Conventional Energy Production

The course is an introduction to the world of Thermal Power Generation. The role of Thermal Generation in the Electricity supply, as well as the interfaces with the grids and the market are shortly described. A technical description of the different types of power plants is given. Coal, gas, biomass, waste  and nuclear power plants are described (the description of a nuclear reactor and reactor physics ar not included). Special attention is given to the environmental impact and the methods to reduce the flue gas emissions of thermal power plants. For all items the intention of the course is to give the evolution and to describe as well the technology from today, as the one that will be used tomorrow. Reference to constructors and cost elements are given. 

Economic aspects of Power Generation
Context: the electricity landscape
Thermal electricity generation and types of Power Plants
solid fuels-fired: grate-fired / pulverized-fuel / CFB
Gas-fired: gas turbines / CCGT 
Nuclear
Cooling circuits
Environmental aspects:
regulations
Primary NOx reduction, DeNOx, DeSOx, De-dusting, Mercury
Cost aspects

Buildings: Energy efficiency and HVAC

HVAC: heating, ventilating and air conditioning; thermodynamic properties of moist air (psychrometric diagram); heat gains/losts in buildings (summer/winter comfort); central all-air air conditioning or split systems; design of air handling unit and terminal units (chilled beams, fan coil unit) 

Thermal Management

Vue d'ensemble des échangeurs de chaleur directs, indirects et périodiques pour la gestion thermique des processus industriels : principes fondamentaux, discussion technologique, conception et évaluation des performances ; échangeurs de chaleur avec transfert de masse : principes fondamentaux des phénomènes de transfert simultané de chaleur et de masse, application aux tours de refroidissement, condenseurs et récupérateurs de chaleur ; optimisation du réseau d'échangeurs de chaleur à l'aide d'outils spécifiques, y compris l'analyse Pinch, les diagrammes de Sankey (enthalpie) et de Grassman (exergie).

Heat Exchangers

Théorie générale des échangeurs de chaleur ; étude, sélection et dimensionnement thermique des différents types d'échangeurs : échangeurs à tubes et virole, échangeurs à plaques, échangeurs gaz-gaz et gaz-liquide, condenseurs.

Renewable Energy Production - Solar & Wind

Production d'énergie éolienne :
Principe et potentiel de récupération d'énergie éolienne ; ressources éoliennes ; types d'éolienne, éoliennes à axe horizontal; théorie unidimensionnelle de Betz ; modélisation des performances aérodynamiques ; régulation et limitation de puissance ; nombre optimum de pales ; effets perturbateurs; conversion en énergie électrique et couplage au réseau électrique; avant-projet d'une HAWT ; éoliennes à axe vertical.


Production d'énergie solaire :
la ressources solaire; méthodes de captage du rayonnement solaire et conversion thermique (capteurs solaires plans, tubulaires et à concentration - performances des capteurs solaires) ; conversion photovoltaïque du rayonnement solaire - les capteurs photovoltaïques

Climatisation des bâtiments

Thermodynamique de l'air humide ; hygrothermique des bâtiments ; apports calorifiques dans les bâtiments (régime été) ; performance énergétique des bâtiments et méthode PEB ; émission des corps de chauffe dans un local ; rafraîchissement par ventilo-convecteurs en régime été.

Combustion and Burners

Combustion: material and energy balances; heat transfer: gas radiation; calculation of combustion chambers; study of flames: theoretical bases (ignition, propagation, flammability limits); burner technology: introduction, classification; premixed flame and diffusion flame gas burners; flame stability and stabilization techniques, variable flame length and pollutant reduction techniques.

Energie solaire et climatisation

La ressource solaire ; les capteurs solaires thermiques ; conditionnement d'air unizone et multizone ; éjecto-convecteurs.

Intégration des énergies renouvelables dans les systèmes - Le solaire passif

Cogénération et trigénération dans les bâtiments ; machines à trois sources fonctionnant à l'énergie solaire ; éléments sur les systèmes de stockage ; éléments sur les systèmes intégrés ; le solaire passif ; principe des maisons passives.

Thermique

Etude des principes fondamentaux régissant les différents modes de transfert de chaleur ; conductibilité thermique stationnaire et instationnaire ; rayonnement thermique ; convection forcée et laminaire ; coefficient global de transmission ; échange de chaleur entre deux fluides.

Thermique - compléments

Compléments relatifs à l'étude des différents modes de transfert de chaleur :

- conductibilité thermique : problèmes instationnaires (utilisation de la transformée de Laplace), méthodes numériques.

- rayonnement thermique : méthode des zones, rayonnement des gaz.

- transfert avec changement de phase liquide-vapeur, caloducs.

Thermique des bâtiments y compris éléments de mécanique des fluides

Mécanismes de transmission de la chaleur; conductibilité thermique; lois fondamentales du rayonnement thermique; transmission de chaleur par convection; échange de chaleur entre deux fluides; notions de physiologie thermique; déperditions nominales en régime hiver.