Physique appliquée

Descriptif de module
Physique appliquée
Domaine
Ingénierie et Architecture
Filière
Génie électrique
Orientation
Systèmes énergétiques (EN)
Mode
Temps partiel/En emploi
1. Intitulé du module
Nom
:
Physique appliquée
Code
:
PhyApp
Année académique
:
2018 - 2019
Type de formation
:
Bachelor
Niveau
Module de base
Module d'approfondissement
Module avancé
Module spécialisé
Caractéristique
Module obligatoire
En cas d'échec définitif à un module défini
comme obligatoire pour acquérir le profil de
formation correspondant, l'étudiant est exclu de la
filière, voire du domaine si le règlement de filière
le précise conformément à l'article 25 du
règlement sur la formation de base (bachelor et
master) en HES-SO.
Type
Module principal
Module lié à un module principal
Module complémentaire
Organisation temporelle
Nombre de périodes par unité et par type d'enseignement.
Abréviation
PhyApp
Unité
Physique appliquée
Semestre
PhyApp
E1 S1 S2 E2 S3 S4 E3 S5 S6 E4 S7 S8 E5 S9
Cours
32
2. Organisation
Crédits ECTS
:
Langue(s) principale(s) d'enseignement :
2
Français
3. Prérequis
Avoir validé les modules
:
Avoir suivi ou suivre en parallèle les :
modules
Pas de prérequis
Version 2018 - 2019
Physique (Phys)
Mathématiques (Maths)
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Physique appliquée
4. Compétences visées / Objectifs généraux d'apprentissage
Les compétences visées par cet enseignement sont:
Appliquer les concepts des bilans énergétiques et des flux énergétiques à la compréhension
des applications techniques et à la résolution de problèmes rencontrés dans le domaine de
l'énergétique ; utiliser des tables techniques, modèles et représentations graphiques avancés
dans ce contexte ; lier des problèmes techniques à des modèles physiques en vue de
dimensionnement de systèmes:
1. Décrire le principe de fonctionnement des machines thermiques : différents cycles
thermodynamiques des moteurs thermiques, des pompes à chaleur et des turbines à gaz ;
calculer leurs efficacités et expliquer des méthodes de mesure.
2. Appliquer les concepts de conduction thermique en régime stationnaire (pour des situations
de géométrie plane, cylindrique et sphérique) et en régime transitoire (cas d’échauffement
sinusoïdal ou newtonien).
3. Calculer le coefficient de transfert de chaleur par convection (libre et forcée) à partir des
tables dans des cas pratiques de géométrie simple ; pour le rayonnement appliquer le modèle
du rayonnement d’un corps noir (loi de Planck) et d’un corps gris.
4. Modéliser des problèmes de transfert de chaleur multimode par des circuits électriques
équivalents en vue de dimensionnement de systèmes.
5. Décrire le principe de fonctionnement des cellules solaires thermiques et photovoltaïques, les
grandeurs physiques des bilans énergétiques, ainsi que la mesure de leurs efficacités.
6. Décrire le principe de fonctionnement des piles à combustible, les grandeurs physiques des
bilans énergétiques, ainsi que la mesure de l’efficacité.
5. Contenu et formes d'enseignement
Rappel et résumé des notions de base en thermodynamique et des cycles
thermodynamiques des machines de Carnot, de Diesel et d’Otto (diagrammes p-V).
Rappel et résumé de différentes formes d’énergie et/ou de stockage d’énergie; pouvoir
énergétique des combustibles
Notions d’enthalpie et d'entropie, enthalpie spécifique, entropie spécifique
Moteur Stirling, diagrammes p-V et T-S des cycles thermodynamiques des machines
thermiques
Pompes à chaleur, diagramme de Mollier
Compresseurs et turbines à gaz, cycle de Brayton, cycle d'Ericsson
Transfert de chaleur; notion du flux thermique et analogies en électricité: conduction
thermique, convection, rayonnement; coefficients de transfert de chaleur et résistances
thermiques correspondants, modélisation de problèmes de transfert de chaleur multimode;
exemples de transfert de chaleur en régime transitoire
Thermoélectricité et applications
Principe de fonctionnement et bilans énergétiques de cellules solaires thermiques et de
cellules photovoltaïques, rôle et effets de température et de transfert de chaleur
Principe des piles à combustible, bilans énergétiques, rôle et effet de température et de
transfert de chaleur
Etude d'applications récentes de R&D et dans l'industrie
Physique appliquée (PhyApp)
Cette unité donne la jonction entre des notions des sciences de bases en physique et l’ingénierie de
systèmes énergétiques. Des concepts des bilans énergétiques et des flux énergétiques sont
appliqués aux problèmes techniques du domaine d’énergie en vue de dimensionnement de systèmes
énergétiques. L’enseignement comprend des parties de cours théorique, des exercices, de
l’apprentissage par problème et de travail en groupe.
Physique appliquée
Cette unité donne la jonction entre des notions des sciences de bases en physique et l’ingénierie de
systèmes énergétiques. Des concepts des bilans énergétiques et des flux énergétiques sont
Version 2018 - 2019
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Physique appliquée
appliqués aux problèmes techniques du domaine d’énergie en vue de dimensionnement de systèmes
énergétiques. L’enseignement comprend des parties de cours théorique, des exercices, de
l’apprentissage par problème et de travail en groupe.
Forme(s) d'enseignement
: Cours
6. Modalités d'évaluation et de validation
Seuil de compensation entre unités du module :
3.5
Seuil de répétition du module
4
:
Physique appliquée (PhyApp)
Note finale = moyenne cours x 1
Note finale du module
La note du module est calculée à partir des notes des différentes unités du module.
Note finale =
note de l'unité PhyApp
7. Modalités de remédiations
Remédiation possible après chaque suivi du module
Remédiation possible uniquement lors du second suivi du module
Remédiation possible uniquement lors du premier suivi du module
Pas de remédiation
8. Remarques
Pour ce module il est fortement recommandé d'avoir suivi le module Physique 1 et/ou de disposer
des notions de bases en thermique et en thermodynamique.
9. Bibliographie
Physique appliquée
10. Enseignants
Unité
Responsable
Physique appliquée
Schintke Silvia
Responsable du module :
Silvia Schintke
Descriptif validé le 20.07.2015 par Bossoney Luc
Version 2018 - 2019
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