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Une formation multidisciplinaire
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Power Systems II - Réseaux et composants - 4EUS4PST

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  • Volumes horaires

    • CM : 22.0
    • TD : 14.0
    • TP : 24.0
    • Projet : -
    • Stage : -
    Crédits ECTS : 5.0
  • Responsables : Pascal TIXADOR

Objectifs

Ce module a pour objectif de donner des connaissances de base sur la production électrique d’origine nucléaire, thermique et hydraulique y compris les principaux cycles thermodynamiques ainsi que les systèmes de stockage, notamment les stockages chimique et gravitaire (STEP).

Contenu

(1) Centrales de production conventionnelles
Cet enseignement représente 14h de cours magistral et 1,25 ECTS du DS du module.
• Production électrique nucléaire
o Physique du nucléaire - équivalence énergie masse
o Différentes familles de réacteurs nucléaires
o Sûreté nucléaire - radioactivité et règles de radioprotection
o Tri et stockage des déchets radioactifs
• Production électrique hydraulique
o Différents types d’aménagements hydroélectriques et centrales associées (lac, éclusées, fil de l’eau, haute/moyenne et basse chutes)
o Différents barrage (mobiles/fixes, poids/voutes), déversoirs
o Les turbines hydrauliques (Pelton, Francis, Kaplan, bulbes)
o Station de Transfert d'Energie par Pompage (STEP)
o Centrales marémotrices
• Production électrique thermique
o Centrales classiques à vapeur (combustion, combustibles, générateur de vapeur, turbines à vapeur, condenseur, circuit air-gaz de combustion, évacuation des fumées),
o Centrales à pollution réduites, filières « charbon propre »
o Turbines à combustion
o Centrales à cycle combiné

(2) Machines thermiques
Cet enseignement représente 12h de cours magistral, 10h de travail de personnel et 1,25 ECTS.
• Rappels de thermodynamique axés machines
o Premier et second principes en insistant sur systèmes ouverts (pour machines) et enthalpie
o Grandeurs et relations thermodynamiques les plus utilisées pour calculs machines
o Equations états (gaz parfait, liquide et solide incompressibles) et relations thermo-dynamiques associées
o Compression et détente des gaz (dans perspective cycles machines)
• Cycles thermodynamiques pour la production d’électricité
o Cycle de Brayton (cycle des groupes électrogènes)
? Cycle de base, cycle avec récupérateur, cycles avec compression et détente multi-étagées
o Cycle de Rankine / Hirn (cycle eau-vapeur des centrales)
? Cycle de base, surchauffe, compression et détente fractionnées avec soutirage

(3) Electrochimie
Cet enseignement représente 10h de cours magistral, 10h de travaux dirigés, 4h de travail personnel et 1,25 ECTS du DS du module.
• Généralités sur le stockage d’énergie, diagramme de Ragone, cyclabilité, vieillissement et usure…
• Rappels sur les réactions électrochimiques
• Principes de fonctionnement des batteries et des PAC (Piles A Combustible), caractéristiques V(I), performance, dynamique des phénomènes, temps de réponse
• Exemples de technologies, circuits de protection, BMS (Batterie Management System)
• Evolutions et perspectives

(4) Station de Transfert d’Energie par Pompage « STEP » (partie faite sous forme d’étude guidée de type « BE »)
Cet enseignement représente 14h de projet guidé, 6h de travail personnel et 1,25 ECTS.
• Description d’une STEP et comparaison aux autres systèmes de stockage
• Fonctionnement d’une STEP et services systèmes associés
• Dimensionnement et choix de ces différents constituants
• Comparaison des différents modes de démarrage des STEP
• Analyse détaillée de la station de pompage de Grand-Maison, de sa configuration (schémas hydrauliques et électriques) et de ses modes de fonctionnements
• L’étude guidée concerne la reconstitution des chronogrammes de démarrage en pompage de la centrale de Grand-Maison, le calcul des différentes grandeurs électriques et les réglages.

TRAVAIL PERSONNEL non encadré
Sujets de BE (synthèse) en autonomie, préparation des TD et DS

Prérequis

• module « Energie électrique » (1 année TC)
• module « Transformateur et réseaux électrique » (IEE 2A)
• si possible module « Conversion d’énergie » (IEE 2A).

Contrôles des connaissances

Session normale
Contrôle continu (CC) : 2 contrôles continus individuels écrits en temps limité portant l'un sur le BE STEP, l'autre sur les Machines thermiques

Contrôle terminal (CT) : épreuve écrite de 3h, portant sur Electrochimie et Centrales de production conventionnelles

Autre critère mesurable de validation de l'UE : présence

Session de rattrapage
La note de session de rattrapage remplace la note de CT. Le CC n'est pas rattrapable.

CC 50% + CT 50%

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

cf. l'emploi du temps 2019/2020

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 4EUS4PST
Langue(s) d'enseignement : FR

Vous pouvez retrouver ce cours dans la liste de tous les cours.

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mise à jour le 8 février 2017

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes