Modudes de Physique Energétique (MPE)

Les modules de formation décrits ci-dessous sont conçus à l'intention d'un public industriel et académique désireux de s'initier à la Physique énergétique avancée, c'est à dire à un ensemble de concepts physiques s'étant récemment imposés dans la pratique R&D de l'ingénieur énergéticien. Chaque formation représente 20h d'enseignements dispensées sur trois jours, en début de semaine (lundi, mardi, mercredi). Les personnes ayant suivi la formation sont ensuite invitées à rester sur le site pour un travail personnel de deux jours pendant lesquels elles disposent de l'appareillage technique du laboratoire organisateur ainsi que de la possibilité de consulter les intervenant de la formation. Une partie significative de ces formations est issue de la pratique du groupe STARWest. L'esprit de chaque formation et la cohérence de l'ensemble découle d'une pratique pédagogique commune à un ensemble de chercheurs des laboratoires LAPLACE (Toulouse) et RAPSODEE (Albi). Le site Albigeois anime plus spécifiquement les formations liées à la métrologie thermique, à l'utilisation des techniques d'inversion pour la métrologie thermique à micro-échelle, à l'énergie solaire concentrée et à la combustion. Le site toulousain anime plus spécifiquement les formations liées à la Physique énergétique des milieux diphasiques et à la Thermodynamique avancée (Thermodynamique de l'équilibre et Thermodynamique statistique hors-équilibre). Les formations liées au rayonnement thermique et à la méthode de Monte Carlo sont animées conjointement par les deux partenaires.

Sauf mention spécifique, les prérequis correspondent à une formation généraliste de niveau Licence. Vous pouvez nous contacter pour plus de précision. Vous pouvez aussi nous contacter pour une description des possibilités de formation accélérée en vue d'une remise à niveau. Lorsque des prérequis plus avancés que le niveau Licence sont identifiés, ils correspondent systématiquement à des compétences qui peuvent être acquises au travers d'autres modules de MPE. La description des modules mentionnés comme prérequis défini donc le contour des compétences supposées acquises.

Contact : Raymonde Brand, (33)561556859, raymonde.brand(at)laplace.univ-tlse.fr

Modudes de Physique Energétique (MPE)
Intitulé	Descriptif	Prérequis	Dates des prochaines sessions
INGENIERIE DES SYSTèMES DE REFROIDISSEMENT DIPHASIQUE	Revue des concepts actuels (évaporateurs, condenseurs, machines frigorifiques, thermosiphons, caloducs, boucles à pompage capillaire, miniaturisation, …). Analyse des performances et des potentiels d'optimisation. Eléments de dimensionnement.	Niveau Licence	Nous contacter
INGENIERIE DES SYSTèMES SOLAIRES à CONCENTRATION	Revue des concepts actuels. Analyse des performances et des potentiels d'optimisation. Eléments de dimensionnement.	Niveau Licence	Nous contacter
INGENIERIE DES SYSTèMES COMBUSTIFS	Revue des systèmes mettant en oeuvre des écoulements combustifs. Introduction à la physico-chimie des écoulements combustifs turbulents (couplage dynamique des fluides, cinétique chimique, rayonnement) et analyse des impacts en termes d'efficacité énergétique et d'émissions poluantes	Niveau Licence	Nous contacter
RAYONNEMENT THERMIQUE - 1	Reprise, au niveau Master, de la Physique du rayonnement d'équilibre, du concept de corps noir et de la représentation des propriétés d'émission, absorption et réflexion des surfaces opaques. Introduction à la Physique du rayonnement thermique monochromatique dans les milieux semi-transparents (solides, liquides, gaz). Applications à l'analyse des transferts thermiques en combustion, dans les recepteurs solaires, au sein d'atmosphères planétaires (en incluant la modélisation et l'analyse d'observations satelitaires), etc.	Niveau Licence	Nous contacter
MONTE CARLO	Initiation. Mise en oeuvre pratique à l'aide de l'environnement de développement EDStar. Application à la simulation du rayonnement thermique en géométrie complexe (combustion, habitat, systèmes solaires à concentration).	Niveau Licence + Module ``Rayonnement thermique - 1''	Nous contacter
RAYONNEMENT THERMIQUE - 2	Propriétés d'émission et d'absorption des milieux gazeux (spectres de raies). Analyse des transferts radiatifs intégrés sur une bande spectrale incluant quelques raies ou quelques centaines de raies (diagnostics spectraux à basse et moyenne résolution), ou incluant de plusieurs milions à plusieurs centaines de milions de raies d'absorption (quantification des transferts thermiques intégrés sur l'ensemble du spectre). Applications à l'analyse des systèmes industriels à haute température (transferts thermiques et diagnostics infrarouges) et au rayonnement atmosphérique (modèles de circulation générale atmosphérique et observations satélitaires). Les mises en oeuvre pratiques seront faite dans l'environnement de de développement EDStar, à partir des banques de données spectrales les plus récentes (HITRAN, HITEMP, CDSS) et en utilisant la méthode de Monte Carlo pour la résolution numérique de l'équation de transfert radiatif.	Niveau Licence + Modules ``Rayonnement thermique - 1'' et "Monte Carlo"	Nous contacter
ECOULEMENTS ET TRANSFERTS THERMIQUES LOIN DE L'éQUILIBRE - 1	Analyse des limites de validité de la dynamique des fluides pour les gaz loin de l'équilibre (microfluidique, rentrées atmosphèriques et écoulements basse pression, écoulements diphasiques gaz-particule). Introduction à l'équation de Boltzmann (approche statistique des transferts). Passage de l'équation de Boltzmann à l'équation de Navier-Stokes et à l'équation de la chaleur.	Niveau Licence	Nous contacter
ECOULEMENTS ET TRANSFERTS THERMIQUES LOIN DE L'éQUILIBRE - 2	Représentation des hautes densités gazeuses et des transitions de phase gaz-liquide. Equation de Boltzmann-Enskog. Résolution numérique des équations de Boltzmann et de Boltzmann-Enskog par la méthode de Boltzmann sur réseau.	Niveau Licence + Module "Ecoulements et transferts thermiques loin de l'équilibre - 1"	Nous contacter
THERMODYNAMIQUE AVANCéE - 1	Reprise, au niveau Master, des concepts de la Thermodynamique axiomatique. Equilibre thermodynamique, critères de stabilité. Transitions de phases. Thermodynamique des changements de phase liquide-vapeur. Modèles des phases condensées homogènes (gaz réels et coefficients de viriel, Van Der Waals, etc.). Modélisation statistique de systèmes moléculaires en interaction et approximation de champ moyen. Fonctions de corrélation.	Niveau Licence	Nous contacter
THERMODYNAMIQUE AVANCéE - 2	Thermodynamique des milieux fortement inhomogènes: Théorie de la densité fonctionnelle d'énergie libre - modèles de corrélation sphère dures (Clausius, Carnahan/Starling, Tarazona, modèle généralisé de Van Der Waals), Théorie de Cahn-Hilliard. Théorie en fonction de distribution (Yvon-Born-Green), corrélation de paires et approximation de Fischer-Methfessel. Applications : Champ de force exterieur constant. Modèles d'interfaces diffuses (description des tensions interfaciales dans la théorie du gradiant). Fluide confiné entre surfaces solides. Pression de disjonction. Adsorption.	Niveau Licence + Module "Thermodynamique avancée - 1"	Nous contacter
MESURES THERMIQUES	Revue des principales approches métrologiques, notamment des techniques optiques orientées vers la caractérisation thermique à micro-échelle.	Niveau Licence	Nous contacter
MéTHODES INVERSES POUR LE TRAITEMENT DE DONNéES EXPéRIMENTALES	Méthodes d'inversion en métrologie thermique.	Niveau Licence + Module "Mesures thermiques"	Nous contacter
PHYSIQUE DES INTERFACES	Définition des concepts de tension de surface et capillarité, énergie de surface, mouillabilité, … Limite cinétique de transferts de masse et de chaleur à travers une interface, résistance d'interface. Influence d'une courbure sur les conditions de saturation. Les différents modes de nucléation et leur modélisation, limite cinétique de surchauffe d'un liquide et de sous-refroidissement d'une vapeur. Courbe de Nukiyama, phénoménologie et lois de transferts lors de l'ébullition en vase.	Niveau Licence + Module "Thermodynamique avancée - 1"	Nous contacter
ECOULEMENTS ET TRANSFERTS THERMIQUES DIPHASIQUES - 1	Régimes et cartes d'écoulement. Modèles généraux monodimensionnels d'écoulement avec changement de phase (évaporation et condensation) : équations de bilan et lois de fermeture. Cas des écoulements en mini et micro canaux et/ou en microgravité.	Niveau Licence + Module "Physique des interfaces"	Nous contacter
ECOULEMENTS ET TRANSFERTS THERMIQUES DIPHASIQUES - 2	Modélisation des performances des systèmes de refroidissement diphasiques depuis l'échelle de l'interface jusqu'à l'échelle système : application aux boucles et micro-boucles diphasiques à pompage capillaire de types CPL et LHP. Analyse en termes de mécanismes physiques émergeants (couplage, non-linéarités, sensibilités).	Niveau Licence + Modules "Ecoulements et transferts thermiques diphasiques - 1"	Nous contacter
SIMULATION NUMéRIQUE ET ANALYSE DE SENSIBILITéS	Modèles directs de sensibilités et résolutions parallèles pour les formulations differentielles et intégrales. Mise en oeuvre pour des résolutions en difference finies ou volumes finis et pour des méthodes de type Monte Carlo. Introduction aux modèles de sensibilités adjoints.	Niveau Licence + Modules "Monte Carlo" et "Ecoulements et transferts thermiques diphasiques - 2"	Nous contacter