Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Imaginer, concevoir, réaliser et exploiter des machines, des équipements et des procédés pour apporter une solution à un problème complexe de production, de conversion et de transmission d'énergie en intégrant les besoins, les contraintes, le contexte et les enjeux techniques, économiques, sociétaux, éthiques et environnementaux.
• Identifier le problème complexe à résoudre et élaborer le cahier des charges en intégrant les besoins, les contraintes, le contexte et les enjeux techniques, économiques, sociétaux, éthiques et environnementaux.
• Concevoir et dimensionner des machines, des équipements ou des procédés de production, de conversion et de transmission d'énergie répondant au problème posé, en se basant sur l'état de la technique, une étude ou une modélisation ; les évaluer au regard des différents paramètres du cahier des charges.
• Intégrer la gestion rationnelle de l'énergie.
• Mobiliser un ensemble structuré de connaissances et de compétences scientifiques et de techniques spécialisées permettant de répondre, avec expertise et adaptabilité, aux missions de l'ingénieur civil en génie de l'énergie.
• Maîtriser et mobiliser de manière appropriée les connaissances, modèles, méthodes et techniques liés à la mécanique des solides et des fluides, les échanges d'énergie, le comportement dynamique et vibratoire des systèmes, la fabrication et la production mécanique, le fonctionnement des machines, les phénomènes physiques, les machines, équipements et procédés liés à la production, la conversion et la transmission de l'énergie.
• Étudier une machine, un équipement ou un processus de production, de conversion ou de transmission d'énergie en sélectionnant de manière critique les théories, les modèles et les approches méthodologiques, et en tenant compte des aspects pluridisciplinaires.
• Identifier et discuter des applications possibles des technologies nouvelles et émergentes dans le domaine de l'énergétique.
• Agir en professionnel responsable, faisant preuve d'ouverture et d'esprit critique, inscrit dans une démarche de développement professionnel autonome.
• Faire preuve d'ouverture et d'esprit critique en mettant en regard aspects techniques et enjeux non-techniques des problèmes analysés et des solutions proposées.

Acquis d'apprentissage de l'UE

Résoudre la majorité des problèmes liés à l'utilisation de procédés électrochimiques, utiliser les lois de Faraday,  connaître le fonctionnement d'une pile et d'un électrolyseur et calculer leur rendement, identifier les réactions aux électrodes et les étapes limitantes du système étudié; identifier les pertes liées à l'utilisation des procédés électrochimiques et les moyens de les réduire par le choix des matériaux.

Utiliser des logiciels de calcul des propriétés thermodynamiques des fluides purs et des mélanges. Dimensionner et concevoir des installations frigorifiques et des pompes à chaleur à compression de vapeur. Calculer les performances de machines thermodynamiques à trois sources. Analyser des procédés énergétiques complexes. Connaître les principaux fluides frigorigènes et leurs caractéristiques, les principaux composants d'une installation frigorifique (ou d'une pompe à chaleur), leur fonction et leurs caractéristiques. Connaître les principales technologies de stockage de chaleur et de froid

Contenu de l'UE : descriptif et cohérence pédagogique

Domaine d'électroactivité de l'eau ; piles et électrolyseurs ; milieu électrolytique ; les électrodes et leur potentiel ; principes de la thermodynamique appliqués à l'électrochimique ;  conductivité (chute ohmique) et nombres de transport ; surtension d'activation ; surtension de diffusion ; choix des matériaux pour optimiser le rendement des procédés électrochimiques.

Analyse des systèmes énergétiques; modélisation simplifiée des machines thermodynamiques réceptrices à deux sources; étude des composants d'une installation frigorifique à compression, étude des fluides frigorigènes et des fluides secondaires utilisés; machines frigorifiques, pompes à chaleur, thermotransformateurs à trois sources, introduction aux pompes à chaleur domestiques et aux technologies de stockage de chaleur et de froid.

Compétences préalables

Notions générales de Chimie, Thermodynamique, de mécanique des fluides et de thermique; machines à fluides et machines thermiques : fondements