Cours thermique

Leçon 1 • Nature de l'énergie thermique

Définit l'énergie thermique au niveau moléculaire et sa relation avec la température. Ancre toute l'analyse ultérieure des transferts thermiques dans la réalité physique.

Leçon 2 • Fondamentaux du bilan énergétique

Applique le premier principe de la thermodynamique aux systèmes ouverts et fermés. Établit la comptabilité énergétique comme base de toute conception thermique.

Leçon 3 • Principes de mesure de la température

Couvre les principes thermométriques, les types de capteurs et les méthodes d'étalonnage. Fournit la base de mesure nécessaire à toute analyse thermique.

Leçon 1 • Transfert thermique par rayonnement

Couvre le rayonnement du corps noir, l'émissivité et les facteurs de vue. Permet les calculs de pertes et de gains de chaleur pour les surfaces échangeant du rayonnement thermique.

Leçon 2 • Transfert thermique par conduction

Dérive la loi de Fourier et l'applique aux géométries planes et cylindriques. Construit la boîte à outils analytique pour l'analyse thermique des solides.

Leçon 3 • Transfert thermique par convection

Distingue la convection forcée et naturelle et introduit les coefficients de convection. Relie le mouvement du fluide aux taux d'échange thermique en surface.

Leçon 1 • Fondamentaux des cycles de puissance

Introduit les cycles de Carnot, Rankine et Brayton comme systèmes de puissance idéalisés. Établit des repères d'efficacité par rapport auxquels les cycles réels sont comparés.

Leçon 2 • Cycles de réfrigération et de pompe à chaleur

Analyse les cycles de réfrigération à compression de vapeur et à absorption. Relie le coefficient de performance aux applications pratiques de refroidissement et de chauffage.

Leçon 3 • Analyse des processus thermodynamiques

Examine les processus isothermes, adiabatiques, isobares et isochores sur les diagrammes P-V et T-S. Fournit le vocabulaire des processus pour la construction de cycles.

Leçon 1 • Fondamentaux de l'écoulement interne

Couvre les profils de vitesse, le nombre de Reynolds et la longueur d'entrée hydrodynamique dans les conduits. Établit l'identification du régime d'écoulement comme prérequis à l'analyse thermique.

Leçon 2 • Écoulements de convection naturelle

Dérive les corrélations d'écoulement entraîné par la poussée d'Archimède pour les surfaces verticales et horizontales. Permet la conception de refroidissement passif sans hypothèses d'écoulement forcé.

Leçon 3 • Écoulement externe et couches limites

Analyse le transfert thermique sur les plaques planes, les cylindres et les corps non profilés. Étend l'analyse de convection aux surfaces externes communes dans les équipements thermiques.

Leçon 1 • Classification des échangeurs de chaleur

Examine les types d'échangeurs à calandre et à tubes, à plaques et compacts par arrangement d'écoulement. Fournit des critères de sélection liant la géométrie aux exigences de l'application.

Leçon 2 • Méthode de l'efficacité-NTU

Utilise l'approche NTU-efficacité pour évaluer les échangeurs existants. Complète le LMTD en permettant l'analyse lorsque les températures de sortie sont inconnues.

Leçon 3 • Encrassement, maintenance et performance

Quantifie la résistance d'encrassement et son impact sur la charge de l'échangeur au fil du temps. Relie la planification de la maintenance à la performance thermique soutenue.

Leçon 1 • Méthodes numériques pour les problèmes transitoires

Introduit les schémas aux différences finies explicite et implicite pour la conduction transitoire. Permet la résolution de géométries et de conditions aux limites complexes.

Leçon 2 • Masse thermique et réponse dynamique

Évalue les effets de la masse thermique sur les variations de température des systèmes industriels et du bâtiment. Relie la théorie transitoire aux stratégies de gestion thermique passive.

Leçon 3 • Conduction transitoire unidimensionnelle

Utilise les abaques de Heisler et les solutions en série pour les dalles, les cylindres et les sphères. Étend l'analyse transitoire aux géométries où les modèles à capacité thermique globale sont invalides.

Leçon 1 • Optimisation de l'épaisseur d'isolation

Calcule l'épaisseur d'isolation économique et critique pour les tuyaux et les surfaces planes. Équilibre le coût d'investissement par rapport aux économies de pertes de chaleur sur la durée de vie du système.

Leçon 2 • Matériaux d'isolation et propriétés

Compare la conductivité thermique, la densité et la température de service des types d'isolation courants. Guide la sélection des matériaux pour des environnements de fonctionnement spécifiques.

Leçon 3 • Audit énergétique pour les systèmes thermiques

Structure un audit énergétique thermique pour quantifier les pertes et prioriser les rénovations. Traduit les calculs de pertes de chaleur en coût énergétique et en impact carbone.

Leçon 1 • Études de cas en conception de systèmes thermiques

Applique tous les concepts du cours à des cas réalistes de conception thermique industrielle et de bâtiment. Consolide les compétences par la résolution de problèmes de bout en bout.

Leçon 2 • Techniques d'optimisation en conception thermique

Applique l'optimisation paramétrique, basée sur le gradient et heuristique aux problèmes thermiques. Permet une amélioration systématique au-delà de la conception par essais et erreurs.

Leçon 3 • Conception pour la performance thermique

Applique les variables et contraintes de conception pour atteindre les objectifs de performance thermique. Traduit les exigences d'ingénierie en paramètres de conception exploitables.

Leçon 4 • Analyse de fiabilité et des modes de défaillance

Identifie les modes de défaillance thermique et applique les stratégies de déclassement et de redondance. Garantit que les conceptions restent fonctionnelles pendant la durée de vie opérationnelle et dans des conditions extrêmes.