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1I14 CONVERSION D'ENERGIE 2 - IND

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • CONVERSION D'ÉNERGIE 2
    • PROJET D'ÉLECTRICITÉ 1
  • En 2023-2024, elle s'organise au premier quadrimestre et couvre 3 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme , Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Auditoire
    • Groupe classe
    • Travaux pratiques dans un local équipé spécifiquement

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

La question du réchauffement de la planète (augmentation de la température moyenne mondiale) avec les changements des conditions climatiques n'est plus à discuter. En effet, les impacts de l'industrialisation mondiale et des comportements sociaux (humains) sont multiples : émissions de gaz à effets de serre, émissions de CO2, pollution de l'environnement, déforestation, ... L'ingénieur d'aujourd'hui doit favoriser les politiques en matières de changement du climat.

L’UE de Conversion d’Energie permet d’avoir certains outils pour trouver des solutions plus "écologiques" (moins polluantes et plus durables que les solutions actuelles) :

  • En terme de consommation d'énergie électrique (bilan de puissance, pertes, rendement, ...)
  • En terme de production et de transport d’énergie électrique (génératrice et transformateur de puissance).

Les contenus de l'UE

Trois activités d'apprentissage se complètent dans cette UE : le cours théorique de Conversion d'Energie 2, son laboratorie qui permet de mettre en pratique les notions vues au cours théorique et un projet de dimensionnement d'une installation électrique.

Le but de l’unité est donc triple : d’abord se familiariser avec les différentes machines, les étudier, les modéliser et pouvoir prédéterminer leur fonctionnement puis de les câbler, les instrumenter et analyser et utiliser les résultats des essais pour valider le travail fait au cours théorique et enfin les utiliser dans une application concrète, où il faudra valider les choix réalisés.

Cours théorique :

  • Développer et utiliser les diverses méthodes de calcul des machines électriques classiques vues en classe (machine synchrone et asynchrone - chauffage par induction) en fonctionnement normal.
  • Connaitre leur constitution, leur principe de fonctionnement et leurs utilisations pratiques
  • Etablir les équations et les schémas qui modélisent ces machines électriques et prédéterminer leur fonctionnement pour différents cas de charges.

Laboratoire : 

  • Réaliser les câblages et l’instrumentation de machines électriques (machines synchrones et asynchrones).
  • Analyser et comparer les résultats obtenus avec les concepts vus au cours théorique.

Projet d’électricité : Réaliser la note de calcul d'une installation électrique industrielle

  • Choix et dimensionnement des appareillages électriques : moteurs, câbles, contacteurs, relais thermiques, fusibles, etc. en dévelopant les calculs justifiant ces choix.
  • Réalisation du schéma électrique

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

Cours théorique :

  • Expliquer le principe de fonctionnement des machines électriques vues en classe, tout en identifiant les différents éléments qui les constituent et en listant les domaines d’utilisation.
  • Développer leurs équations caractéristiques afin de dessiner leur schéma équivalent simplifié et en déduire les courbes de fonctionnement.
  • Calculer les valeurs des éléments du schéma équivalent simplifié sur base des mesures provenant d’essais réalisés sur la machine pour prédéterminer le fonctionnement dans une situation donnée.
  • Dessiner le bilan de puissances (pertes et puissances mises en jeu dans la machine) afin de calculer le rendement pour une situation donnée.

Laboratoire :

  • Réaliser le câblage et l’instrumentation des essais sur les machines vues au cours théorique pour calculer les éléments caractéristiques correspondant de la modélisation de celui-ci.
  • Prédéterminer plusieurs modes de fonctionnement des machines testées et comparer les résultats avec ceux vus au cours théorique.
  • Rédiger un rapport à chaque séance en respectant les consignes données.
  • Collaborer avec les membres du groupe et le chef de groupe pour atteindre les objectifs fixés.
  • Gérer le groupe durant la séance afin de réaliser le rapport dans le temps imparti (3h)

Projet d’électricité :

  • Dimensionner des moteurs et leurs câbles d’alimentation ainsi que les appareillages électriques nécessaires pour les commander et les protéger, et réaliser les schémas électriques de puissance et de commande correspondant en respectant les normes en vigueur.
  • Rédiger une note de calcul justifiant tous les choix effectués lors de ce projet.
  • Gérer son temps pour rédiger son rapport personnel au net dans le temps imparti tout en vérifiant ses résultats avec ceux obtenus par les autres étudiants.
  • Justifier clairement lors d’une évaluation orale le pourquoi des choix effectués.

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

Cours théorique :

Le cours est donné ex cathedra à toute la classe, basé sur la projection de slides et complété par des explications données au tableau. Les étudiants sont amenés à résoudre régulièrement des exercices sous la tutelle de l’enseignant. Une mise en situation est réalisée en groupe à la fin de l’étude de chaque machine.


Laboratoire :

Le nombre de groupes d’étudiants par manipulation dépendra du nombre d’étudiants de la classe, et sera idéalement de 3. Un QCM sur la machine du jour sera effectué avant de commencer le laboratoire. Ensuite, les étudiants réalisent le câblage des machines et de leur instrumentation avec le matériel présent sur le poste. Une attention particulière sera donnée concernant le soin avec lequel celui sera réalisé. Après le démarrage de la machine sous la surveillance de l'enseignant, une campagne de mesure pourra se faire.  En parallèle, ils commenceront la rédaction du rapport qui devra être terminé à la fin de la séance.

Projet :

Par petite classe, pour chaque séance, l'enseignant donnera quelques mots d'expications en début de séance, puis il guidera et encadrera les étudiants dans leur travail.

L'étudiant travaillera en autonomie et en collaboration avec ces camarades de classe. Pour la dernière séance, chacun devra terminer sa note de calcul complète dans un rapport à rendre et à defendre oralement.

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Une participation assidue aux cours théorique est vivement recommandée car la matière se complexifie au fil des séances, des explications supplémentaires sont données oralement et les étudiants sont amenés à résoudre régulièrement des exercices sous la tutelle de l’enseignant. De plus, la matière vue au cours théorique se termine juste avant les séances de laboratoire qui y correspondent. La participation aux laboratoires et au projet est obligatoire.

Les étudiants seront encouragés à poser des questions chaque fois que cela est nécessaire.

Nous conseillons de ne pas attendre la session pour réaliser les exercices proposés, mais de s’y prendre au fur et à mesure, chaque semaine.

Examen oral (si l'horaire le permet, sinon écrit) cours théorique Conversion d'Energie 2

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, une formulation orale. L'épreuve repose sur des réponses longues, réponses courtes, formulations personnelles. Elle se déroule à cours fermé, avec des documents autorisés. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Evaluation continue Laboratoire Conversion d'Energie 2

Cette épreuve présente des modalités spécifiques à la 1re session. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'une participation. Cette épreuve est individuelle et en équipe. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, une formulation orale, une réalisation par mise en pratique. L'épreuve repose sur des réponses courtes, réponses choisies parmi des propositions. Elle se déroule à cours ouvert, avec des documents autorisés, avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Evaluation continue Projet d'Electricité

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, une formulation orale. L'épreuve repose sur des réponses longues, réponses courtes, formulations personnelles. Elle se déroule à cours ouvert, avec des documents autorisés. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Quels sont les supports et matériels de cours indispensables ?

Supports et matériels de cours

Les supports de cours (syllabus, PPT, exercices supplémentaires, podcast, liens utiles, ...) sont disponibles dans l’espace HELMo Learn dédié à l’UE.

Une version papier des syllabus peut être commandée auprès du cercle des étudiants.

T. Andrien : « Conversion d’Energie 2 - Slides »
P. Gabriel : « Conversion d’Energie 2 - Syllabus »
T. Andrien : « Notes du laboratoire de conversion d’énergie 2 »
T. Andrien et L. Dombret : « Cahier de charge du projet d’électricité »
T. Andrien et L. Dombret : « Document de travail du projet d’électricité »

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

Cours théorique :
examen oral (si l'horaire le permet) ou écrit (1ère et 2ème session) : NGCours

Laboratoire (1ère session uniquement, cette note est non-remédiable) :
Pour chaque séance de laboratoire, il y aura une évaluation continue (EC) qui portera sur le câblage, le QCM, la participation et le rapport, ainsi qu'un rapport final pour chaque machine. La note globale du laboratoire est calculée par NGLabo = (ECLabo1 + ECLabo2 + ECLabo3+ECLabo4)/4

NGConv 2 = 0,7*NGCours + 0,3*NGLabo

Projet d’électricité :
Une note de participation (NP) qui sera calculée par une moyenne des notes de participation à chaque séance (la présence est donc obligatoire). Si on est dans l’impossibilité de venir, il suffit d'envoyer un mail avant la séance pour justifier l'absence, et on sera alors excusé pour cette séance, mais il faudra de toute façon se mettre à jour (rédiger la note de calcul) pour la séance suivante.
Une note pour le Rapport (NR)
Une note « Examen » (NE) qui sera organisée lors de la dernière séance, vous viendrez avec votre rapport sur lequel il vous sera
posé 3 questions servant à valider le fait que vous maîtrisez cette note de calcul que vous avez élaborée.

NGProjet : NP + NR + NE

La note globale de l'UE s'obtient par la formule
NG = 0,85*NGConv2 + 0,15*NGProjet

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?