Master Energie, UFR STGI Belfort

• Project topics are given by research professors and researchers, engineers or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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• Develop the conversational aspect of the language and practice speaking and writing. This is generally achieved through active learning: role-playing, dialogues and interactive exercises.
• Focus on step-by-step progress, everyday themes, and learner discovery of how the language works.

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• Project topics are given by research professors and researchers, engineers, or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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- Synchronous machine with smooth or protruding poles:  Modeling, choice of park reference frame, operating equations along the d and q axes, voltage diagram, torque as a function of angular offset and stability with impact of shock absorbers, behavior in saturated mode and Potter and Blondel diagrams, loss and yield tests, behavior on an asymmetric load;

- Asynchronous machine:  Equations, choice of reference frame and operating equations according to the different benchmarks, operating equations in complex quantities, equivalent schemes and power balance, torque as a function of sliding and incidence of the stator resistance, operation at frequency and voltage respectively constant and variable, constant flow operation, principle of vector control, tests, losses, standard current diagram, cage motor and double cage, single-phase operation;

- Self-piloted synchronous motor:  Principle of control according to the position of the rotor, machines with sinusoidal or trapezoidal field distribution, different power supplies, brushless motors, torque ripples and operation adjustment, advantages and economical approach;

- Variable reluctance motors:  Principle, advantages and limits, conditions on the number of teeth and poles, hybrid motors, advantages and disadvantages, variable frequency and autopiloted power supply, step-by-step operation.

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• Knowledge and in-depth understanding of the different static converters (rectifiers, choppers, inverters,...);
• Latest technological developments in these converters (in particular multi-level structures);
• Synthesis of an electronic energy conversion structure v/v of a specified specification;
• Global approach to the design of a complex system (electronic components, energy conversion structure, control, real-time aspects, etc.), in response to specifications;
• Electrical converter/actuator associations;
• Control of static converters.

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• Modeling and control of dynamic systems:  Modeling and identification of dynamic systems, Analysis of the response of dynamical systems (stability, response time, accuracy and damping), Analysis in the state space of dynamical systems (internal stability, commandability, and observability), Extension to multivariate systems, Observer synthesis (e.g., Luenberger observer), Placement of poles by state feedback (Principle of separation), Notions of optimal control and robust controller, Treatment of nonlinearities in dynamic systems;
•  Control of sampled systems:  Introduction to sampled systems and digital systems, Description of signal sampling, transformed into z, sampled transfer function of a system, Study of the stability and performance of sampled systems, Modeling and analysis in state space, Synthesis of correctors for digital servos by correction of the error signal or by placement of poles.

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Different technologies, thermodynamics, electrochemistry and mass transfer for fuel cells, polarization curve, efficiency, basic calculations for PEMFC and SOFC          

Différentes technologies, thermodynamique, électrochimie et transfert de masse pour les piles à combustibles, courbe de polarisation, rendement, calculs de base pour les PEMFC et SOFC                                                                                                                                                                                                                                                      
            

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Electrical machines have broadly been used in many industries including the transportation industry. Electrical machines with higher power density and higher efficiency are demanded and, thus, more stringent thermal management requirements are needed for electrified vehicle applications. Design considerations, challenges, and methods for enhanced thermal management concern this course. Fundamental thermal properties of common materials are presented and sources of losses in various parts of machines are explained. Furthermore, typical cooling techniques and thermal analysis approaches for electrical machines are reviewed in detail.

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Syllabus :

      - Current (fossil, nuclear, hydraulic) and alternative (renewable, H2);

      - Resource estimation methods and key figures.

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This course aims to understand how electricity markets work (price formation, sub-marginal rents, impact of the introduction of renewable energy, reserve mechanisms to ensure the stability of the electricity network, demand-side shaving, NEBEF, capacity mechanisms, frequency control, etc.) and the link with the carbon market. The general organisation of the electricity sector is explained, including the roles of the regulator, transmission and distribution system operators, electricity producers and suppliers, aggregators, etc. The origins of the opening up of the electricity sector to competition are explained, using the concepts of economies of scale, natural monopolies and the evolution of technologies and costs in this industry.

A large part of the course is also devoted to explaining how the European carbon market works, what the determinants are that help explain the formation of the carbon price and what strategies electricity producers are using to reduce their CO2 emissions in response to the carbon price (reversing the order in which power stations are called up, co-combustion of wood in coal-fired power stations, hydrogen in gas-fired power stations, etc.).

Numerous illustrative exercises are provided for students to calculate the price of electricity at different times, rents, the remuneration of renewable energy operators benefiting from various support mechanisms (feed-in tariffs, contracts for the

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Scientific writing is an important and precise type of technical writing that requires an understanding of technical document structure and the information researcher are presenting. Learning scientific writing skills can help a researcher craft more informative, engaging scientific documents (articles, thesis).

In this lecture we explore what scientific writing is, highlight the features of good scientific writing and review some helpful tips for writing your own documents

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This course aims to understand how electricity markets work (price formation, sub-marginal rents, impact of the introduction of renewable energy, reserve mechanisms to ensure the stability of the electricity network, demand-side shaving, NEBEF, capacity mechanisms, frequency control, etc.) and the link with the carbon market. The general organisation of the electricity sector is explained, including the roles of the regulator, transmission and distribution system operators, electricity producers and suppliers, aggregators, etc. The origins of the opening up of the electricity sector to competition are explained, using the concepts of economies of scale, natural monopolies and the evolution of technologies and costs in this industry.

A large part of the course is also devoted to explaining how the European carbon market works, what the determinants are that help explain the formation of the carbon price and what strategies electricity producers are using to reduce their CO2 emissions in response to the carbon price (reversing the order in which power stations are called up, co-combustion of wood in coal-fired power stations, hydrogen in gas-fired power stations, etc.).

Numerous illustrative exercises are provided for students to calculate the price of electricity at different times, rents, the remuneration of renewable energy operators benefiting from various support mechanisms (feed-in tariffs, contracts for the

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• In-depth knowledge of conventional electrochemical electrical energy storage systems (i.e., electrochemical accumulators);
• In-depth knowledge of electrostatic electrical energy storage systems (i.e., supercapacitors);
• In-depth knowledge of hydrogen-energy-based electrical energy storage systems (i.e., electrolyzer/H2 storage/Fuel cell combination);
• In-depth knowledge of other electrical energy storage systems (i.e., SMES, STEP, CAES, inertial storage...);
• Hybridization of energy storage systems.

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• Environmental and economic context;
• Basic principles of transport systems;
• The internal combustion engine;
• Electric vehicles;
• Hybrid vehicles;
• Hydrogen vehicles;
• Project mode: realization of a project with planning and deliverables on a case study.

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• Elément 1  Conversion d'énergie et efficacité énergétique  : différentes sources (combustibles fossiles, fission et fusion, soleil,vents et marées, géothermie ), différentes formes (chimique, nucléaire, mécanique, électricité), technologies de conversion et rendements associés,                                                                                                                                                              
• Elément 2 Stockage d'énergie   : nécessité du stockage, différentes technologies (électrochimie, électrostatique, supra-conducteurs, volant d'inertie, stockage gravitaire, chaleur sans et avec changement de phase, air comprimé) et chiffres clés   
• Element 3  Réseaux énergétiques : réseaux de distribution des hydrocarbures, réseaux électriques (principes, technologies, pertes), réseaux de chaleur (principes, technologies, pertes)

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Conversion d'énergie et efficacité énergétique  : différentes sources (combustibles fossiles, fission et fusion, soleil,vents et marées, géothermie ), différentes formes (chimique, nucléaire, mécanique, électricité), technologies de conversion et rendements associés,

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Réseaux énergétiques : réseaux de distribution des hydrocarbures, réseaux électriques (principes, technologies, pertes), réseaux de chaleur (principes, technologies, pertes)

Energy networks: hydrocarbon distribution networks, electrical networks (principles, technologies, losses), heating networks (principles, technologies, losses)

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Stockage d'énergie   : nécessité du stockage, différentes technologies (électrochimie, électrostatique, supra-conducteurs, volant d'inertie, stockage gravitaire, chaleur sans et avec changement de phase, air comprimé) et chiffres clés

Energy storage: storage need , different technologies (electrochemistry, electrostatics, superconductors, flywheel, gravity storage, heat without and with phase change, compressed air) and key figures

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• Project topics are given by research professors and researchers, engineers or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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• Develop the conversational aspect of the language and practice speaking and writing. This is generally achieved through active learning: role-playing, dialogues and interactive exercises.
• Focus on step-by-step progress, everyday themes, and learner discovery of how the language works.

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• Project topics are given by research professors and researchers, engineers, or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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Syllabus & Targeted skills:

The subjects of tutored projects are given by teacher-researchers or researchers as well as by engineers or industrialists. They are in line with the research activities of the support laboratories and industrial expectations. The topics covered must allow the experimental implementation and/or simulation. The projects are carried out in teams of 2 to 8 students.

- Implement in a global way, on a given study, the knowledge acquired during the master's training that makes it possible to correlate teaching and project.

- Develop its "know-how" by putting in a situation conducive to observation and exchange within the group and in the organization involved in the project.

-          Learn to work in a project group in an effective and enriching way with a dual perspective of developing one's autonomy and ability to work and organize one another in a team.

-          Become aware of the distance to take to develop a critical, constructive, relevant reflection and learn to communicate it to its "sponsor".

-          Learn how to search for and synthesize information.

-          Master the key factors for the success of a project and knowledge of the toolbox useful for the conduct of a project.

-          Know how to organize, guide, plan and manage a project.

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•  Project topics are given by research professors and researchers, engineers or industrialists.

•  The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved

•  The subjects require simulation and/or experimentation

•  The projects are carried out by TEN and EEN students.

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- Develop the conversational aspect of the language and practice speaking and writing. This is generally achieved through active learning: role-playing, dialogues and interactive exercises.

- Focus on step-by-step progress, everyday themes, and learner discovery of how the language works.

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This module aims to provide students with a solid foundation of knowledge in the field of energy flow management within complex systems. It will draw on examples of multiphysical systems from the fields of electrical energy generation, storage and utilisation, for both transport and stationary applications.

By the end of this module, students should be able to :

• Understand the formalisms and tools for representing and analysing complex multiphysical systems;
• Apply previously acquired concepts and principles of control engineering and industrial computing to complex energy systems;
• Effectively model and simulate a complex multiphysical system;
• Be able to propose control strategies for these multiphysical systems, as well as hardware and software sensors, in accordance with defined specifications. 

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• Analyse de système de co-génération et de tri-génération fioul, gaz, solaire, piles à combustible

• Bilan d'énergie sur une installation de cogénération : adaptation des puissances thermiques, électriques

• Conditions de fonctionnement optimales

• Etude de cas

• Analysis of oil, gas, solar, fuel cell co-generation and tri-generation systems
• Energy balance on a cogeneration installation: adaptation of thermal and electrical powers
• Optimal operating conditions
• Case study

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• Systèmes pile à combustible : définition, limites, contraintes, optimisation
• Modélisation des différentes stratégies de gestion de l'énergie dans des applications transport

• Fuel cell systems: definition, limits, constraints, optimization
• Modeling of different energy management strategies in transportation applications

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Apprentissage des différentes technologies, de la thermodynamique, de l'électrochimie et du transfert de masse pour les électrolyseurs. Etude des courbes de polarisation, rendement. Calculs de base    

Learning about different technologies, thermodynamics, electrochemistry and mass transfer for electrolysers. Study of polarization curves, efficiency. Basic calculations

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• State of the art in (semi-)analytical and numerical modelling in 2D or 3D;
• (Semi-)analytical modelling based on the formal solution of Maxwell’s equations: classical and advanced (subdomain method);
• (Semi-)analytical modelling using the Magnetic Equivalent Circuit (MEC): classical and advanced (generic automation method). 

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The energies course underlines the challenges to overcome to make acceptable the energy transition and
provides a critical overview of present and emerging available energy systems

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Scientific writing is an important and precise type of technical writing that requires an understanding of technical document structure and the information researcher are presenting. Learning scientific writing skills can help a researcher craft more informative, engaging scientific documents (articles, thesis, report).

In this lecture we explore what scientific writing is, highlight the features of good scientific writing and review some helpful tips for writing your own documents

Scientific writing is an important and precise type of technical writing that requires an understanding of technical document structure and the information researcher are presenting. Learning scientific writing skills can help a researcher craft more informative, engaging scientific documents (articles, thesis, report).

In this lecture we explore what scientific writing is, highlight the features of good scientific writing and review some helpful tips for writing your own documents

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Anglais usuel, scientifique et technique, s'appuyant sur des thèmes propres à la formation de référence des étudiants (parcours énergie électrique).

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• Maîtriser les composantes de la communication interpersonnelle;

• Transmettre un message avec efficacité, s'adapter au(x) destinataire(s), comprendre la typologie des interlocuteurs, savoir argumenter;

• Identifier des techniques de communication utiles au quotidien;

• Construire la relation (avec le hiérarchique, les collègues, les clients);

• Savoir faire face à des situations relationnelles difficiles;

• Développer son assertivité, optimiser les éléments non verbaux de la communication, valoriser l'image de soi.

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• Machine synchrone à pôles lisses ou saillants : Modélisation, choix du repère de Park, équations de fonctionnement suivant les axes d et q, diagramme des tensions, couple en fonction du décalage angulaire et stabilité avec incidence des amortisseurs, comportement en régime saturé et diagrammes de Potier et de Blondel, essais pertes et rendement, comportement sur une charge dissymétrique;

• Machine asynchrone : Mise en équations, choix du référentiel et équations de fonctionnement suivant les différents repères, équations de fonctionnement en grandeurs complexes, schémas équivalents et bilan des puissances, couple en fonction du glissement et incidence de la résistance statorique, fonctionnement à fréquence et tension respectivement constantes et variables, fonctionnement à flux constant, principe du contrôle vectoriel, essais, pertes, diagramme en courant normalisé, moteur à cage et à double cage, fonctionnement en monophasé;

• Moteur synchrone autopiloté : Principe du pilotage en fonction de la position du rotor, machines à répartition de champ sinusoïdale ou trapézoïdale, différentes alimentations, moteurs sans balais, ondulations de couple et réglage du fonctionnement, avantages et approche économique;

• Moteurs à réluctance variable : Principe, avantages et limites, conditions sur les nombres de dents et de pôles, moteurs hybrides, avantages et inconvénients, alimentation à fréquence variable et en autopiloté, fonctionnement en moteur pas à pas.

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• Connaissance et compréhension approfondie des différents convertisseurs statiques (redresseurs, hacheurs, onduleurs, gradateurs...);
• Dernières évolutions technologiques de ces convertisseurs (structures multiniveaux, entrelacement, structures isolées);

• Synthèse d'une structure de conversion électronique d'énergie v/v d'un cahier des charges spécifié;

• Approche globale de conception d'un système complexe (composants électronique, structure de conversion d'énergie, commande, aspects temps réel...), en réponse à un cahier des charges;

• Connaître les structures de conversion électronique d'énergie utilisées pour la variation de vitesse des moteurs à courant continu et des moteurs alternatifs;

• Savoir commander une structure électronique de conversion d'énergie.                   

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• Modélisation et commande des systèmes dynamiques : Modélisation et identification des systèmes dynamiques, Analyse de la réponse des systèmes dynamiques (stabilité, temps de réponse, précision et amortissement), Analyse dans l'espace d'état des systèmes dynamiques (stabilité interne, commandabilité, et observabilité), Extension aux systèmes multivariables, Synthèse d'observateur (e.g., observateur de Luenberger), Placement de pôles par retour d'état (Principe de séparation), Notions de commande optimale et de contrôleur robuste, Traitement des non-linéarités dans les systèmes dynamiques;                                                

• Commande des systèmes échantillonnés : Introduction aux systèmes échantillonnés et aux systèmes numériques, Description de l'échantillonnage du signal, transformée en z, fonction de transfert échantillonnée d'un système, Étude de la stabilité et des performances des systèmes échantillonnées, Modélisation et analyse dans l'espace d'état, Synthèse des correcteurs pour les asservissements numériques par la correction du signal d'erreur ou par placement de pôles.                                               

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• Les sujets de projets tuteurés sont donnés par des enseignants chercheurs ou des chercheurs ainsi que par des ingénieurs ou des industriels;

• Ils sont en phases avec les activités de recherches des laboratoires d'appui et des attentes industrielles;

• Les sujets abordés doivent permettre la mise en œuvre expérimentale et/ou de la simulation;

• Les projets commun entre le parcours EE et ITE sont menés en équipe de 2 à 8 étudiants.

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Anglais usuel, scientifique et technique, s'appuyant sur des thèmes propres à la formation de référence des étudiants (parcours énergie électrique).

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Ce cours vise à comprendre le fonctionnement des marchés électriques (formation du prix, rentes infra-marginales, impact de l'introduction des ENR, mécanismes de réserves pour assurer la stabilité du réseau électrique, effacement de la demande, NEBEF, mécanismes de capacités, réglage de la fréquence, etc.) et le lien avec le marché du carbone. L'organisation générale du secteur électrique est expliquée avec les rôles du régulateur, des gestionnaires des réseaux de transport et de distribution, producteurs et fournisseurs d'électricité, agrégateurs, etc. Les origines de l'ouverture à la concurrence du secteur électrique sont expliquées en faisant appel aux notions d'économies d'échelle, de monopole naturel et à l'évolution des technologies et des coûts dans cette industrie.

Une part importante du cours est également dédiée à expliquer comment fonctionne le marché européen du carbone, quels sont les déterminants qui permettent d'expliquer la formation du prix du carbone et quelles sont stratégies des producteurs d'électricité pour réduire leurs émissions de CO₂ en réponse au prix du carbone (inversion dans l'ordre d'appel des centrales, co-combustion de bois dans le centrales charbon, d'hydrogène dans les centrales gaz, etc.).

De nombreux exercices d'illustration sont proposés aux étudiants pour calculer le prix de l'électricité à différentes heures, les rentes, la rémunération des opérateurs d'ENR bénéficiant de divers mécanismes de soutien (feed-in tariffs, contrats pour la différence, certificats verts, etc.), etc. Des exercices permettent également de mettre en valeur les stratégies d'abattement des émissions de CO₂ pour des entreprises confrontées à un prix du carbone, avec en particulier le calcul de fuel-switching prices pour les producteurs d'électricité (indicateur très utilisé par les acteurs du secteur électrique et des marchés financiers).

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• Connaître les étapes clés de la conduite de projet;

• Manager un projet et utiliser les outils adaptés : objectifs, acteurs, tâches, responsabilités, moyens matériels, délais et planification, budget, contraintes particulières, évaluation des risques...

• Travailler en équipe projet : constituer l'équipe, coordonner l'avancement du projet, assurer le suivi, collaborer et communiquer, gérer les problématiques projet, s'adapter aux outils spécifiques de l'entreprise,

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• Connaissance approfondie des systèmes conventionnels de stockage électrochimique d'énergie électrique (i.e., accumulateurs électrochimiques);
• Connaissance approfondie des systèmes de stockage électrostatique d'énergie électrique (i.e., supercondensateurs);
• Connaissance approfondie des systèmes de stockage d'énergie électrique à base d'hydrogène-énergie (i.e., association électrolyseur/stockage H2/Pile à combustible);
• Connaissance approfondie des autres stockeurs d'énergie électrique (i.e., SMES, STEP, CAES, stockage inertiel...);
• Hybridation des systèmes de stockage d'énergie.                                               

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• Contexte environnemental et économique;

• Principes de base des systèmes de transport;

• Le moteur à combustion interne;

• Les véhicules électriques;

• Les véhicules hybrides;

• Les véhicules à hydrogène;

• Module en mode projet : réalisation d'un projet avec planning et livrables sur un cas d'étude.

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• Étude du principe de fonctionnement et de la technologies des centrales de production d'électricité conventionnelles  : centrale à flamme, turbine à gaz et cycle combiné, nucléaire;

• Étude du principe de fonctionnement et de la technologies des sources d'énergie renouvelables : hydroélectricité, panneaux photovoltaïques, éoliennes, centrales de production d'électricité conventionnelles (centrale à flamme, turbine à gaz et cycle combiné, nucléaire);

• Problématiques économique et environnementale des systèmes de production d'électricité.

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• Les sujets de projets tuteurés sont donnés par des enseignants chercheurs ou des chercheurs ainsi que par des ingénieurs ou des industriels;

• Ils sont en phases avec les activités de recherches des laboratoires d'appui et des attentes industrielles;

• Les sujets abordés doivent permettre la mise en oeuvre expérimentale et/ou de la simulation;

• Les projets communs entre le parcours EE et ITE sont menés en équipe de 2 à 8 étudiants.

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Anglais des affaires (business English).

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Cet enseignement vise à atteindre deux catégories d'objectifs :

• Permettre la découverte du monde professionnel sous l'angle juridique, à travers une introduction générale au droit, au droit des contrats et au droit du travail.

• Il s'agira également de découvrir l'entreprise sous ses aspects juridiques : typologie, propriété intellectuelle...

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Cette UE est traitée par séquence puis agrégée (en projet concret de groupe) :

• la définition d'un produit/service (type golden circle) dans une vision intégrée de marché (benchmark sectoriel et/ou produit/service);

• les fondamentaux d'une organisation industrielle et/ou de service agile (type deep dive, scrum, …);

• la rédaction d'un plan marketing de positionnement du produit/service (gamme, prix et canaux de vente, cycle de vie et relance de version, …);

• le pricing du produit/service (construction de leur coût de revient, de leurs frais de fonctionnement, …);

• la construction d'un management des organisations de leur projet (s'appuyant sur les appétences et profils psycho-sociaux du groupe);

• la présentation synthétique du projet (avec faq circonstanciée de la promo) du projet.

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Cette UE doit apporter aux étudiants des bases de connaissance solides dans le domaine de la gestion des flux énergétiques au sein d'un système complexe. Elle s'appuiera en cela sur des exemples de systèmes multiphysiques issus des domaines de la production, du stockage et de l'utilisation de l'énergie électrique, pour des applications transport et stationnaire.
A l'issue de cette UE, les étudiants devront :

• Connaître les formalismes et outils de représentation et d'analyse des systèmes multiphysiques complexes;

• Être en capacité de faire le lien avec les concepts et notions d'automatique et d'informatique industrielle acquis précédemment, et appliqués aux systèmes énergétiques complexes;

• Savoir modéliser et simuler efficacement un système multiphysique complexe;

• Savoir proposer des stratégies de contrôle pour ces systèmes multiphysiques, des capteurs matériels et logiciels, en fonction d'un cahier des charges défini

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• Initier les étudiants aux méthodes de l'intelligence artificielle (réseaux de neurones, logique floue, optimisation stochastique);                                       

• Savoir mettre en œuvre des méthodes de gestion d'énergie pour les véhicules électriques et les systèmes stationnaires hybrides par logique floue;                                       

• Initier les étudiants à la programmation de méthodes d'optimisation par algorithmes génétiques ou essaims particulaires, appliquées à des systèmes énergétiques.   

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• Etat de l'art sur les modélisations (semi-)analytiques et numériques en 2D ou 3D;

• Modélisation (semi-)analytique basée sur la résolution formelle des équations de Maxwell : classique et avancée (méthode en sous-domaines);

• Modélisation (semi-)analytique par "Magnetic Equivalent Circuit" (MEC) : classique et avancée (méthode d'automatisation générique).

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• Les sujets de projets tuteurés sont donnés par des enseignants chercheurs ou des chercheurs ainsi que par des ingénieurs ou des industriels.

• Ils sont en phases avec les activités de recherches des laboratoires d'appui et des attentes industrielles.
• Les sujets abordés doivent permettre la mise en œuvre expérimentale et/ou de la simulation.
• Les projets commun entre le parcours EE et ITE sont menés en équipe de 2 à 8 étudiants.

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1.  En entreprise, l'objectif de ce stage est :

• d'offrir à l'étudiant(e) l'occasion de soumettre aux contraintes de la vie en entreprise les connaissances acquises tout au long de sa formation;

• de lui permettre de tester ses aptitudes de communication, d'intégration et de travail en équipe;

• de lui donner une véritable première expérience professionnelle qui permettra de maximiser ses chances dans la recherche d'un premier emploi.

2. En laboratoire ou R&D, l'objectif de ce stage est :

• de découvrir le monde de la recherche à travers une véritable première expérience dans un laboratoire ou un service R&D;

• de mettre en pratique les connaissances acquises tout au long de sa formation;

• de tester ses aptitudes de communication, d'intégration et de travail en équipe, mais également sa capacité à mener à bien un travail de recherche en autonomie.

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Anglais usuel, scientifique et technique, s'appuyant sur des thèmes propres à la formation de référence des étudiants (parcours énergie électrique).

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• Maîtriser les composantes de la communication interpersonnelle;

• Transmettre un message avec efficacité, s'adapter au(x) destinataire(s), comprendre la typologie des interlocuteurs, savoir argumenter;

• Identifier des techniques de communication utiles au quotidien;

• Construire la relation (avec le hiérarchique, les collègues, les clients);

• Savoir faire face à des situations relationnelles difficiles;

• Développer son assertivité, optimiser les éléments non verbaux de la communication, valoriser l'image de soi.

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• Phénoménologie des écoulements en vue de décrire les efforts aérodynamiques qu'exercent un fluide en mouvement sur un corps immergé dans le fluide.
  • Description de la portance et de la traînée.
  • Traduction des efforts aérodynamique sur une structure en coefficients aérodynamiques.
  • Diagrammes de polaires liant les coefficients aérodynamiques.
• Description des écoulements compressibles.
  • Reprise des équations de mécanique des fluides et de thermodynamique pour application à des écoulements compressibles.
  • Illustration des écoulements compressibles dans les cas mono-dimensionnels (fluide parfait, avec frottement, avec chauffage, avec changement de section...).
  • Calculs de grandeurs d'intérêt (pression, vitesse, échange thermique...) dans les écoulements compressibles et description des ondes de choc.
  • Applications des écoulements compressibles dans les tuyères.
• Description des phénomènes de turbulence dans les écoulements.
  • Conséquences de la turbulence dans les écoulements et sur les transferts thermiques.
  • Principe de la modélisation de la turbulence (traitement statistique des équations de transport, modèles de fermeture).
  • Introduction aux différents modèles de turbulence usuellement utilisés en simulation numérique CFD en détaillant leur concept, spécificités points forts et limites.

Illustrations des divers phénomènes sous forme de TP : souffleries, banc de mesure optique, TP numériques

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Flow phenomenology to describe the aerodynamic forces exerted by a moving fluid on a body immersed in the fluid.

• Description of lift and drag.
  • Translation of aerodynamic forces on a structure into aerodynamic coefficients.
  • Polar diagrams linking aerodynamic coefficients.
• Description of compressible flows.
  • Review of fluid mechanics and thermodynamics equations for application to compressible flows.
  • Illustration of compressible flows in one-dimensional cases (perfect fluid, with friction, with heating, with section change, etc.).
  • Calculation of variables of interest (pressure, velocity, heat exchange, etc.) in compressible flows and description of shock waves.
  • Applications of compressible flows in nozzles.
• Description of turbulence phenomena in flows.
  • Consequences of turbulence in flows and on heat transfer.
  • Principles of turbulence modelling (statistical treatment of transport equations, closure models).
  • Introduction to the different turbulence models commonly used in CFD numerical simulation, detailing their concept, specific features, strengths and limitations.

Illustrations of the various phenomena in the form of practical exercises: wind tunnels, optical measurement bench, numerical practical exercises, etc.

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Phénoménologie des écoulements en vue de décrire les efforts aérodynamiques qu'exercent un fluide en mouvement sur un corps immergé dans le fluide.

• Description de la portance et de la traînée.
• Traduction des efforts aérodynamique sur une structure en coefficients aérodynamiques.
• Diagrammes de polaires liant les coefficients aérodynamiques

Description des écoulements compressibles.

• Reprise des équations de mécanique des fluides et de thermodynamique pour application à des écoulements compressibles.
• Illustration des écoulements compressibles dans les cas mono-dimensionnels (fluide parfait, avec frottement, avec chauffage, avec changement de section...).
• Calculs de grandeurs d'intérêt (pression, vitesse, échange thermique...) dans les écoulements compressibles et description des ondes de choc.
• Applications des écoulements compressibles dans les tuyères.

Description des phénomènes de turbulence dans les écoulements.

• Conséquences de la turbulence dans les écoulements et sur les transferts thermiques.
• Principe de la modélisation de la turbulence (traitement statistique des équations de transport, modèles de fermeture).
• Introduction aux différents modèles de turbulence usuellement utilisés en simulation numérique CFD en détaillant leur concept, spécificités points forts et limites

Illustrations des divers phénomènes sous forme de TP : souffleries, banc de mesure optique, TP numériques

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Chapitre 1.  Introduction et rappels : régimes de convection, loi de Newton, gamme des valeurs de h, facteurs intervenant dans le calcul de h, couche limite,  formulation générale, nombre de Nusselt, grandeurs locales et grandeurs moyennes

Chapitre 2. Convection forcée externe  : Couche limite, plaque plane en régime laminaire, résolution des équations de conservation sous les hypothèses de Prandtl, plaque plane en régime turbulent, écoulement autour d'une nappe de tubes

Chapitre 3. Convection forcée interne : régime établi, longueur d'entrée, écoulement laminaire dans un tube, écoulement turbulent dans un tube

Chapitre 4. Convection naturelle :

• Coefficient de dilatation thermique. Poussée d'Archimède. Nombres de Grashof et de Rayleigh 
• Couche limite. Plaques verticales et horizontales
• Cylindres

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Chapter  1. Introduction : convection regimes, Newton's law, range of h values, factors involved in the calculation of h, boundary layer, general formulation, Nusselt number, local quantities and mean quantities

Chapter 2. External forced convection : Boundary layer, flat plate in laminar regime, resolution of conservation equations in the Prandtl hypothesis, flate plate in turbulent regime, flow around a sheet of tubes

Chapter 3. Internal forced convection :  Fully developed flow regime, inlet length, laminar flow in a tube, turbulent flow in a tube

Chapter 4. Natural convection :

• Coefficient of thermal expansion. Buoyancy force. Grashof and Rayleigh numbers 
• Boundary layer. Vertical and horizontal plates 
• Cylinders

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Introduction aux échangeurs de chaleur

• Introduction

  • Principe des échangeurs de chaleur

  • Classification

• Notions fondamentales sur le transfert de chaleur

  • Résistance thermique

  • Ailettes

• Exercices

  • Moteur

  • Pile à combustible

Différence de température moyenne logarithmique

• Bilan énergétique sur un tube unique

  • Bilan énergétique

  • Calculs sur un tube

• Échangeur de chaleur

  • Bilan énergétique global

  • Échangeur de chaleur à flux parallèles

  • Échangeur de chaleur à contre-courant

L'efficacité – Méthode NTU

• Efficacité

  • Définition

  • Échangeur de chaleur à contre-courant idéal

  • Fonction du côté froid ou chaud

• NTU

  • Définition

  • Exemple d'échangeur de chaleur à flux parallèles

  • Conclusion pour l'échangeur de chaleur à flux parallèles

  • Expressions pour divers types d'échangeurs de chaleur

Grilles d'échangeurs de chaleur

• Introduction

• Architecture en série

  • Architecture ?

  • Rapport de température

  • Efficacité

  • NTU

• Architecture parallèle-série

  • Fluide froid en parallèle et fluide chaud en série

  • Fluide chaud en parallèle et fluide froid en série

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Introduction to Heat Exchangers

• Introduction
  • Heat Exchanger Principles
  • Classification

• Fundamentals of Heat Transfer

  • Thermal Resistance

  • Fins

• Exercises

  • Engine

  • Fuel Cell

Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD)

• Energy Balance on a Single Tube
  • Energy Balance
  • Calculations for a Single Tube

• Heat Exchanger

  • Overall Energy Balance

  • Parallel Flow Heat Exchanger

  • Counter-flow Heat Exchanger

The Effectiveness – NTU Method

• Effectiveness
  • Definition
  • Ideal Counter-flow Heat Exchanger
  • Function of the Cold or Hot Side

• NTU

  • Definition

  • Parallel Flow Heat Exchanger Example

  • Conclusion for Parallel Flow Heat Exchangers

  • Expressions for Various Types of Heat Exchangers

Heat Exchanger Networks

• Introduction

• Series Architecture

  • Architecture?

  • Temperature Ratio

  • Effectiveness

  • NTU

• Parallel-Series Architecture

  • Cold Fluid in Parallel and Hot Fluid in Series

  • Hot Fluid in Parallel and Cold Fluid in Series

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This course consists of 2 parts: 1) Two-phase heat transfer, 2) Matter transfer

1) Two-phase heat transfer 6CM, 4TD, 4TP

• introduction to the physical mechanisms of phase change
• boiling: Nukyama curve, nucleate and film boiling, critical flows, two-phase flows
• condensation: physical mechanisms, laminar and turbulent condensation, flat-plate and tube condensation
• heat exchange intensification, examples of two-phase heat exchangers

2) Mass transfer, 6CM, 4TD, 4TP

• Lecture 1: Mass Transfer
      Introduction
          Objectives
          Bibliography
          Review
      Quantifying Energy and Matter
          Mass and Energy Balances
          Mixture of Components
          Flux Density for Binary Mixtures
          Mass Diffusivity or Diffusion Coefficient
      Fluid Flow Problems
          Definitions
          Expression of Mass Fluxes
          Summary
      Transient Regime
          Formulation
          Heat-Mass Analogy
      Exercise

• Lecture 2: Mass Transfer - Boundary Conditions
      Gas/Liquid Equilibrium
          Henry's Law
          Raoult's Law
      Gas/Solid Equilibrium
          Solubility
          Sorption
          Sorption Isotherm
      Boundary Conditions
          Introduction to the Problem
          Continuity of Variables
• Lecture 3: Heat-Mass Analogies
      Boundary Layer Analogy
          Heat Convection/Mass Convection
          Lewis Number
          Synthesis
      Evaporation
          Convection and Evaporation
          Link between Heat and Mass Fluxes
      Thermal-Mass Equivalence

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Ce cours comprend deux parties : 1) Transfert de chaleur diphasique, 2) Transfert de matière

1) Transfert de chaleur diphasique 6 CM, 4 TD, 4 TP

Introduction aux mécanismes physiques du changement de phase
Ébullition : courbe de Nukyama, ébullition nucléée et en film, écoulements critiques, écoulements diphasiques
Condensation : mécanismes physiques, condensation laminaire et turbulente, condensation sur plaque plane et dans un tube
Intensification des échanges thermiques, exemples d'échangeurs de chaleur diphasiques

2) Transfert de masse, 6CM, 4TD, 4TP

Cours 1 : Transfert de masse
    Introduction
        Objectifs
        Bibliographie
        Révision
    Quantification de l'énergie et de la matière
        Bilans de masse et d'énergie
        Mélange de composants
        Densité de flux pour les mélanges binaires
        Diffusivité de masse ou coefficient de diffusion
    Problèmes d'écoulement des fluides
        Définitions
        Expression des flux de masse
        Résumé
    Régime transitoire
        Formulation
        Analogie chaleur-masse
    Exercice
Cours 2 : Transfert de masse - Conditions aux limites
    Équilibre gaz/liquide
        Loi de Henry
        Loi de Raoult
    Équilibre gaz/solide
        Solubilité
        Sorption
        Isotherme de sorption
    Conditions aux limites
        Introduction au problème
        Continuité des variables
Cours 3 : Analogies chaleur-masse
    Analogie de la couche limite
        Convection thermique/convection de masse
        Nombre de Lewis
        Synthèse
    Évaporation
        Convection et évaporation
        Lien entre les flux thermiques et les flux massiques
    Équivalence thermique-massique

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Acoustique : définitions, propagation en milieux ouvert et en milieu fermé, application aux bâtiments et aux machines, techniques d'atténuation. Vibrations : discrétisation d'une structure fréquences et modes de vibrations, vibrations des poutres, application aux machines tournantes, isolation, analyse spectrale, défauts, équilibrage, maintenance prédictive.

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Ce cours aborde les principes fondamentaux des cycles des machines frigorifiques et pompes à chaleur

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Architectures des moteurs thermiques à combustion interne, des pompes et moteurs hydrauliques à pistons axiaux et radiaux, des compresseurs pneumatiques. Aspect dynamique : équilibrage des efforts. Aspect technologique : critères de conception, modèles de pression de contact dans une liaison mécanique, pression de mattage, échauffement et grippage.

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• Les sujets de projets tuteurés sont donnés par des enseignants chercheurs ou des chercheurs ainsi que par des ingénieurs ou des industriels;

• Ils sont en phases avec les activités de recherches des laboratoires d'appui et des attentes industrielles;

• Les sujets abordés doivent permettre la mise en œuvre expérimentale et/ou de la simulation;

• Les projets commun entre le parcours EE et ITE sont menés en équipe de 2 à 8 étudiants.

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Anglais usuel, scientifique et technique, s'appuyant sur des thèmes propres à la formation de référence des étudiants (parcours énergie électrique).

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Ce cours vise à comprendre le fonctionnement des marchés électriques (formation du prix, rentes infra-marginales, impact de l'introduction des ENR, mécanismes de réserves pour assurer la stabilité du réseau électrique, effacement de la demande, NEBEF, mécanismes de capacités, réglage de la fréquence, etc.) et le lien avec le marché du carbone. L'organisation générale du secteur électrique est expliquée avec les rôles du régulateur, des gestionnaires des réseaux de transport et de distribution, producteurs et fournisseurs d'électricité, agrégateurs, etc. Les origines de l'ouverture à la concurrence du secteur électrique sont expliquées en faisant appel aux notions d'économies d'échelle, de monopole naturel et à l'évolution des technologies et des coûts dans cette industrie.

Une part importante du cours est également dédiée à expliquer comment fonctionne le marché européen du carbone, quels sont les déterminants qui permettent d'expliquer la formation du prix du carbone et quelles sont stratégies des producteurs d'électricité pour réduire leurs émissions de CO₂ en réponse au prix du carbone (inversion dans l'ordre d'appel des centrales, co-combustion de bois dans le centrales charbon, d'hydrogène dans les centrales gaz, etc.).

De nombreux exercices d'illustration sont proposés aux étudiants pour calculer le prix de l'électricité à différentes heures, les rentes, la rémunération des opérateurs d'ENR bénéficiant de divers mécanismes de soutien (feed-in tariffs, contrats pour la différence, certificats verts, etc.), etc. Des exercices permettent également de mettre en valeur les stratégies d'abattement des émissions de CO₂ pour des entreprises confrontées à un prix du carbone, avec en particulier le calcul de fuel-switching prices pour les producteurs d'électricité (indicateur très utilisé par les acteurs du secteur électrique et des marchés financiers).

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• Connaître les étapes clés de la conduite de projet;

• Manager un projet et utiliser les outils adaptés : objectifs, acteurs, tâches, responsabilités, moyens matériels, délais et planification, budget, contraintes particulières, évaluation des risques...

• Travailler en équipe projet : constituer l'équipe, coordonner l'avancement du projet, assurer le suivi, collaborer et communiquer, gérer les problématiques projet, s'adapter aux outils spécifiques de l'entreprise,

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Historique de la combustion (combustion lente, combustion vive, oxydo-réduction, utilisation). Phénoménologie de la combustion et propriétés (flammes de diffusion et de prémélange, le triangle du feu, combustibles liquides et solides, différents types d'oxydation, auto inflammation, loi de le Chatelier). Les carburants. Thermodynamique de la combustion et de la flamme (énergie d'activation, pouvoir calorifique, point éclair, (P, T, V) de combustion et richesse, déflagration et détonation, chimiluminescence, risques, autres oxydants que l'air). Cinétique chimique. Polluants et émissions. Application de la combustion au fonctionnement des turbines gaz.

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NUCLEAIRE

Centrale nucléaire : historique, principe de fonctionnement et éléments d'une centrale nucléaire. Chaine de production de l'électricité : cuve nucléaire, circuit primaire, générateur de vapeur, circuit secondaire, couplage turbine vapeur et alternateur. Elements de physique nucléaire : propriétés nucléaires de base, masse, charge, moment angulaire du noyau, propriétés dynamiques, l'onde de DE BROGLIE, équation de SCHRÖDINGER et cas d'application, énergie nucléaire de liaison, niveaux d'énergie des noyaux, désintégrations radioactives (alpha, béta), les différentes réactions nucléaires, les sections efficaces, la fission...Éléments de métallurgie nucléaire. 

ENERGIE HYDROGENE

historique, composition, utilisation de l'hydrogène, hydrogène comme vecteur énergétique, les différentes applications, PEM en particulier. Le stockage, la combustion de l'H₂, l'oxydation dans les PEM, les risques inhérents à l'hydrogène, les procédés de fabrication, la politique actuelle et ses évolutions dans le domaine.

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Ce cours s'intéresse aux turbomachines de type compresseurs et turbines industrielles

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Formation sur les logiciels par Eléments Finis multiphysique COMSOL et FLUENT (Mécanique des Fluides laminaire et turbulente). Définition de la géométrie étudiée et définition des paramètres d'étude (paramètres thermophysiques et conditions aux limites). Maillage et optimisation. Résolution et optimisation. Exploitation des résultats. Etude de cas concrets en régimes permanents et transitoires. Cas particuliers d'études de couplage de problèmes (ex thermofluidiques, thermoélectriques....)

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Introduction à la classification des équations aux dérivées partielles utilisées en thermique et mécanique des fluides: méthode des caractéristiques.
Paramètres nécessaires à la résolution: domaine, conditions aux limites
Méthodes des différences finies: choix d'une méthode adaptée au problème physique à traiter: méthode de Crank-Nicolson, méthode des directions alternées.

Méthode des volumes finis: domaine d'application, description de la méthode pour les équations de la dynamique des fluides. Choix des options présentes dans les outils de CFD permettant l'optimisation des simulations

1. Introduction à l'optimisation

• Formulation d'un problème d'optimisation
• Exemple de programmation linéaire
• Les minimums locaux et globaux

2. Méthodes d'optimisation

• 1D : Elimination d'intervalles, méthode de Powell, méthode de Newton-Raphson
• ND : méthode du Simplex, méthode de Newton-Raphson, méthode des gradients conjugués, Algorithme de Davidon-Fletcher-Powell (DFP), Algorithme de Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS)

3. Résolution d'EDP - approche matricielle

• Discrétisation de l'espace et du temps
• Relation vectorielle,  Représentation matricielle
• Formulation explicite,  Formulation implicite,   Analyse de stabilité

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Handling a CFD tool

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Permettre aux étudiants de calculer les besoins énergétiques d'un bâtiment ainsi que ses émissions tout au long du cycle de vie.

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• Thème 1. Energie éolienne : Ressources éoliennes (Distribution de Weibull, Analyse de données), puissance du vent (limite de Betz), Aérodynamique des rotors, production électrique des éoliennes
• Thème 2. Energie solaire thermique : Ressource solaire, capteurs solaires thermiques plans et à tubes sous-vides : principes, rendement.
• Thème 3. Energie solaire photovoltaïque : Conversion photovoltaïque, technologies de panneaux solaires, association de cellules et de panneaux, installations en site isolé et connectées au réseau

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• Synthèse historique sur le froid
• Introduction : principes physiques
• Fluides frigorigènes
• Système à compression mono-étagée : description des cycles thermodynamiques, rôle des composants, identification des pertes
• Systèmes à compression bi-étagée : à économiseur ouvert, à économiseur partiel, cycles cascade à deux fluides
• Conception des installations commerciales

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• Les sujets de projets tuteurés sont donnés par des enseignants chercheurs ou des chercheurs ainsi que par des ingénieurs ou des industriels;

• Ils sont en phases avec les activités de recherches des laboratoires d'appui et des attentes industrielles;

• Les sujets abordés doivent permettre la mise en oeuvre expérimentale et/ou de la simulation;

• Les projets communs entre le parcours EE et ITE sont menés en équipe de 2 à 8 étudiants.

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• Ecoulements alternés, Prise en compte de milieux poreux et/ou structuré (cogénérateur)

• Machines à apport thermique externe (Cogénérateurs,  Systèmes thermoacoustiques, Stirling, Ericsson), 

• Systèmes refroidisseurs innovants (Magnétocaloriques).

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• Alternating flows, consideration of porous and/or structured media (cogenerators)
• Machines with external heat input (cogenerators, thermoacoustic systems, Stirling, Ericsson),
• Innovative cooling systems (Magnetocalorics).

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•  Dynamic temperature measurement
• Thermal micrometry in fluids (temperatures and flows): principles and applications

• Infrared spectroscopy for temperature and species concentration measurements in semi-transparent media
• Radiative Transfer Equation
• Principles and experimental set-ups
• Data processing (inversion method)
• Optical measurements in flows
• Flow visualization techniques (tomography, ombroscopy, strioscopy).
• Velocimetry techniques (Laser Doppler Velocimetry, Particle Image Velocimetry, data processing).
• Methods for measuring other quantities (Pressure Sensitive Paints, Fluorescence, Granulometry).
• Intrusive measurement methods using wired microsensors.

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• Mesures de températures dynamiques
• Micromesures thermiques dans les fluides (températures et flux) : principes et réalisations
• Spectroscopie infrarouge pour les mesures de températures et de concentrations d'espèces dans les milieux semi-transparents
• Equation du Transfert Radiatif : ETR
• Principes et montages expérimentaux
• Traitements des données (méthode d'inversion)

• Mesures optiques dans les écoulements
• Techniques de visualisation d'écoulements (tomographie, ombroscopie, strioscopie).
• Techniques de vélocimétrie (Vélocimétrie Laser Doppler, Vélocimétrie par Images de Particules, traitement des données).
• Méthodes de mesures d'autres grandeurs (Peintures Sensibles à la Pression, Fluorescence, Granulométrie).
• Méthodes de mesures intrusives à l'aide de microcapteurs filaires

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1. Introduction
2. Fundamental transforms
3. Exergetic analyse of the compression processes
4. Exergetic analyse of the expansion processes
5. Exergetic analyse of the heat exchanges
6. Applications

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Thème 1. Introduction, qu'est ce qu'une affaire ? Spécificités. Missions du chargé d'affaires

Thème 2. Appels d'offres et marchés publics

Thème 3. Stratégie. Diagnostic stratégique, stratégie corporate, stratégie business, déploiement

Thème 4. Marketing. Différents contextes du marketing B2B, études marketing, marketing stratégique, communication

Thème 5. Prospection et avant vente, élaboration de l'offre 

Thème 6 Techniques de négociation, fidélisation

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Thème 1. Introduction, plan du cours, importance de la consommation énergétique du bâtiment, évolution de la réglementation, exemples de réalisation architecturale, bibliographie.

Thème 2. Isolation, conductivité thermique des isolants, autres propriétés, matériaux, installation des isolants (dalles, intérieure, extérieure). Exercices.

Thème 3. Transmission thermique des parois opaques et transparentes. Ponts thermiques inertie Exercices

Thème 4. Bilan thermique d'un bâtiment, aération, apports solaires. Exercices

Thème 5. Réglementation thermique, 2005 et 2012

Thème 6. Comportement dynamique, inertie d'un bâtiment. Exercices

Thème 7. Confort thermique besoins de l'occupant, thermique corps humain, normes et mesures, équation de Fanger, température opérative, facteurs d'inconfort, cas des bâtiments en ventilation naturelle. Exercices

Thème 8. Infiltrométrie, étanchéité à l'air des enveloppes, diagnostic thermique, thermographie infrarouge

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- Introduction au traitement de l'air

- Evolutions de base et évolutions multiples

- Renouvellement d'air

- Conditions de soufflage

- Filtration

- Climatisation de confort et conditionnement d'air

- Etudes de cas

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Anglais des affaires (business English).

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Cet enseignement vise à atteindre deux catégories d'objectifs :

• Permettre la découverte du monde professionnel sous l'angle juridique, à travers une introduction générale au droit, au droit des contrats et au droit du travail.

• Il s'agira également de découvrir l'entreprise sous ses aspects juridiques : typologie, propriété intellectuelle...

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Cette UE est traitée par séquence puis agrégée (en projet concret de groupe) :

• la définition d'un produit/service (type golden circle) dans une vision intégrée de marché (benchmark sectoriel et/ou produit/service);

• les fondamentaux d'une organisation industrielle et/ou de service agile (type deep dive, scrum, …);

• la rédaction d'un plan marketing de positionnement du produit/service (gamme, prix et canaux de vente, cycle de vie et relance de version, …);

• le pricing du produit/service (construction de leur coût de revient, de leurs frais de fonctionnement, …);

• la construction d'un management des organisations de leur projet (s'appuyant sur les appétences et profils psycho-sociaux du groupe);

• la présentation synthétique du projet (avec faq circonstanciée de la promo) du projet.

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Utilisation avancée des outils de CFD - optimisation de géométrie - optimisation de maillage - modélisation de cas concrets.

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Principes de simulation thermique dynamique appliqués aux cas des bâtiments, apports "gratuits" (solaires, métaboliques, pertes des appareils), pertes par transmission et ventilation, confort d'été, architectures bioclimatiques, optimisation de  bâtiment pour assurer à la fois de faibles besoins de chauffage et un confort d'été

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Principles of dynamic thermal simulation applied to buildings, "free" inputs (solar, metabolic, losses from appliances), losses through transmission and ventilation, summer comfort, bioclimatic architectures, building optimisation to ensure both low heating requirements and summer comfort.

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• Raccordement en 3D d'un ballon d'eau chaude sanitaire / Exécution 3D d'un réseau d'asperseurs 

• Exécution 3D d'un système de chauffage par chaudière ou par panneaux solaires / Exécution 3D d'un système de ventilation / Fabrication de blocs "intelligents" connectables

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1/ Systèmes frigorifiques

Rappels des principes de réfrigération, problématique des fluides frigorigènes actuels. Rappels sur les systèmes à compression mono et bi-étagée. Installations courantes de puissance industrielle et commerciale. Conception des installations commerciales : technologies et dimensionnement des principaux organes.

2/ Centrales Thermiques II

- Marché de l'énergie et du charbon

- Les carburants fossiles

- La thermodynamique des turbines vapeur

- Les centrales charbon

- La technologie des chaudières à combustibles solides

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• Marché de l'énergie
• Les combustibles fossiles
• La thermodynamique des centrales
• La technologie des centrales charbon et des chaudières à combustibles solides
• Élément sur la capture de CO2

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Calcul et dimensionnement de réseaux fluidiques et énergétiques. Calcul de pompes de réseaux et du point de fonctionnement. Calcul de perte de charge sur un réseau complexe. Dimensionnement d'un ventilateur et adéquation aux usages.

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Déterminer sur bancs d'essais les performances de systèmes de conversion d'énergie à l'échelle industrielle

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• Les sujets de projets tuteurés sont donnés par des enseignants chercheurs ou des chercheurs ainsi que par des ingénieurs ou des industriels;

• Ils sont en phases avec les activités de recherches des laboratoires d'appui et des attentes industrielles;

• Les sujets abordés doivent permettre la mise en œuvre expérimentale et/ou de la simulation;

• Les projets commun entre le parcours EE et ITE sont menés en équipe de 2 à 8 étudiants.

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• Project topics are given by research professors and researchers, engineers or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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• Develop the conversational aspect of the language and practice speaking and writing. This is generally achieved through active learning: role-playing, dialogues and interactive exercises.
• Focus on step-by-step progress, everyday themes, and learner discovery of how the language works.

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• Project topics are given by research professors and researchers, engineers, or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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Flow phenomenology to describe the aerodynamic forces exerted by a moving fluid on a body immersed in the fluid.
Description of lift and drag.
Translation of aerodynamic forces on a structure into aerodynamic coefficients.
Polar diagrams linking aerodynamic coefficients.
Description of compressible flows.
Review of fluid mechanics and thermodynamics equations for application to compressible flows.
Illustration of compressible flows in one-dimensional cases (perfect fluid, with friction, with heating, with section change, etc.).
Calculation of variables of interest (pressure, velocity, heat exchange, etc.) in compressible flows and description of shock waves.
Applications of compressible flows in nozzles.
Description of turbulence phenomena in flows.
Consequences of turbulence in flows and on heat transfer.
Principles of turbulence modelling (statistical treatment of transport equations, closure models).
Introduction to the different turbulence models commonly used in CFD numerical simulation, detailing their concept, specific features, strengths and limitations.
Illustrations of the various phenomena in the form of practical exercises: wind tunnels, optical measurement bench, numerical practical exercises, etc.

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Handling a CFD tool

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Chapter  1. Introduction , convection regimes, Newton's law, range of h values, factors involved in the calculation of h, boundary layer, general formulation, Nusselt number, local quantities and mean quantities

Chapter 2. External forced convection - Boundary layer, flat plate in laminar regime, resolution of conservation equations in the Prandtl hypothesis, flate plate in turbulent regime, flow around a sheet of tubes

Chapter 3. Internal forced convection -  Fully developed flow regime, inlet length, laminar flow in a tube, turbulent flow in a tube

Chapter 4. Natural convection    - Coefficient of thermal expansion. Buoyancy force. Grashof and Rayleigh numbers Boundary layer. Vertical and horizontal plates - Cylinders

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This course consists of 2 parts: 1) Two-phase heat transfer, 2) Matter transfer

1) Two-phase heat transfer 6CM, 4TD, 4TP

• introduction to the physical mechanisms of phase change
• boiling: Nukyama curve, nucleate and film boiling, critical flows, two-phase flows
• condensation: physical mechanisms, laminar and turbulent condensation, flat-plate and tube condensation
• heat exchange intensification, examples of two-phase heat exchangers

2) Mass transfer, 6CM, 4TD, 4TP

• Lecture 1: Mass Transfer
      Introduction
          Objectives
          Bibliography
          Review
      Quantifying Energy and Matter
          Mass and Energy Balances
          Mixture of Components
          Flux Density for Binary Mixtures
          Mass Diffusivity or Diffusion Coefficient
      Fluid Flow Problems
          Definitions
          Expression of Mass Fluxes
          Summary
      Transient Regime
          Formulation
          Heat-Mass Analogy
      Exercise

• Lecture 2: Mass Transfer - Boundary Conditions
      Gas/Liquid Equilibrium
          Henry's Law
          Raoult's Law
      Gas/Solid Equilibrium
          Solubility
          Sorption
          Sorption Isotherm
      Boundary Conditions
          Introduction to the Problem
          Continuity of Variables
• Lecture 3: Heat-Mass Analogies
      Boundary Layer Analogy
          Heat Convection/Mass Convection
          Lewis Number
          Synthesis
      Evaporation
          Convection and Evaporation
          Link between Heat and Mass Fluxes
      Thermal-Mass Equivalence

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The plan of the course is :

1/ Introduction to Heat exchangers
    Introduction
        Heat exchanger principle
        Classification
    Heat transfer basics
        Thermal Resistance
        Fins
    Exercices
        Engine
        Fuel Cell

2/ Log Mean Temperature Difference
    Energy balance on a single tube
        Energy balance
        One tube calculations
    Heat exchanger
        Overall energy balance
        Parallel flow heat exchanger
        Counterflow heat exchanger

3/ The Effectiveness¿NTU Method
    Effectiveness
        Definition
        Ideal counterflow heat exchanger
        Function of the cold or hot side
    NTU
        Definition
        Example of parallel flow heat-exchanger
        Conclusion for PF heat-exchanger
        Expressions for a variety of heat exchangers

4/ Heat Exchangers grids
    Introduction
    Series architecture
        Architecture ?
        Temperature ratio
        Effectiveness
        NTU
    Parrallel - series architecture
        Cold fluid in parallel and hot fluid in series
        Hot fluid in parallel and cold fluid in series

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Acoustics: definitions, propagation in open and closed environments, application to buildings and machines, attenuation techniques. Vibration: discretisation of a structure, vibration frequencies and modes, beam vibrations, application to rotating machinery, insulation, spectral analysis, faults, balancing, predictive maintenance.

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This course covers the fundamental principles of refrigeration and heat pump cycles.

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Different technologies, thermodynamics, electrochemistry and mass transfer for fuel cells, polarization curve, efficiency, basic calculations for PEMFC and SOFC          

Différentes technologies, thermodynamique, électrochimie et transfert de masse pour les piles à combustibles, courbe de polarisation, rendement, calculs de base pour les PEMFC et SOFC                                                                                                                                                                                                                                                      
            

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Electrical machines have broadly been used in many industries including the transportation industry. Electrical machines with higher power density and higher efficiency are demanded and, thus, more stringent thermal management requirements are needed for electrified vehicle applications. Design considerations, challenges, and methods for enhanced thermal management concern this course. Fundamental thermal properties of common materials are presented and sources of losses in various parts of machines are explained. Furthermore, typical cooling techniques and thermal analysis approaches for electrical machines are reviewed in detail.

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Syllabus :

      - Current (fossil, nuclear, hydraulic) and alternative (renewable, H2);

      - Resource estimation methods and key figures.

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This course aims to understand how electricity markets work (price formation, sub-marginal rents, impact of the introduction of renewable energy, reserve mechanisms to ensure the stability of the electricity network, demand-side shaving, NEBEF, capacity mechanisms, frequency control, etc.) and the link with the carbon market. The general organisation of the electricity sector is explained, including the roles of the regulator, transmission and distribution system operators, electricity producers and suppliers, aggregators, etc. The origins of the opening up of the electricity sector to competition are explained, using the concepts of economies of scale, natural monopolies and the evolution of technologies and costs in this industry.

A large part of the course is also devoted to explaining how the European carbon market works, what the determinants are that help explain the formation of the carbon price and what strategies electricity producers are using to reduce their CO2 emissions in response to the carbon price (reversing the order in which power stations are called up, co-combustion of wood in coal-fired power stations, hydrogen in gas-fired power stations, etc.).

Numerous illustrative exercises are provided for students to calculate the price of electricity at different times, rents, the remuneration of renewable energy operators benefiting from various support mechanisms (feed-in tariffs, contracts for the

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Scientific writing is an important and precise type of technical writing that requires an understanding of technical document structure and the information researcher are presenting. Learning scientific writing skills can help a researcher craft more informative, engaging scientific documents (articles, thesis).

In this lecture we explore what scientific writing is, highlight the features of good scientific writing and review some helpful tips for writing your own documents

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This course aims to understand how electricity markets work (price formation, sub-marginal rents, impact of the introduction of renewable energy, reserve mechanisms to ensure the stability of the electricity network, demand-side shaving, NEBEF, capacity mechanisms, frequency control, etc.) and the link with the carbon market. The general organisation of the electricity sector is explained, including the roles of the regulator, transmission and distribution system operators, electricity producers and suppliers, aggregators, etc. The origins of the opening up of the electricity sector to competition are explained, using the concepts of economies of scale, natural monopolies and the evolution of technologies and costs in this industry.

A large part of the course is also devoted to explaining how the European carbon market works, what the determinants are that help explain the formation of the carbon price and what strategies electricity producers are using to reduce their CO2 emissions in response to the carbon price (reversing the order in which power stations are called up, co-combustion of wood in coal-fired power stations, hydrogen in gas-fired power stations, etc.).

Numerous illustrative exercises are provided for students to calculate the price of electricity at different times, rents, the remuneration of renewable energy operators benefiting from various support mechanisms (feed-in tariffs, contracts for the

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NUCLEAR

Nuclear power plant: history, operating principle and elements of a nuclear power plant. Electricity production chain: nuclear vessel, primary circuit, steam generator, secondary circuit, steam turbine and alternator coupling. Elements of nuclear physics: basic nuclear properties, mass, charge, angular momentum of the nucleus, dynamic properties, DE BROGLIE wave, SCHRÖDINGER equation and application cases, nuclear binding energy, energy levels of nuclei, radioactive disintegrations (alpha, beta), different nuclear reactions, cross sections, fission...Elements of nuclear metallurgy.

HYDROGEN ENERGY

History, composition, use of hydrogen, hydrogen as an energy carrier, different applications, PEM in particular. Storage, combustion of H2, oxidation in PEMs, the risks inherent in hydrogen, manufacturing processes, current policy and its developments in the field.

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Topic 1. Wind energy: Wind resources (Weibull distribution, data analysis), wind power (Betz limit), rotor aerodynamics, electricity generation from wind turbines.

Topic 2. Solar thermal energy: solar resources, flat-plate and evacuated-tube solar thermal collectors: principles, efficiency.

Topic 3. Photovoltaic solar energy: Photovoltaic conversion, solar panel technologies, cell and panel configurations, off-grid and grid-connected installations

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Training on COMSOL multiphysics FE software and FLUENT FE software (laminar and turbulent MoF). Definition of the geometry studied and definition of the study parameters (thermophysical parameters and boundary conditions). Meshing and optimisation. Resolution and optimisation. Exploitation of results. Study of specific cases in steady state and transient conditions. Special cases of coupled problem studies (e.g. thermofluidic, thermoelectric....)

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Introduction to the classification of partial differential equations used in thermal and fluid mechanics: method of characteristics.
Parameters required to solve the equation: domain, boundary conditions, etc.
Finite difference methods: choice of a method suited to the physical problem to be solved: Crank-Nicolson method, method of alternating directions.

Finite volume method: field of application, description of the method for fluid dynamics equations. Choice of options in CFD tools for optimising simulations

1/ Introduction to optimisation
        Formulation of an optimisation problem
        Example of linear programming
        Local and global minima

2/ Optimisation methods
      1D: Interval elimination, Powell method, Newton-Raphson method
      ND: Simplex method, Newton-Raphson method, conjugate gradient method, Davidon-Fletcher-Powell algorithm (DFP), Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno algorithm (BFGS)

3/ Solving PDEs - matrix approach
   Discretisation of space and time
        Vector relationship, Matrix representation formulation
        Explicit formulation, Implicit formulation, Stability analysis

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• Elément 1  Conversion d'énergie et efficacité énergétique  : différentes sources (combustibles fossiles, fission et fusion, soleil,vents et marées, géothermie ), différentes formes (chimique, nucléaire, mécanique, électricité), technologies de conversion et rendements associés,                                                                                                                                                              
• Elément 2 Stockage d'énergie   : nécessité du stockage, différentes technologies (électrochimie, électrostatique, supra-conducteurs, volant d'inertie, stockage gravitaire, chaleur sans et avec changement de phase, air comprimé) et chiffres clés   
• Element 3  Réseaux énergétiques : réseaux de distribution des hydrocarbures, réseaux électriques (principes, technologies, pertes), réseaux de chaleur (principes, technologies, pertes)

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Conversion d'énergie et efficacité énergétique  : différentes sources (combustibles fossiles, fission et fusion, soleil,vents et marées, géothermie ), différentes formes (chimique, nucléaire, mécanique, électricité), technologies de conversion et rendements associés,

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Réseaux énergétiques : réseaux de distribution des hydrocarbures, réseaux électriques (principes, technologies, pertes), réseaux de chaleur (principes, technologies, pertes)

Energy networks: hydrocarbon distribution networks, electrical networks (principles, technologies, losses), heating networks (principles, technologies, losses)

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Stockage d'énergie   : nécessité du stockage, différentes technologies (électrochimie, électrostatique, supra-conducteurs, volant d'inertie, stockage gravitaire, chaleur sans et avec changement de phase, air comprimé) et chiffres clés

Energy storage: storage need , different technologies (electrochemistry, electrostatics, superconductors, flywheel, gravity storage, heat without and with phase change, compressed air) and key figures

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• Project topics are given by research professors and researchers, engineers or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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• Develop the conversational aspect of the language and practice speaking and writing. This is generally achieved through active learning: role-playing, dialogues and interactive exercises.
• Focus on step-by-step progress, everyday themes, and learner discovery of how the language works.

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• Project topics are given by research professors and researchers, engineers, or industrialists.
• The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved
• The subjects require simulation and/or experimentation
• The projects are carried out by TEN and EEN students.

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Syllabus & Targeted skills:

The subjects of tutored projects are given by teacher-researchers or researchers as well as by engineers or industrialists. They are in line with the research activities of the support laboratories and industrial expectations. The topics covered must allow the experimental implementation and/or simulation. The projects are carried out in teams of 2 to 8 students.

- Implement in a global way, on a given study, the knowledge acquired during the master's training that makes it possible to correlate teaching and project.

- Develop its "know-how" by putting in a situation conducive to observation and exchange within the group and in the organization involved in the project.

-          Learn to work in a project group in an effective and enriching way with a dual perspective of developing one's autonomy and ability to work and organize one another in a team.

-          Become aware of the distance to take to develop a critical, constructive, relevant reflection and learn to communicate it to its "sponsor".

-          Learn how to search for and synthesize information.

-          Master the key factors for the success of a project and knowledge of the toolbox useful for the conduct of a project.

-          Know how to organize, guide, plan and manage a project.

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•  Project topics are given by research professors and researchers, engineers or industrialists.

•  The subjects concern the research activities of the various laboratories and companies involved

•  The subjects require simulation and/or experimentation

•  The projects are carried out by TEN and EEN students.

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