Actionneurs hydrauliques et pneumatiques

- Considérations sur les circuits hydrauliques.
- Commandes et valves hydrauliques (conductance hydraulique, valves, transmissions hydrostatiques, réalisation de circuits, vérins, régulation des pompes).
- Valves de contrôle hydraulique (accumulateurs, valve à tiroir, valves à palettes, servovalves électrohydrauliques).
- Système de contrôle hydraulique; systèmes de commande pneumatiques.

Aérodynamique compressible et incompressible

Fluide parfait incompressible et aérodynamique subsonique:fonctions complexes; superposition; lois de Blasius; profils sustentateurs; transformation conforme; Kutta-Joukowsky; résultante et moment; méthodes de singularités linéarisée et de panneaux.

Fluides compressibles et aérodynamique supersonique: écoulements adiabatiques et isentropiques à sections variables; Fanno ; Rayleigh; chocs droit et oblique; ondes de Mach.

Computational Fluid Dynamics

Etapes et outils CFD; niveaux d'approximation des équations de Navier-Stokes et nature; consistance, stabilité et convergence; résolution aux différences finies, éléments finis et volumes finis; méthodes aux volumes finis: discrétisation temporelle, spatiale (notion de maillage), termes de convection et de diffusion; modélisation de la turbulence; techniques d'accélération; schémas incompressibles; conditions aux limites.

Energie éolienne

Quantifier le potentiel de récupération d’énergie éolienne. Maitriser les principes de fonctionnement et de conception aérodynamique des éoliennes. Mener un avant-projet de conception d’une éolienne à axe horizontal.

I.     Principe, historique et intérêt

II.   Ressources énergétiques éoliennes disponibles

III. Types d’éoliennes

IV. Eoliennes multipales à axe horizontale (HAWT)

V.   Aspects du projet d’une éolienne

VI. Productible énergétique saisonnier et annuel d’une éolienne

VII.       Eolienne à axe horizontal idéale sans rotation de sillage (Betz)

VII.1Théorie unidimensionnelle d’échange de quantité de mouvement

VII.2Puissance maximum récupérable et limite de Betz

VIII.     Eolienne à axe horizontal idéale avec rotation de sillage (Rotor optimum de Glauert)

IX. Méthode BEM (Blade Element Momentum) pour les éoliennes à axe horizontale

IX.1   Aérodynamique des profils des sections de pale

IX.2   Méthode BEM : Principe et relations

IX.3   Problème direct

IX.4   Problème inverse

IX.5   Méthode BEM : Effet de la traînée sur le coefficient de puissance maximum

X.   Théorie tourbillonnaire de lignes portantes pour les éoliennes à axe horizontal

XI. Régulation et limitation de puissance

XI.1   Régulation aérodynamique par angle de calage et/ou vitesse de rotation

XI.2   Moyens de régulation et de limitation de puissance

XII.       Eoliennes à axe vertical

XII.1 Machine à traînée

XII.2 Machine à portance – éolienne de type « Darrieus »

XIII.     Exemple de résultats d’un avant-projet aérodynamique d’une éolienne à axe horizontal

Références bibliographiques

 

Fondements de machines à fluides et machines thermiques

Introduction: classification des machines à fluides et machines thermiques; installation hydraulique de base; vannes de réglage; machines à fluide incompressible: pompe centrifuge; pompe à pistons; autres pompes; choix d'une pompe; moteur, turbine et transmission hydrauliques; machines à fluide compressible: compresseurs; turbines à gaz; moteurs alternatif à combustion interne; turbines à vapeur.

Gestion des ressources énergétiques et production centralisée d'électricité

Introduction à la gestion des ressources énergétiques production centralisée d’électricité: cycle conventionnels production centralisée d’électricité: cycle nucléaires Interaction avec le réseau électrique A cela s’ajoutera une visite d’entreprise ou un séminaire.

Machines à fluides

Mécanique des Fluides

Approche macroscopique; statique; cinématique; équations de la dynamique; fluides parfaits:théorème de Bernoulli, écoulements incompressibles et irrotationnels; fluides newtoniens; Navier-Stokes; bilan macroscopique de quantité de mouvement; similitude; analyse dimensionnelle; turbulence; équations de Reynolds; écoulements rampants; couche limite; écoulements autour d’obstacles:traînée, portance; pertes de charge; Moody; cavitation; réseau de canalisations.

Mécanique des fluides appliquée et industrielle

Phénomènes transitoires et coup de bélier ; étude et conception des turbomachines axiales : grilles d'aubes, triangles des vitesses, courbes caractéristiques, rendement optimum, critères de charge, vrillage des aubages, techniques d'avant projet, pertes, décollement tournant, effets de compressibilité ; éléments d'aérodynamique du vol : forces; coefficients aérodynamiques, polaire, vol plané, aile finie, propulsion, vol en palier, montée rectiligne, virage, limite de manoeuvre, décollage, atterrissage ; étude des hélices ; étude des éoliennes.

Moteurs à combustion interne et compléments de thermodynamique appliquée

Partie moteurs à combustion interne : relations thermodynamiques traduisant le fonctionnement idéal d'un moteur; écoulements à l’intérieur du moteur; la combustion (moteurs essence et Diesel); l'alimentation en carburant (moteurs essence et Diesel); quelques réalisations technologiques; les carburants (classiques et spéciaux).

Partie thermodynamique appliquée : principe de base de la sorption solide-gaz; machines frigorifiques, pompes à chaleur et thermotranformateur à sorption solide-gaz; compléments relatifs aux machines frigorifiques à absorption; stockage de chaleur;Systèmes énergétiques intégrés.

Turbines à gaz et à vapeur

Turbines à vapeur : principes de fonctionnement ; dimensionnement; sytèmes d'étanchéité ; formation du brouillard et des gouttelettes ; influence de l'humidité de la vapeur ; fonctionnement à charge partielle.

Turbines à gaz aéronautiques : propulsion par réaction ; description et fonctionnement d'un turboréacteur ; étude thermodynamique du turboréacteur simple en régime ; types de turboréacteurs ; examen des éléments constitutifs d'un turboréacteur ; étapes de conception.

Turbulence

  1. Introduction & rappels Description physique et caractéristique de la turbulence, rappel sur les équations de Reynolds, tenseur de Reynolds, analyse de quelques modèles de base (k-epsilon, k-omega…) et calibration des coefficients.
  2. Ecoulements turbulents avec paroi Couche limite turbulente Ecoulement en canal plan Ecoulement en conduite.
  3. Turbulence homogène isotrope: Echelles de turbulence, analyse spectrale, spectre d’énergie, théorie de Kolmogorov, statistiques de la turbulence.
  4. Jet turbulent : Description de l’écoulement, équations de conservation, profils de vitesse similaires, entrainement, taux de croissance, viscosité de turbulence.