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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Louis Lamarche


PLAN DE COURS

Hiver 2022
ENR835 : Technologies des systèmes solaires (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2022


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.


Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés afin de les rendre disponibles aux personnes inscrites au cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.


Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.


Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2022, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et, si requis, qu'elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.


Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.


En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Ce cours vise à :

  • faire connaître la ressource solaire disponible pour les applications solaires;
  • initier les étudiants au principe des capteurs solaires thermiques;
  • faire découvrir les paramètres influençant le rendement des capteurs solaires thermiques;
  • permettre aux étudiants de concevoir des systèmes solaires thermiques, circuit capteur et système de stockage;
  • permettre d’évaluer la faisabilité économique des systèmes solaires.

Radiation solaire extraterrestre. Analyse de la ressource solaire en fonction de la situation géographique. Radiation directe et diffuse sur un plan horizontal et sur un plan incliné. Théorie des capteurs plans : énergie absorbée et calcul des pertes. Ballon de stockage et stratification. Types de capteurs : pressurisés versus capteurs par gravité. Systèmes à air. Conception des systèmes solaires : méthode f-chart et méthode du potentiel d’utilisation. Réfrigération solaire. Analyse de faisabilité économique : valeur actualisée nette et taux de retour sur investissement. Introduction aux capteurs photovoltaïques.

Séances de travaux pratiques : modélisation des systèmes solaires sur langage de programmation Matlab ou Python et utilisation de logiciels de simulation commerciaux pour l’analyse et la conception de systèmes complexes.




Objectifs du cours
  • Calculer la ressource solaire sur une surface  inclinée;
  • Calculer les performances des systèmes solaires thermiques : caractéristiques des capteurs plans et des réservoirs de stockage;
  • Applications solaires : chauffage de l’eau chaude domestique, chauffage et réfrigération des bâtiments;
  • Connaitre les outils de conceptions des systèmes solaires; analyse économique des systèmes solaires.



Stratégies pédagogiques
  • 3 h 30 de cours magistral par semaine (incluant une pause de 30 minutes) pour la présentation de la théorie et exemples d'exerciceUtilisation d'ordinateur portables.
  • 6 heures de travail personnel pour réaliser des exercices suggérés et obligatoires (devoirs et projet).



Utilisation d’appareils électroniques

Utilisation d'ordinateur portable personnel




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Didier Haillot Activité de cours Didier.Haillot@etsmtl.ca A-2142



Cours
COURS / TP Contenu du cours
Cours 1 Introduction aux systèmes solaires. Radiation solaire extra-atmosphère
Cours 2 Radiation solaire disponible sur plan horizontal.  Calcul des ombrages
Cours 3 Radiation sur plans inclinés:  modèles isotropes, HD,HDKR,Perez
Cours 4 Introduction sur TRNSYS
Cours 5 Théorie des capteurs solaires plats
Cours 6 Théorie des capteurs solaires plats-calculs des pertes
Cours 7 Intra
Cours 8 Théorie des capteurs solaires plats - Capteurs sous-vide
Cours 9 Systèmes pressurisés ou à gravité-Stratégies de stockage
Cours 10 Conception des systèmes de chauffage (méthode f-chart) 
Cours 11 Analyse économique
Cours 12 Introduction à  la réfrigération solaire
Cours 13 Panneaux Photo-voltaïques



Laboratoires et travaux pratiques

Voir rubrique ci-dessus.




Évaluation
Activités %
Devoirs + projet 40
Examen Intra 30
Examen final 30



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 22 février 2022



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

N/A




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Notes de cours ENR 835, Louis Lamarche/Didier Haillot




Ouvrages de références
  • Duffie, J.A., Beckman, W.A., «Solar Engineering of Thermal process », 4th Ed. Wiley, 2013.
  • Goswami,Y, Kreith, F., Kreider, J.F., «Principles of Solar Engineering », 2th Ed. Taylor and Francis, 1999.
  • Walker Andy, « Solar Energy: Technologies and Project Delivery for Buildings» Wiley 2013.
  • Weiss, W, «Solar Heating Systems for Houses », IEA, 2003.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca