M2 - Energie Electrique, Environnement et Fiabilité Systèmes

La Fiabilité fait partie des 4 composantes de la SdF qui sont la Fiabilité, la Maintenabilité, la Disponibilité et la Sécurité. Cette composante fondamentale de la SdF est enseignée dans cette UE tant sur les aspects qualitatifs que quantitatifs.

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L’industrie du transport de l’énergie électrique et de la conception des appareillages Hautes Tensions sont confronté à chercher des solutions pour les contraintes d’isolations. Elles cherchent à améliorer la fiabilité et la durée de vie de leurs constituants (câbles, isolateurs, disjoncteurs …). Elles cherchent à développer des solutions innovantes pour le transport pour réduire la pollution visuelle de lignes aériennes comme les liaisons électriques haute tension en régime continu (HVDC). Pour cela il est donc nécessaire de caractériser et de développer de nouveaux isolants et de tenir compte des contraintes environnementales.

Cette unité d’enseignement aborde les différentes propriétés des matériaux isolants et conducteurs, tels que la conductivité, la permittivité, la rupture diélectrique… Elle définit la théorie sur l’origine physique des différents phénomènes liés à ces propriétés.

Une partie du cours est également consacrée aux techniques de mesure, de caractérisations et à l’analyse de données liés aux différentes propriétés des diélectriques.

Cette unité d’enseignement comprend également un cours sur les particularités de l’utilisation de la haute tension ainsi que des applications à l’appareillage haute tension. Elle définira les fonctions, les caractéristiques et les contraintes de cette appareillage.

Une présentation des réseaux HVDC est traitée, elle donne les architectures des convertisseurs et des liaisons (unipolaire, bipolaire), les caractéristiques et les contraintes.

Une partie pratique comprenant des mesures et de l’analyse de données pour la caractérisation des diélectriques sera effectuée lors d’un mini projet.

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L’énergie solaire photovoltaïque est une énergie propre n’émettant pas de gaz à effet de serre. Elle produit de l’énergie électrique (production terrestre) contribuant à l’augmentation de l’efficacité énergétique des bâtiments. Cette énergie peut aussi être utilisée dans des solutions nomades ou embarquées associées si besoin à des solutions de stockage.

Cette unité d’enseignement :

• Apportera les compétences scientifiques nécessaires à la compréhension du fonctionnement des systèmes à énergie photovoltaïque pour la production de l’énergie électrique.
• Définira les technologies et caractéristiques des cellules, panneaux et générateurs photovoltaïques (terrestres, embarqués, spatial…).
• Définira les énergies portables, nomades à base de systèmes photovoltaïques permettant des économies d’énergie et une certaine autonomie en fonction de la situation.
• Définira les architectures, le contrôle et la commande des systèmes de production d’énergie photovoltaïque terrestre et spatiale.
• Introduira l’étude de projets photovoltaïques, de la ressource, de la réglementation, et la problématique du raccordement au réseau de distribution.

Un aspect environnemental prenant en compte l’impact global de l’énergie photovoltaïque dans la transition énergétique sera présenté en introduisant les avantages et inconvénients par rapport à d’autres sources d’énergie intermittentes ou pas.

Des travaux pratiques permettront d’illustrer les points essentiels introduits lors du cours de cette unité d’enseignement. Cette thématique pourra être proposé en projet de Master 2.

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Dans la conception de systèmes de conversions d ‘énergie, dans le cadre d’une étude de faisabilité par exemple, il est indispensable de faire appel à des logiciels de calcul scientifique et/ou des logiciels de simulation qui permettrons une économie substantielle de temps.

Cette unité d’enseignement va :

• Apporter des connaissances sur les méthodes de calculs numériques utilisées dans les logiciels commerciaux utilisés pour résoudre des problèmes appliqués au génie électrique.
• Introduire des notions d’optimisation pour la recherche d’une solution optimale sous contrainte dans un problème lié au génie électrique.
• Permettre de mettre en place et appliquer des techniques numériques pour le traitement de données issues, par exemple, de l’étude de fiabilité d’un système électrique ou d’électronique de puissance.
• Présenter les méthodes et les logiciels à élément finis utilisés pour la résolution des problèmes physiques ou multi physiques.
• Traiter des problèmes de thermique liés à la conversion d‘énergie et apportera des connaissances théoriques nécessaires à la compréhension et à la modélisation des phénomènes thermiques dans les composants et systèmes du génie électriques (électronique de puissance, transformateur HF, câbles de distribution…).

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La place de l’énergie électrique est prépondérante dans le développement des transports tels que, par exemple, l’aéronautique et l’automobile. Les fortes contraintes environnementales et économiques de ces domaines rendent impératives la conception et le développement de convertisseurs à forte puissance massique avec un taux de fiabilité élevé.

Cette unité d’enseignement va :

• Apporter aux étudiants les éléments clés pour la conception, le dimensionnement, l’étude et la simulation des convertisseurs de puissance utilisés dans les systèmes embarqués ainsi que d’autres applications, telles que, la gestion de l’énergie électrique dans les systèmes de production, transport et contrôle d’énergies renouvelables ou non.
• Présenter l’intérêt des convertisseurs pour les systèmes embarqués qui évoluent continuellement vers le tout électrique et fera le lien avec les problèmes posés par les taux de fiabilité actuels de l’électronique de puissance.
• Introduire des notions permettant de calculer un bilan carbone et de faire de l’écoconception. Ces éléments de design sont aujourd’hui indispensables pour concevoir des produits performants et aider à la réussite de la transition énergétique.
• Donner aux étudiants des compétences sur les dispositifs actuels de l’électronique de puissance et leur permettra de mieux comprendre les structures de convertisseurs émergentes.
• Présenter les contraintes liées à l’utilisation de composants passifs et plus particulièrement des composants magnétiques fonctionnant à hautes fréquences et qui sont absolument nécessaires au fonctionnement de ces convertisseurs.

Les étudiants devront être capable de réaliser un projet complet à partir d’un cahier des charges spécifique ce qui les amènera à étudier dans sa totalité une structure de conversion régulée.

Les travaux pratiques associés au cours permettront de mieux appréhender les verrous technologiques dans la conception de structures performantes en électronique de puissance.

Cette Unité d’enseignement servira de support pour les projets de master 2.

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Pour réduire nos émissions de CO2 les industries clés du transport (automobile, aéronautique…) cherchent à développer des solutions de déplacement innovantes. La plupart de ces solutions sont électrique, et ces motorisations électriques se font principalement à partir de moteur synchrone.

Cette Unité d’Enseignement va :

• Apporter aux étudiants les connaissances scientifiques et technologiques permettant de modéliser et dimensionner un actionneur synchrone pour des applications spécifiques liées aux domaines de la propulsion électrique.
• Apporter les connaissances théoriques nécessaire à la compréhension des phénomènes physiques intrinsèques au fonctionnement des moteurs synchrones (électromagnétiques, électriques, thermique, mécaniques).
• Définir et étudier les différentes topologies, organisations d’actionneurs synchrones (bobinages, rotors…).
• Développer les méthodes de modélisations permettant d’appréhender la commande d’un moteur synchrone.
• Présentera une méthode de dimensionnement d’un actionneur synchrone à aimants. Elle associera cette méthode aux logiciels à éléments finis permettant de vérifier ce dimensionnement.
• Apporter des connaissances afin de voir l’impact d’un tel actionneur dans la transition énergétique et sur l’environnement.

Enfin, la partie pratique mettra en œuvre les méthodes et techniques de mesures nécessaires à l’étude, la modélisation des composants électromagnétiques et la commande de moteurs synchrones. Des travaux d’applications où les mesures réalisées sont exploitées par la suite avec des logiciels scientifiques (Excel, Matlab, femm...) serviront à appliquer le cours. Cette thématique pourra être proposé en projet de Master 2.

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La Sûreté de Fonctionnement (SdF) est la science des défaillances. Elle s'attache à les prévoir, les mesurer et, plus largement, à les maîtriser. Dans cette UE, est enseignée la démarche et les aspects quantitatifs de la SdF.

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Projet en partenariat avec un laboratoire de recherche et/ou une entreprise, mettant en avant les compétences scientifiques, l'autonomie et adaptabilité de l’étudiant.

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Stage de 5 à 6 mois à effectuer en laboratoire de recherche ou au sein d'une entreprise, mettant en avant les compétences scientifiques, l'autonomie et l’adaptabilité de l'étudiant.

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Préparation à l'insertion professionnelle.

Enseignement assuré par une consultante RH senior, ancienne RRH de grands groupes, qui mobilise au service de son enseignement sa riche expérience du recrutement.

Approche pédagogique favorisant le partage d'expérience et la réponse aux situations et questions des étudiants.

Apports généraux sur le recrutement de A à Z, comment être plus efficace dans sa recherche, vision sur les approches des recruteurs finaux, des cabinets de recrutement, des sociétés de service.

Simulations d'entretiens de recrutement en petits-groupes avec debriefing personnalisé orchestré par l'enseignante.

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Cours TD d’anglais de spécialité et anglais de communication et qui vise l’autonomie professionnelle en langue anglaise.

Renforcer et consolider les acquis de Master 1.

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