Master 2 SPECIALITE. Energies Nouvelles et Renouvelables

Transcription

1 Master 2 SPECIALITE Energies Nouvelles et Renouvelables

2 FORMATION : Master Chimie/Physique/EGE X9PN010 Filières Energétiques 50 5 x x Section CNU 35 2 ECTS Intervenants extérieurs Pierre.Vacher@univ-nantes.fr Cette UE a pour objectif de donner une vision d ensemble des filières énergétiques du point de vue financier, socioéconomiques et de la réglementation. Elle sera articulée autour de deux EC. Présentation des filières énergétiques traite du bilan financier et énergétique des filières énergétiques conventionnelles (nucléaire, charbon, gaz etc ) et renouvelables (photovoltaïque, éolien ). Deux filières énergétiques d origine renouvelable sont traitées spécifiquement : l éolien et la géothermie. Les énergies marines (marémotrices, houlomotrices etc) ne font l objet que d une présentation. Réglementation et aspects socio-économiques a pour objectif de donner une vision d ensemble de la socioéconomie de l énergie en général et des énergies renouvelables en particulier. Elle comprend un cours sur la réglementation et la sécurité axé sur la filière hydrogène et les batteries. xxxxxxxxxx 1 Les grandes filières énergétiques 2. Eolien 3. Géothermie 4. Energies marines 5. Réglementation 6. Aspects socio-économiques Les concepts du développement durable: histoire et réalités socioculturelles Complexité et développement durable Changements climatiques: aspects sociaux et enjeux économiques Approche territoriale Politique franco-européenne Proposer des politiques énergétiques économiquement viables répondant aux enjeux du développement durable. Choisir des solutions et systèmes énergétiques innovants dans le respect des règlementations, des contraintes environnementales et de l'éthique scientifique Etablir des bilans énergétiques et présenter des rapports de synthèse effectuer des études comparatives, études technico-économiques et environnementales (analyse tarifaire, bilan énergétiques...)

3 FORMATION : Mention Physique, Chimie et EGE Code de l UE x x SECTION CNU 62 Gilberto DOMINGUES Intitulé de l UE Thermique - Energétique 4 ECTS gilberto.domingues@univ-nantes.fr Etant donné que ce module sera suivi par l ensemble des étudiants provenant de filières aussi diverses que l EEA, physique-chimie, physique et d autres universités, son contenu doit rester très général. Aucun Conduction Rayonnement convection Initiation à l étude des différents modes de transferts thermiques

4 FORMATION : Mention Physique, Chimie et EGE X9PN x x SECTION CNU 28 Ludovic ARZEL Notions fondamentales sur l'énergie photovoltaïque 4 ECTS Ludovic.arzel@cnrs-imn.fr Cette UE, partie prenante du tronc commun du master 2, est accessible à tout étudiant ayant une formation de master 1 dans le domaine des sciences physiques. L'objectif de cette UE est de donner les notions de bases pour comprendre les principes physiques mis en œuvre dans la production de l'énergie photovoltaïque. Les points abordés sont les suivants : - Généralités sur l'énergie photovoltaïque et son impact socio-économique - Élaboration des cellules à base de silicium - Le gisement solaire et son utilisation - La physique des semi-conducteurs, la jonction p-n, la cellule solaire - Etude de systèmes photovoltaïques :de la cellule au module, production en situation réelle, applications pratiques sur système en fonctionnement et logiciel de calcul. A la suite de cet enseignement, l'étudiant est capable de : - faire une utilisation rigoureuse du vocabulaire spécifique au domaine photovoltaïque - décrire les caractéristiques d'un système photovoltaïque et expliquer l'optimisation d'une installation - donner des éléments de base sur le principe de l'effet photovoltaïque et choisir parmi les différentes technologies - réaliser le dimensionnement d'un système de production

5 FORMATION : Master Chimie/Physique/EGE X9PN040 Stockage et la transformation électrochimiques de l'énergie SECTION CNU 33 4 ECTS THIERRY BROUSSE Thierry.brousse@univ-nantes.fr Le module vise à donner des notions de base aux étudiants sur les technologies actuelles de stockage et de transformation électrochimiques de l énergie. Le cours est principalement axé sur les dispositifs existants, leur intégration comme source de production d énergie ou comme système de stockage, et les couplages avec d autres systèmes. Les principes de base du fonctionnement des différents systèmes sont abordés. Notions de base en chimie, physique, physico-chimie des matériaux et en électrochimie Systèmes de stockage électrochimiques de l énergie : o Batteries et Supercondensateurs o Aspects pratiques de montage et d évaluation des performances de dispositifs (Batteries, supercondensateurs, PACs...) Filière hydrogène o Production o Stockage, distribution o Utilisation : piles à combustibles, électrolyseurs, etc Pour chaque dispositif (batteries, supercondensateurs, Piles à combustibles et filière H2), seront déclinés les items suivants : 1) Différents systèmes 2) Base du fonctionnement et matériaux associés 3) Applications (couplage avec des ENR et de la propulsion hybride ou électrique, notion de convertisseur) 4) Critères de choix 5) Aspects technico-économique, tendances du marché, cout kwh Ces 3 derniers points seront traités partiellement sous forme de conférences avec des spécialistes académiques et industriels des domaines. Les points communs entre les différents dispositifs feront également l objet d une présentation synthétique. o A l issu de ce module, les étudiants doivent être capables d interagir avec des intervenants (fournisseurs, collectivités, etc ) utilisant ces technologies. Ils doivent également pouvoir rapidement s autoformer sur des aspects plus pointus, en allant chercher de façon pertinente de l information sur le domaine concerné.

6 FORMATION : Master Chimie/Physique/EGE X9PN Intervenants extérieurs Gestion de projets et ingénierie énergétique des territoires aspects socio-économiques 2 ECTS Former les étudiants à l ingénierie énergétique des territoires Monter et gérer des projets énergétiques Conseiller et apporter une expertise scientifique et technique aux collectivités et administrations en matière de développement durable Sont traités les aspects socio-économiques liés aux énergies renouvelables (réglementation, politiques publiques ). Ingénierie énergétique des territoires Gestion de projet Un enseignement «finance pour non financier» pour permettre à l étudiant de calculer la rentabilité économique d un projet et d établir un business plan. Un enseignement qualité pour permettre à l étudiant de connaître les outils tels que l AMDEC (analyse des modes de défaillances et de leurs conséquences), plan d expérience et analyse fonctionnelles. Un module gestion de projet pour permettre à l étudiant de maîtriser les différentes étapes de développement d un produit - Gestions de projets

7 FORMATION : Master Chimie/Physique/EGE X9PNO60 20 x x SECTION CNU RESPONSABLE DE L UE Anglais 1 ECTS du responsable L objectif de ce module est d approfondir les thèmes et notions abordés en Master 1 (anglais professionnel et scientifique), et de permettre aux étudiants, au sein de chaque parcours d acquérir une autonomie langagière qui, tout en étant axée sur leur spécialité, soit compatible avec les directives européennes concernant les qualifications linguistiques requises en fin d études. xxxxxxxxxx Le programme s oriente selon deux axes principaux : Un axe professionnel (en vue de l insertion des étudiants dans le monde du travail) Dans cette optique, il s attachera à présenter l entreprise ainsi que son environnement tant dans son aspect institutionnel que dans sa gestion et dans son fonctionnement interne (culture, stratégie, responsabilité environnementale) Un axe spécifique visant à permettre aux étudiants de développer leurs compétences linguistiques dans le cadre même de leur spécialité (dans un but de recherche notamment) La communication écrite et orale sera privilégiée et mise en œuvre par le biais de travaux de groupe et d interventions individuelles. En outre, une préparation au TOEIC (Test of English for International Communication) sera mise en place afin de permettre l obtention par les étudiants de M2 d un score de 750 au test, conformémen aux recommandations en vigueur. ). Communiquer dans une ou plusieurs langues

8 FORMATION : Master Chimie/Physique/EGE X9PN Intervenants extérieurs Connaissance de l entreprise 2 ECTS Transmission du savoir, diffusion des connaissances auprès des collectivités publiques Communication et animation scientifique au cours de réunions d utilités publiques pour l installation de parcs énergétiques nouveaux. Connaissance de l entreprise Présentation des objectifs. Présentation des modèles organisationnels dans les laboratoires de recherche et entreprise scientifiques. Exercices pratiques : modélisation des entreprises fréquentées lors du stage de M1 / prise de parole. Organisation humaine des entreprises. (les organigrammes, les définitions de fonction, les contrats de travail, les politiques de rémunération ) Critères d identification des entreprises. Culture et charte d entreprise : quels sens leur donner? La présentation orale de travaux lors de réunion Mise en situation sur un cas de réunion de travail. (type synthèse hebdomadaire, présentation de travaux bibliographiques, mise en place d une définition de poste normalisée Débriefing de la séance, vérification des acquisitions. (Examen sur la base de 60 minutes) Rappels des objectifs des séances précédentes. Synthèse des travaux. Contrôle des écarts/ questions/réponses. Assurer une veille scientifique et technologique. Présenter des rapports de synthèse Travailler en équipe pluridisciplinaire Communiquer dans une ou plusieurs langues

9 FORMATION : Mention Physique, Chimie et EGE Option : Dispositifs pour l énergie CM 25h X9PN090 CTDi TD 10h TP SECTION CNU 28 Ludovic ARZEL Notions avancées sur l'énergie photovoltaïque 5 ECTS Ludovic.arzel@cnrs-imn.fr Cette UE fait partie de l'option Dispositifs pour l énergie. Elle est la suite de l'ue 3 Photovoltaïque du tronc commun qui constitue donc le prérequis pour cet enseignement davantage orienté vers les technologies couches minces alternatives au silicium. Cette UE est un approfondissement des notions sur l'énergie photovoltaïque étudiée dans le tronc commun. Elle vise principalement à compléter les notions générales en abordant de façon approfondie les thèmes suivants : - Étude approfondies des filières "couches minces" en photovoltaïque : principalement CdTe et CIGSe - Les cellules de III ème génération : cellules organiques, cellules de Grätzel, concepts innovants. A la suite de cet enseignement, l'étudiant maîtrise les différentes techniques de dépôts de couches minces appliquées au photovoltaïque et a une bonne vision des concepts qui peuvent conduire à une rupture en terme de rendement des cellules.

10 FORMATION : Master Chimie/Physique/EGE Option : Dispositifs pour l'énergie X9PN100 Matériaux et dispositifs avancés pour le stockage et la transformation électrochimiques de l'énergie Nombre d ECTS THIERRY BROUSSE Thierry.brousse@univ-nantes.fr Le module vise à former les étudiants aux technologies actuelles et futures de stockage et de transformation électrochimiques de l énergie. Le cours est principalement axé sur les matériaux, les techniques de caractérisations associées, la réalisation des composants et des dispositifs et l évaluation de leurs performances. Outre les rappels indispensables en sciences des matériaux et en techniques de caractérisations, un éclairage poussé sera donné en déclinant de façon fondamentale et appliquée les aspects détaillés relatifs aux matériaux, aux principes de fonctionnement, et aux dispositifs actuels. Les dispositifs émergents seront également abordés. Notions de base en chimie, physique, physico-chimie des matériaux et en électrochimie Méthodes de synthèse et de caractérisations physico-chimiques des matériaux divisés Systèmes de stockage électrochimiques de l énergie : o Batteries avancées: matériaux et dispositifs pour batteries Li-ions, techniques de mise en forme des électrodes o Supercondensateurs et systèmes hybrides o Nouveaux matériaux, nouveaux dispositifs (Systèmes lithium/air, redox flow cell,...) o Vers des systèmes éco-compatibles : nouveaux matériaux, cycle de vie, recyclage o Aspects pratiques de montage et d évaluation des performances de dispositifs (Batteries, supercondensateurs, PACs...) Filière hydrogène o Production o Stockage, distribution o Utilisation : piles à combustibles, électrolyseurs, etc o Nouveaux matériaux, nouveaux dispositifs A l issu de ce module, les étudiants doivent être capables de mettre en application leurs connaissances dans ces domaines au sein d un département de contrôle qualité, de bureau d études, d un département de R&D, ou d un laboratoire ou centre de recherche fondamentale ou appliquée

11 FORMATION : Mention Physique, Chimie et EGE Option : Dispositifs pour l énergie X9PN111 Thermique-Energétique avancés 20 5 x x SECTION CNU 62 3 ECTS RESPONSABLE Sabrina CARPY sabrina.carpy@univ-nantes.fr Notions avancées sur les phénomènes physiques de transferts (turbulence, diphasique). Etude de composants énergétiques (PAC, échangeurs ) Notions de transferts thermiques Notions sur la turbulence-échangeurs de chaleur phénomènes de changement de phase-application PAC Dimensionnement de composants tels que : PAC, échangeurs de chaleur

12 FORMATION : Master Chimie/Physique/EGE Option : Gestion de l énergie X9PN0120 Modélisation et Gestion de l énergie 11h 10h x 9h SECTION CNU : 63 4 ECTS Christophe Millet Christophe.Millet@univ-nantes.fr Dimensionnement électrique d'un site de production PV ou éolien, Bilan de puissance Etude des flux de puissance sur le réseau public, Impacts des fluctuations de puissance Bonne connaissance des théorèmes généraux de l électricité en régimes continu, alternatif sinusoïdal et transitoire Notions sur les machines électriques et les principales structures d'électronique de puissance (redresseur / onduleur) Maîtrise du calcul matriciel et des grandeurs complexes Présentation Générale des Réseaux Historique, Les différents réseaux électriques - transport, distribution publique, industriel, tertiaire, embarqué et iloté Les fonctions et architectures Les spécificités Organisation et acteurs du 'marché' de l'electricité Les réseaux 'publics' Principes de réglage du plan de tension Puissance maximale transmissible Calcul de répartition de puissance - modélisation PV, PQ du réseau, modèle équivalent à courant continu, injection de puissance Les réseaux à faible puissance de court circuit Principes de dimensionnement Bilan de puissance Calcul des courants de court circuit Production décentralisée Fonctionnement en iloté - réglementation, protection, régulation, interactions entre les sources de production Connexion au réseau public - réglementation, protection, régulation, influence des sources d'injection sur le réseau, influence des incidents et déconnexions Etude de cas (sous forme de TP/projet) ex : dimensionnement électrique d'un site de production PV ou éolien, bilan de puissance et calcul des Icc, étude des flux de puissance sur le réseau public, impacts des fluctuations de puissance, analyse des phénomènes transitoires lors des connexions/déconnexions... Dimensionnement électrique d un site de production Maitrise des paramètres électriques intervenant dans le transport de l énergie électrique

13 FORMATION : Mention EGE Option : Gestion de l Energie Code de l UE : X9PN x 9 SECTION CNU : 63 BATARD CHRISTOPHE Qualité de l énergie 4 ECTS christophe.batard@univ-nantes.fr - Acquisition des savoir faire et des compétences technologiques dans les domaines de l électronique de puissance, la distribution et la conversion d énergie - Capacité d un étudiant de définir et d exploiter des équipements électriques de puissance et les systèmes de commande associés, pour gérer l énergie électrique - Maîtriser les outils de l électronicien de puissance - Connaître le fonctionnement des convertisseurs alternatif continu et continu alternatif - Connaître le principe de régulation des systèmes - Notion d espace d état 1. Outils 1.1. Transformation triphasée-diphasée 1.2. Puissances actives et réactives instantanées 2. Filtrage actif des convertisseurs (Principe) 2.1. Méthodes d extraction des harmoniques : dq et pq 2.2. Application au filtrage des courants absorbés par les ponts redresseurs monophasés et triphasés 3. Modélisation d'un système éolien 3.1. Notion d'aérogénérateur 3.2. Etude de la chaîne de conversion 3.3. Solutions électrotechniques pour l'éolien 4. Interactions Réseaux d Energie et de Communication 4.1. Réseau d énergie - Réseau de communication 4.2. Technologie des modems Courants Porteurs en Ligne (CPL) domestiques 4.3. Réseau d énergie Modulation de Largeur d Impulsions (MLI) vu comme une perturbation 4.4 Méthodes de couplage de l information CPL sur un réseau électrique MLI. - Connaissance des principes de la régulation des systèmes d énergie électrique. - Notions de bases sur la problématique du transport de données numériques sur les réseaux électriques.

14 FORMATION : Mention Physique, Chimie et EGE X9PN140 Intitulé de l UE Thermique du bâtiment 15 5 x x SECTION CNU 62 2 ECTS RESPONSABLE: Gilberto DOMINGUES gilberto.domingues@univ-nantes.fr Notions de bilan énergétique sur un bâtiment : calculs des déperditions thermiques- régulation thermique-confort thermique Notions de transferts thermiques Bilan global Méthode nodale Règles Th U Méthodes de régulation thermique : application au solaire thermique Diagnostique énergétique d un bâtiment- définition des besoins énergétiques