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ÉNERGIE ET MOTORISATIONS
FORMATION APPLIQUÉE POUR INGÉNIEURS
Programme
MOT1 – Introduction aux moteurs
MOT2 – Conversion d'énergie et modélisation
MOT3 – Combustion
MOT4 – Technologie et conception des moteurs
MOT5 – Alimentation en air et en carburant
MOT6 – Objectifs environnementaux, énergie et propulsions alternatives
MOT7 – Étude et conception de systèmes de motorisations
MOT8 – Essais moteurs et véhicules
MOT9 – Applications particulières des moteurs
MOT10 – Initiation aux turbomachines
MOT11 – Gestion et contrôle des motorisations
MOT12 – Intégration motorisation / véhicule
MOTMT – Module Transverse
MOT1 – INTRODUCTION AUX MOTEURS
Objectifs
Cette unité d'enseignement introductive a pour but d'apporter aux élèves les notions de bases, ainsi à l'issue de cette
unité d'enseignement les étudiants doivent être capables :
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de connaître et de d'écrire les différents principes de fonctionnement des moteurs à combustion interne, ainsi
que les principales grandeurs utilisées pour caractériser leurs performances, consommation et émissions,
de maîtriser la terminologie et la fonction des différents composants constitutifs des groupes motopropulseurs,
d'intégrer les contraintes industrielles de production (fonderie, usinage, assemblage, montage du véhicule).
Contenu
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Introduction à la technologie et à l’étude des moteurs
Stage pratique d’introduction à la technologie des groupes motopropulseurs
Voyage d’intégration et visites de sites industriels
MOT2 – CONVERSION D'ÉNERGIE ET MODÉLISATION
Objectifs
À l’issue de cet ensemble d’enseignements appliqués portant sur la thermodynamique macroscopique et la modélisation
des cycles moteurs, les étudiants doivent être capables :
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d’appliquer les principes de la thermodynamique au calcul de cycles de moteurs,
d’établir les équations mathématiques qui régissent les phénomènes physiques inhérents au processus de
conversion d’énergie dans un moteur à pistons,
de réaliser un modèle numérique du cycle thermodynamique d'un moteur à combustion interne, intégrant les
transferts de masses et de chaleur ainsi que la résolution de l'ensemble des variables thermodynamique
régissant la chimie de la combustion.
Contenu
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Projet : Énergétique appliquée aux machines thermiques
Introduction à l'utilisation de Matlab
Projet : Modélisation simplifiée des cycles moteurs
Présentation des méthodes de modélisation avancée
Diagnostics de validation en modélisation moteurs
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MOT3 – COMBUSTION
Objectifs
Au terme de cette unité d'enseignement, les étudiants doivent être capables :
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de décrire les fondements physico-chimiques des phénomènes de combustion : aspects thermodynamiques (en
particulier, calcul de température de combustion), cinétique chimique, interaction des conditions
aérodynamiques et de la turbulence sur les vitesses de combustion,
d’intégrer dans ces phénomènes les processus actuellement connus de formation des polluants dans les
moteurs,
d’orienter le choix de certains paramètres de construction (géométrie de chambre, aérodynamique interne, etc.)
et de réglage d’un moteur ou de certains de ses équipements (système d’injection, système d’allumage) en vue
d’améliorer la combustion et de réduire ses émissions,
d'intégrer les nouveaux procédés de combustion permettant de limiter les émissions CO2 et de polluants à la
source.
Contenu
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Notions fondamentales sur la combustion en phase gazeuse
Combustion et formation des polluants dans les moteurs à allumage commandé et Diesel
Allumage et initiation de la combustion
Nouveaux procédés de combustion (HCCI, CAI)
MOT4 – TECHNOLOGIE ET CONCEPTION DES MOTEURS
Objectifs
Au terme de cette unité d'enseignement, les étudiants doivent être capables :
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de justifier les spécifications de conception et de fabrication des différents éléments constitutifs des moteurs,
compte tenu de leurs fonctions, des conditions de fonctionnement et des contraintes de production,
d’ébaucher le calcul et le dimensionnement simple des principaux éléments d’un moteur et de pouvoir aborder
l’utilisation de logiciels spécialisés, avec une interprétation et un jugement critique des résultats obtenus,
d’appliquer les lois de la mécanique générale aux problèmes spécifiques de cinématique et de dynamique
relatifs aux éléments mobiles d’un moteur et de prévoir les conditions d’équilibrage et les efforts exercés sur les
principaux éléments dans les diverses conditions de marche,
de dimensionner et d'analyser des causes de défaillances de paliers et de coussinets de ligne,
de connaître les bases de conception et de dimensionnement d'un circuit de refroidissement moteur.
Contenu
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Rappel de fonderie
Mécanique de moteurs alternatifs, équilibrage
Technologie et conception des parties fixes (carter-cylindres, culasse, etc.)
Technologie et conception de l'attelage mobile (piston, embiellage et vilebrequin)
Paliers et coussinets de moteurs alternatifs
Technologie et évolutions des moteurs 2 temps
Circuits de refroidissement externe du moteur
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MOT5 – ALIMENTATION EN AIR ET EN CARBURANT
Objectifs
Au terme de cette unité d'enseignement, les étudiants doivent être capables :
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de prédéterminer les caractéristiques d'écoulement des fluides et de remplissage des moteurs par application
des lois de la dynamique des gaz en abordant l'utilisation de codes de calcul spécialisés,
de comprendre l'action de différents dimensionnements d'un système d'admission, de suralimentation et
d'échappement afin d'optimiser celui-ci en termes de remplissage en air du moteur,
de prédéterminer l'adaptation d'un turbocompresseur sur un moteur,
d'effectuer un calcul de dimensionnement de la distribution par des méthodes simples.
de maitriser le fonctionnement et les principales caractéristiques des systèmes d'injection de carburant
permettant d'optimiser le fonctionnement du moteur,
Contenu
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Écoulement, dynamique des gaz appliqué et remplissage moteur, incluant un TD de Modélisation 1-D
Processus de développement du système d'admission et d'échappement
Modélisation 1-D de l'EGR
Suralimentation des moteurs
Technologie et conception des systèmes d'injection Diesel et Essence
Distribution : calculs de base et démarche de conception
MOT6 – OBJECTIFS ENVIRONNEMENTAUX, ÉNERGIE ET PROPULSIONS ALTERNATIVES
Objectifs
À l'issue de cette unité d'enseignement, les étudiants doivent être capables :
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d’intégrer les processus de formation des polluants atmosphériques, et les différentes techniques physiques ou
catalytiques de post-traitement des effluents moteurs, permettant de répondre aux normes environnementales,
d'analyser les répercussions des caractéristiques des carburants (et biocarburants) sur le fonctionnement des
moteurs, ainsi que les rôles respectifs du raffinage et des différents additifs destinés à améliorer l’adaptation
moteur – carburant,
d'évaluer le bilan CO2 du puits à la roue de l'ensemble des énergies envisagées dans le secteur automobile,
d’identifier et d’intégrer les contraintes d'utilisation des énergies non conventionnelles : électricité, hydrogène,
gaz (GPL, GNV), carburants de substitution, au transport,
d'identifier et de décrire les différents types de motorisations et d'architectures véhicules envisageables (véhicule
hybride, véhicule électrique, véhicule hydrogène, pile à combustible, ...),
d'intégrer, pour les véhicules hybrides et électriques, les fonctions et les technologies des principaux
composants (Machine électrique, batterie, ...),
d'intégrer l'impact de la globalisation sur les marchés des matières premières et de l'automobile.
Contenu
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Pollution atmosphérique et post-traitement des gaz d'échappement
Analyse du cycle de vie et bilan CO2 du puits à la roue dans le secteur automobile
Carburants et combustibles pour moteurs
Emploi des Gaz de Pétrole Liquéfiés (GPL) et du Gaz Naturel sur Véhicule (GNV)
Emploi de l'hydrogène dans les transports (production, stockage et distribution)
Véhicules hydrides et électrique
Système embarqué de stockage et de transformation d'énergie,(batterie, machines électriques, électronique de
puissance, gestion de l'énergie et pile à combustible)
Marché automobile international et étude économique
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MOT7 – ÉTUDE ET CONCEPTION DE SYSTÈMES DE MOTORISATIONS
Objectifs
À l'issue de cette unité d'enseignement, les élèves doivent être capables :
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d'intégrer, de synthétiser et d'appliquer l'ensemble des connaissances métiers enseignées au prédimensionnement d'un système de motorisation, à partir de l'analyse système (prenant en compte les
principales contraintes organiques et fonctionnelles du projet), et en mettant en application les basiques de la
gestion de projet (planification, gestion des ressources, maitrise des coûts et des délais),
de démontrer et de justifier par des méthodes de calcul ou de modélisation simples les architectures et choix
technologiques retenus,
d'évaluer les fréquences critiques en vibrations de torsion d'un vilebrequin ou arbre quelconque,
d'interpréter des résultats de calculs ou d'essais d'endurance de pièces telles que culasse ou collecteur
d'échappement de façon à pouvoir proposer des voies d'amélioration,
de choisir une huile en fonction des contraintes de lubrification d'un moteur,
de proposer des spécifications de filtration en fonction des besoins du moteur.
Contenu
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Méthodologie de conception
Projets d'études et de conception de systèmes de motorisations
Vibrations de torsion
Thermomécanique culasse et collecteur d’échappement
Circuit de graissage et exigences en lubrification
Fonctions, constitution et classification des huiles moteur
Filtration des fluides sur moteur
MOT8 – ESSAIS MOTEURS ET VÉHICULES
Objectifs
Au terme de cette unité d'enseignement, les étudiants doivent être capables :
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d'exploiter les équipements classiques d’essais au banc moteur d’automobiles ainsi que les méthodes de
mesure couramment utilisées pour la caractérisation des performances et des émissions de polluants,
d'analyser de manière critique le fonctionnement des moteurs et de certains de leurs équipements à partir de
mesures caractéristiques réalisées sur les moyens d'essais mis à disposition : banc d’essais moteur en régime
stabilisé (essence et diesel), banc à rouleaux, banc aérodynamique, banc d'injection et d'allumage,
d'interpréter les résultats d'essais au banc moteur pour en déduire les améliorations à apporter à ce dernier
et/ou les campagnes d'essais complémentaires à effectuer,
de connaître la limite des appareils de mesures utilisés sur les bancs moteurs (capteurs, conditionnement du
signal, position des sondes de mesures ou de prélèvement, conditionnement des gaz prélevés, environnement
des capteurs, étalonnage des appareils) et les points à surveiller pour éviter des erreurs de mesures.
d'appliquer la méthode des plans d'expériences pour définir des campagnes d'essais efficaces et économiques.
Contenu
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Introduction aux essais des moteurs alternatifs et à l'analyse de résultats
Travaux pratiques sur banc moteur (essence et diesel) et sur banc à rouleaux dépollution
Travaux pratiques sur banc d’allumage, sur banc aérodynamique et sur banc d’injection Diesel
Notions sur les plans d’expériences et analyses de données, incluant un TD et projet
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MOT9 – APPLICATIONS PARTICULIÈRES DES MOTEURS
Objectifs
Au terme de cette unité d'enseignement, les étudiants doivent être capables :
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de maîtriser les architectures spécifiques des moteurs destinés aux applications marines ou industriels,
d'appliquer les connaissances acquises sur la conception et le développement des moteurs aux cas particuliers
des moteurs de faible cylindrée, des moteurs 2 temps et des gros moteurs destinés aux applications "marines",
ou industriels,
de diagnostiquer (sur des cas simples) des causes d'avaries ou de défauts de fonctionnement de moteurs Diesel
marins ou industriels,
de modéliser un système d'injection de carburant diesel haute pression.
Contenu
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Applications marines des moteurs Diesel
TD sur simulateur de moteurs Diesel marins
Moteur de hors-bord
Visite d’un site de production et d’un centre d’études de moteurs Diesel et de poids lourds
Projet de modélisation d'un système d'injection
MOT10 – INITIATION AUX TURBOMACHINES
Objectifs
À l’issue cette unité d'enseignement, les étudiants connaissent le principe de fonctionnement et les principales
caractéristiques technologiques d'une turbomachine et doivent être capables :
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d’analyser le cycle de fonctionnement d’une turbomachine et d’en calculer le bilan énergétique,
de présenter et d’analyser les particularités technologiques des divers types de turbines à gaz industrialisées,
de prédire les performances d’une machine, pour les différentes conditions de marche envisagées, notamment
en fonctionnement hors adaptation.
Contenu
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Introduction aux turbomachines
Bureau d’études turbines à gaz : calcul des cycles
Visite du site de SNECMA Villaroche : production et essais de turboréacteurs
Éléments de calcul des cycles de turboréacteurs : monoflux, double flux
Propulsion
Cycle turboréacteur
Généralités sur le fonctionnement hors adaptation
Bureau d’études fonctionnement hors adaptation et turboréacteurs
Combustion dans les moteurs à flux continu
Visite du site de Genevilliers : forge et fonderie
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MOT11 – GESTION ET CONTRÔLE DES MOTORISATIONS
Objectifs
À l’issue de cette unité d'enseignement les étudiants doivent être capables :
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de maitriser les principes de base et l’organisation générale d’un système de contrôle,
de décrire les fonctions et composants gérés par le calculateur d’un groupe motopropulseur,
de mettre en équation les principaux phénomènes physiques intervenant dans le contrôle pour en déduire des
lois de commande simplifiées,
de proposer une démarche de développement d’une fonction ou d’un sous-système, en tenant compte des
interactions de ce dernier dans l’ensemble du système de contrôle,
de collaborer efficacement avec des spécialistes automaticiens et électroniciens à la conception, à la mise en
œuvre et à l’optimisation des systèmes de contrôle des groupes motopropulseurs.
Contenu
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Rappels d’automatisme et de régulation
Introduction au contrôle moteur (incluant un TD sur la structure couple)
Contrôle moteur à allumage commandé et moteur Diesel
Mise en œuvre industrielle du contrôle moteur
Contrôle avancé d'un flux d'énergie dans le véhicule
Travaux dirigés de développement de loi de commande sur Matlab-Simulink, de mise au point de loi de
commande sur simulateur dynamique de groupe motopropulseur et de calibration sur véhicule
MOT12 – INTÉGRATION MOTORISATION / VÉHICULE
Objectifs
À l’issue de cette unité d'enseignement, les élèves seront capables :
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de maîtriser l'architecture et le fonctionnement des différentes boîtes de vitesses mécaniques (2, 3 ou 4 arbres,
robotisées...) et transmissions automatiques (hydraulique, CVT, IVT..),
de décrire l'ensemble des composants constitutifs des différents types de transmissions,
de déterminer une adaptation moteur / transmission / véhicule en fonction des contraintes d’utilisation du
véhicule et des performances des systèmes utilisés,
de connaître et pouvoir quantifier les influences respectives des caractéristiques d’un ensemble : véhicule –
groupe motopropulseur sur les performances et la consommation de carburant,
de prendre en compte, les contraintes d’intégration du groupe motopropulseur au véhicule,
d'identifier la nature et l'origine des bruits et vibrations produits dans les moteurs et les véhicules,
d'identifier les différentes fonctions de sécurités ou de confort des véhicules impactant les performances, le
contrôle ou l'architecture du groupe motopropulseur (ABS, ESP, Climatisation...),
d'intégrer les spécificités des motorisations industriels.
Contenu
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Technologie des transmissions automobiles et embrayages
Dynamique longitudinale du véhicule ; adaptation moteur-transmission, performances et consommation
Travaux dirigés d’application, calcul prédictif de performances et de consommation
Technologie antivibratoire, acoustique automobile et bruits moteurs
Travaux pratique sur les fonctions de confort et de sécurité véhicule en interaction avec le groupe
motopropulseur (ABS, ESP, direction assistée, climatisation, suspensions pilotées, …)
Adaptation et spécificités des moteurs industriels
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MOTMT – MODULE TRANSVERSE
Objectifs
Ce module se déroule chaque année durant tout le mois de janvier. Il concerne les étudiants Bac+5 non alternants de la
promotion actuelle des différents programmes et les alternants "Bac+4" de la promotion de l'année précédente.
Durant ce module, chaque étudiant bénéficie d'une formation personnalisée, sous forme de cours électifs, aux
principaux aspects non techniques du métier d'ingénieur, en complément de sa formation initiale.
En parallèle, il acquiert des compétences relatives au travail en milieu multiculturel à travers un projet d'un mois en
équipe pluridisciplinaire et multiculturelle. Ce thème est particulièrement développé durant ce module, grâce au suivi des
équipes de projets par des spécialistes dédiés au management de projets interculturels, en complément du nécessaire
suivi technique.
À la fin de ce module, l'étudiant a donc acquis des bases solides de travail en environnement
multidisciplinaire, nécessaires pour une bonne adaptation au monde professionnel.
interculturel et
Par ailleurs, il a renforcé et complété ses compétences non techniques. Ainsi, il comprend l'environnement économique
fluctuant de l'entreprise au niveau national et international, appréhende le fonctionnement des entreprises et la
sociologie de leur organisation, comprend la structure d'un partenariat et son management, connaît et analyse les
enjeux actuels en matière de Développement Durable, et a acquis des compétences de gestion de projet.
Contenu
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Projet
Cours électifs
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