STG-SPI-1-Transfert de chaleur 1

  • ue-fip-gce-stg-spi-1
  • FIP Génie Climatique et Energétique

Semestre : 5

Responsable(s) du contenu pédagogique
  • Carmen VASILE-MULLER
  • Bernard FLAMENT
Total coefficient : 1
Total heures : 16 (8 cours, 8 TD)

Prérequis

Maitrise de connaissances en mathématique concernant les équations différentielles, le calcul intégral, la trigonométrie.


Objectif

Comprendre les phénomènes physiques mis en jeu et maîtriser les problèmes de base des transferts de chaleur. Se constituer un fondement nécessaire à la définition des solutions techniques répondant au besoin de systèmes complexes.
L'apprenant devra connaître, comprendre et analyser les phénomènes physiques liés au rayonnement et à la conduction pour des systèmes existants. Il devra être capable de formaliser un problème de rayonnement et de conduction à l'aide d'outils analytiques ou numériques; il devra être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de ces outils.


Compétences attendues

Axe A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de méthodes analytiques ou numériques
- Être capable de transposer les connaissances scientifiques dans le domaine de la spécialité

Axe A2 : ANALYSE TECHNIQUE
Capacité à mobiliser les ressources dans le domaine de la spécialité. Mettre en œuvre des connaissances techniques multidisciplinaires pour résoudre des problèmes d'ingénierie.
- Déterminer les leviers d'actions permettant de résoudre un problème
- Choisir une méthode de résolution adaptée au problème et en évaluer l'efficacité

Axe A3 : CONCEPTION TECHNIQUE
Capacité à mobiliser ou à développer des nouvelles méthodes de conception afin de concevoir des produits, des processus et des systèmes en tenant compte des dernières avancées techniques dans le domaine tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et énergétiques.
- Analyser et comparer un large champ de données techniques
- Choisir et appliquer les méthodes de dimensionnement et de modélisation

Axe A6 : ARBITRAGE DES SITUATIONS COMPLEXES
Aptitude à réaliser des arbitrages sur les problèmes complexes et partiellement définis en prenant en compte les objectifs de développement durable définis par l'ONU.
- Faire preuve d'esprit critique par rapport à son propre travail

Axe A8 : APPRENTISSAGE TOUT AU LONG DE LA VIE
Capacité à être acteur de son propre développement de compétences en s'appuyant sur les bonnes pratiques, en construisant son réseau professionnel et en mobilisant les ressources de la formation professionnelle continue.
- Être capable d'auto-évaluer ses compétences


Programme

Introduction aux transferts de chaleur:
Transfert de chaleur et thermodynamique
Les outils de travail et les notions fondamentales
Les différents modes de transmission de la chaleur
- Transferts de chaleur par rayonnement:
Concepts fondamentaux et mode de transmission
Grandeurs énergétiques (flux; émittance; intensité; luminance, etc.)
Surfaces noires ; les corps opaques; les corps transparents;
Lois fondamentales (loi de Lambert ; loi de Stefan – Boltzmann; loi de Planck, etc.)
Corps gris et émission des corps réels;
Echanges radiatifs entre surfaces, facteurs de forme;
Calcul des échanges de chaleur par rayonnement; la méthode des radiosités.
- Transferts de chaleur par conduction:
Mode de transmission; Loi de Fourier;
Flux et densité de flux thermiques;
Notion de résistance thermique; Analogie thermique-électrique;
Equations générales de la conduction;
Conduction en régime permanent;
Résolution dans quelques cas simples (couches planes simple et composites, couches cylindriques); Epaisseur optimale d'un isolant;
Calcul des ailettes; Surfaces ailetées;
Conduction en régime variable.


Mode d'évaluation

La maîtrise des connaissances de bases requises pour développer les compétences de l'ingénieur seront évaluées en contrôle continu: participation aux TD et par un contrôle écrit de 2h à la fin de semestre.


Bibliographie

J.F Sacadura, "Initiation aux transferts thermiques", Editions Tec & Doc.
J. Ouin, "Transferts thermiques, rappel de cours et applications", EL Educative.



Retour