Pour démarrer avec Thermoptim, plusieurs solutions sont possibles ;

Pour apprendre à modéliser les systèmes énergétiques avec Thermoptim, nous vous suggérons :

  • soit de suivre nos deux MOOC, qui sont aussi disponibles en ligne en dehors des sessions proprement dites
  • soit de suivre le Cours en ligne 2022 sur les Systèmes Energétiques, d'un niveau plus poussé que les MOOC
  • soit de suivre les explorations dirigées de Thermoptim qui reprennent les principaux exercices proposés dans ces deux MOOC
  • soit de travailler à partir de nos livres.

Conversion Thermodynamique de la Chaleur est un parcours de deux MOOC qui traitent des systèmes énergétiques permettant soit de convertir de la chaleur en travail mécanique, soit d’extraire de la chaleur à basse température grâce à un apport d’énergie mécanique. Ces technologies sont aussi appelées machines thermiques.

Compte tenu du champ couvert, le MOOC est décomposé en deux parties, Modéliser et Simuler (CTC-MS) et Cycles Classiques et Innovants (CTC-CCI).

Dans le MOOC Modéliser et Simuler, les apprenants commencent par acquérir les bases de la modélisation des systèmes énergétiques simples (centrales à vapeur, turbines à gaz, machines de réfrigération) et apprennent à en paramétrer les modèles dans le simulateur Thermoptim.

Dans le MOOC Cycles Classiques et Innovants, ils utilisent ce savoir pour étudier les cycles moteurs et récepteurs classiques et les cycles Innovants à faible impact environnemental :

  • Cycles moteurs : moteurs alternatifs à combustion interne à essence, à gaz et diesel, propulsion aéronautique, cycles combinés, installations de cogénération, cycles à énergie solaire, cycles nucléaires à haute température (HTR), énergie thermique des mers, installations de géothermie, cycles à oxycombustion, conversion de la biomasse
  • Cycles récepteurs : pompes à chaleur, cycle de Brayton inverse, cryogénie, cycles à éjecteur

Ce cours est principalement destiné à des apprenants en licence ou à des professionnels.

Il comporte trois grandes parties, correspondant à peu près aux trois tomes de l'édition 2022-2023 du livre Systèmes Énergétiques en cours de préparation.

La première partie commence par une initiation à la discipline : découverte des fonctions mises en jeu dans les composants des cycles élémentaires, des évolutions de référence subies par les fluides, tracé des cycles dans le diagramme enthalpie-pression, modélisation avec Thermoptim.

Dans un second temps, elle introduit de puissants concepts qui seront utilisés dans les deux autres parties : calculs de combustion, échangeurs de chaleur, définition de l'entropie et de l'exergie, bilans exergétiques, méthode du pincement.

Il est ensuite possible, dans la deuxième partie consacrée aux installations thermodynamiques classiques, de montrer aux apprenants comment ils peuvent utiliser ces outils puissants pour améliorer les performances des systèmes simples étudiés auparavant. Les principaux cycles utilisés y sont successivement étudiés, toujours illustrés par de nombreux modèles résolus avec Thermoptim et une vingtaine d'explorations dirigées.

Enfin, la troisième partie traite des systèmes innovants à faible impact environnemental, et permet aux apprenants de découvrir de nombreux cycles innovants, utilisables avec une grande variété de sources d'énergie et pour de multiples applications.

Les explorations dirigées (ED) sont des activités de découverte et initiation par exploration de modèles prédéfinis.

Deux modes d'utilisation de ces ED sont possibles, soit hors ligne directement sur l'ordinateur de l'apprenant, soit en ligne.

Dans le premier cas, le scénario est présenté dans un navigateur particulier capable d'émuler Thermoptim, tandis que dans le second cas, il s'agit d'un navigateur classique, la version de démonstration du progiciel permettant alors de faire tous les exercices.

En faisant travailler les apprenants avec ces ED, on s'assure qu'ils ne perdent pas de temps sur des erreurs de manipulation qui ne présentent pas d'intérêt pédagogique, ce qui est essentiel si on veut que leur travail puisse être réalisé dans le temps toujours limité d'un cours. Les risques d'erreur diminuent ainsi considérablement, et, si elles surviennent, les apprenants n'ont qu'à réinitialiser le navigateur et Thermoptim en rechargeant les fichiers dont ils ont besoin.

Ultérieurement, si des apprenants sont amenés à construire par eux-mêmes des modèles avec Thermoptim, ils le feront avec beaucoup plus de facilité s'ils ont étudié ces ED car ils se seront familiarisés avec les écrans du progiciel.

Une présentation des ED en est donnée dans cette pageles liens de téléchargement étant disponibles sur ce site.

Comme indiqué ci-dessus, l'exploration dirigée de découverte de Thermoptim vous guidera dans vos premiers pas d’utilisation de Thermoptim.

Nous avons publié plusieurs livres sur les systèmes énergétiques, en français et en anglais

Systèmes énergétiques Tome 1, Méthodologie d'analyse, bases de thermodynamique, composants, Thermoptim, 2009

Systèmes énergétiques Tome 2, Applications "classiques", 2009

Systèmes énergétiques Tome 3, Cycles avancés, systèmes innovants à faible impact environnemental, 2009

Modéliser et simuler les technologies énergétiques, Conversion thermodynamique de la chaleur, 2016

Ce livre est le support de cours correspondant aux MOOC

Energy Systems, A New Approach to Engineering Thermodynamics, 2011

Energy Systems, A New Approach to Engineering Thermodynamics, 2nd Edition, 2021