échanges convectifs forcés et naturels
Nombres adimensionnels associés
Applications au bâtiment
Estimation des résistances thermiques superficielles interne et externe utilisées dans les calculs réglementaires
Echangeurs : généralités et définitions
Présentation des échangeurs : contre-courant, co-courants, courants croisés.
Description des technologies de base des échangeurs selon le fluide, la température, la pression et le débit
Symboles et courbes d’évolution des températures
Régulation des échangeurs par débit ou température variable et impact sur les performances
Analyse et dimensionnement :
Grandeurs caractéristiques des échangeurs : coefficient d’échange thermique global, différence de températures moyennes logarithmiques (DTLM), rapport de débits de capacité thermique, efficacité, nombre d’unités de transfert (NUT), résistances d’encrassement, pincement.
Dimensionnement des échangeurs : bilan énergétique, DTLM, facteur de correction, rendement, pertes thermiques, pertes de charge, évolution des performances de l’échangeur avec l’encrassement, ...
Étude de fiches constructeurs (caractéristiques techniques)
Réseaux d’échangeurs (parallèle, série)
Présentation des échangeurs à changement de phase
Condenseur, évaporateur, échangeur vapeur : principe de fonctionnement et applications industrielles
Technologie d’échangeurs particuliers
Caloducs, sondes géothermiques, ...

Combustion et production de chaleur (26 heures)
Notions de combustion
Réactions chimiques. Notions générales de combustion
Application des premier et second principes à la combustion
Enthalpie de formation, température de flamme
Caractéristiques et propriétés des combustibles solides, liquides et gazeux : volume d’air théorique, volume des fumées, pouvoirs calorifiques supérieur (PCS) et inférieur (PCI).
Différents types de flammes et différents types de combustions. Flamme de prémélange et flamme de diffusion
Teneur en eau, teneur en cendres, matières volatiles, fusibilité des cendres, analyse élémentaire, viscosité des combustibles liquides, points d'éclair,
Combustion en excès d’air. Combustions oxydantes. Rendements de combustion.
L’équilibre de réaction d’un combustible ; relation entre la mesure du CO2 (ou O2) et l’excès d’air de combustion. Influence des dissociations sur la température de combustion et composition des fumées à l’équilibre thermodynamique. Notions de cinétiques chimiques de la combustion : application à la formation des polluants (NOx, CO,…).
Technologie des mesures de polluants et procédés (in situ ou post combustion) de réduction d’émissions polluantes.
Bilans thermiques des chaudières et étude des chaufferies
Rendement global annuel d'exploitation.

Eclairage (20 heures)
La lumière, l’œil, la vision
Les sources lumineuses :
Flux lumineux (lm), puissance électrique, efficacité lumineuse (lm/W), Température de couleur, IRC
Notions de photométrie :
Intensité lumineuse, éclairement, luminance
Les luminaires :
Courbe photométrique et rendement, éblouissement et UGR
La gestion de l’éclairage
Aspects règlementaires et normatifs
Dimensionnement d’une installation d’éclairage intérieur sur logiciel
DAO, détermination des contraintes normatives, sélection de luminaires
Calculs d'éclairements surfaciques et ponctuels, calcul d'UGR
Apports de lumière naturelle et Facteur de Lumière du Jour
Détermination des consommations d'énergie électriques (norme NF EN 15 193)

Machines frigorifiques (38 heures)

Thermique du bâtiment (I) (28 heures)
Contrôle continu et examen final sur support informatique

Transferts thermiques par convection - Echangeurs (38 heures)

Combustion et production de chaleur (26 heures)
Examen final

Eclairage (20 heures)
Examen final et mini projet individualisé.