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Thermodynamique hors equilibre

3MAI3 Thermodynamique hors equilibre Materiaux et Chimie S9
Cours : 14 h TD : 12 h TP : 0 h Projet : 0 h Total : 26 h
Responsable : Julien Cardin
Pré-requis
Thermodynamique générale.
Thermodynamique statistique.
Physique quantique.<
Objectifs de l'enseignement
Ce cours a pour objectif de donner aux étudiants les bases de thermodynamique hors équilibre linéaire nécessaires à la compréhension des mécanismes de transport d'énergie et de matière.
Qu'il s'agisse des lois classiques de Ohm ou de Fourier, ou encore des processus couplés de type Onsager, ce cours envisage la modélisation des processus de transport dans un cadre global de thermodynamique hors équilibre. L'accent est porté sur la notion de fluide de travail, central dans tout processus de conversion d'énergie. L'approche nodale est largement utilisée dans le cadre de la Thermodynamique à Temps Finis (TTF), ce qui permet de correctement décrire le comportement des systèmes et, en particulier, leurs conditions de couplages.
Programme détaillé
Rappels de thermostatique générale.
Thermodynamique fondamentale, approche de Callen.
Cycles thermodynamiques et Exergie.
Thermodynamique à temps finis.
Thermodynamique hors équilibre des processus couplés : approche de Onsager.
Thermoélectricité fondamentale et appliquée.
Thermodynamique solaire.
Applications (TD ou TP)
Systèmes de conversion d'énergie.
Efficacité énergétique des systèmes industriels.
Thermodynamique mésoscopique.
Compétences acquises
A l'issue de cours les étudiants seront à même de concevoir et d'optimiser des systèmes de conversion d'énergie dans une approche hors équilibre.
Du point de vue fondamental ils seront à même d'envisager les voies d'optimisation des matériaux de conversion (photovoltaïque, thermoélectrique, ORC...) sur la base de l'optimisation du fluide travail (fluide organique, gaz d'électron, gaz de photons).
Bibliographie
Engineering thermodynamics P. Chattopadhyay

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