UE1 Fluides et énergie

Cette UE comprend deux unités d'enseignements :

• Approches locales des transferts thermiques (12h CM, 24 h TP)
• Transferts thermiques (24h CM, 24h TD, 10h TP)

(1) Approches locales des transferts thermiques

Ce cours propose les outils de base pour débuter dans le domaine de la mécanique des fluides numérique

(2) Transferts thermiques

Les échanges thermiques sont fondamentaux dans tous les procédés : régulation thermique d'un bioréacteur, lyophilisateur, etc. L'ingénieur doit avoir de bonnes notions sur les échanges par convection, rayonnement et conduction, de façon à les prendre en compte dans la conception de systèmes.

(1) Approches locales des transferts thermiques 

• Théorie de la mécanique des fluides (depuis la statique des fluides jusqu’aux équations de Navier-Stokes)
• Connaissance basique de l’environnement Linux (maitrise des commandes de base du terminal : se déplacer dans l’arborescence, copier déplacer des fichiers et répertoires, variables d’environnement)
• Connaissance basique du langage Python (gestion variables et listes, boucles, tests et fonctions)

(2) Transferts thermiques 

• Bon niveau en mathématiques, notions de base en thermodynamique

Contrôle continu
Remise de rapports (uniquement pour l'enseignement "Approches locales des transferts thermiques")

(1) Approches locales des transferts thermiques

• Notions de base de la mécanique des fluides numérique  depuis choix des équations à résoudre jusqu’à la résolution d’un problème d’ingénierie.
• Maillage de la configuration, résolution numérique du problème et analyse des résultats. 

Travaux pratiques

• Utilisation du logiciel professionnel OpenFoam

(2) Transferts thermiques

Introduction aux échanges thermiques : illustrations et introduction des grandeurs caractéristiques

Partie I : conduction

• Transferts par conduction en régime stationnaire. Résistances thermiques. Exemple de calcul d’une ailette.
• Conduction en régime instationnaire : exemple d’un milieu plan semi-infini

Partie II : convection

• Dimensionnement des échangeurs (à plaque, à tubes, etc.)
• Compréhension des phénomènes physiques sous-jacents : nombres adimensionnels, cas simplifiés : plaque, tube

Partie III : rayonnement

• Grandeurs : luminance, éclairement, flux,
• Le corps noir
• Émissivité, absorptivité. Loi de Kirchhoff
• Bilans radiatifs

C1.3 : Définir le cahier des charges d'un dispositif médical respectant les besoins des clients en mobilisant les ressources scientifiques nécessaires (optique, matériaux, électronique, mécanique des fluides) en prenant en compte les contraintes de la biologie
C1.4 : Adopter une démarche scientifique (rigueur, esprit critique, capacité d’analyse et de synthèse)
C1.5 : Utiliser les outils permettant d'analyser et de simuler les systèmes complexes en mobilisant tous les domaines de la physique (optique, matériaux, électronique, énergétique, informatique) en prenant en compte les contraintes de la biologie
C2.1 : Analyser et concevoir des solutions d’industrialisation dans le domaine de la santé en mobilisant des ressources scientifiques nécessaires
C2.6 : Mettre en place des outils de mesure, analyser les résultats obtenus et prendre des décisions pour l'amélioration de la production
C3.1 : Intégrer et traduire en activités opérationnelles les objectifs d'un projet en mobilisant les ressources scientifiques nécessaires
C4.6 : Assurer la maintenance d'un dispositif médical et former des usagers à la maintenance