Master Matériaux - Energie / option Semi- conducteur et
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1. Universit de Ouagadougou U O BURKINA Master Mat riaux Energie option Semi conducteur et Syst me Photovolta que MASTER I MATERIAUX ENERGIE RECHERCHE Code Titre Equations de bilan CM 10h TD 12h TP 8h Objectifs Donner les outils n cessaires la mod lisation des changes de masse de quantit de mouvement et d nergie entre diff rents milieux Appr hender les coulements turbulents Pr requis Cours de math matiques sur les quations aux d riv es partielles et les int grales Contenu Le cours donne le formalisme d une quation de bilan d une grandeur extensive dans un syst me donn Cette quation est appliqu e la masse la quantit de mouvement et l nergie Diff rentes mani res de r soudre le mod le obtenu sont abord es TP Support de cours Evaluation Examen Bibliographie Padet Fluides en coulement Masson Chassaing M canique des fluides C padues Editions 1997 Lesieur Turbulence in Fluids Kluwer Academic Publisher 1997 Code Titre Physique du solide CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Introduction la physique de l tat solide pr sentation de l origine des principales propri t s des mat riaux solides thermiques lectriques optiques magn tiques Pr requis Contenu Partant de l atome jusqu l tat solide ce cours donne les bases de la physique de l tat solid2. Nouveaux concepts pour les cellules photovolta ques du futur Evaluation Bibliographie Handbook of Photovoltaic Science and Engineering Ed J Wiley A LUQUE S HEGEDUS Next Generation Photovoltaics Ed Taylor amp Francis Group A MARTI Physique des mat riaux Ellipses Yves Qu r P riodiques Solar Energy Materials amp Solar Cells Applied Physics Code Titre Stockage de l nergie solaire CM 10h TD 12h TP 8h Enseignants Objectifs Les proc d s solaires sont tous soumis aux intermittences de la source l objectif de ce module est d acqu rir les connaissances relatives aux mat riaux et proc d s de stockage permettant de g rer au mieux ces limitations Pr requis Notions g n rales sur la source solaire et les proc d s solaires vus aux semestres pr c dents Contenu et plan Les diff rents modes de stockage nerg tiques utilis s dans les proc d s solaires sont d crits et illustr s par leurs applications Les aspects mat riau et proc d sont syst matiquement abord s en synergie TP manipulations de stockage thermique en chaleur sensible chauffe eau solaire ou latente liquide solide sur module de stockage d port ou sous flux solaire direct Evaluation examen crit notes de rapport de TP Code Titre Outils logiciels en sciences des mat riaux CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Se familiariser avec un nombre de logiciels utilis s en sc
3. l effet photo lectrique II 2 Processus de d sexcitation II 3 Spectre des nergies cin tiques IT Interaction des lectrons avec la mati re II 1 Le spectre de l nergie cin tique IT 2 Processus d excitation et de d sexcitation IV Rayonnement lectromagn tique de freinage et rayonnements caract ristiques V Profondeurs de p n tration d chappement et d mergence VI Absorption des photons X TP Une application de la th orie de l interaction lectrons mati re le microscope lectronique balayage Support de cours Evaluation examen 3 4 TP 1 4 Bibliographie Introduction la physique de l tat solide C Kittel Dunod 1979 Processus d interaction entre photons et atomes C Cohen Tannoudji G Grynberg J Dupont Roc1996 Code Titre Synth se des mat riaux et traitement de surfaces CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Acqu rir les connaissances g n rales th oriques et pratiques concernant les diff rents proc d s d laboration et de traitements de mat riaux en surface Pr requis Connaissances de base en science des mat riaux thermodynamique m canique quantique Contenu Principes th oriques des principales techniques d laboration et leur variantes description des techniques mise en uvre techniques du vide contr le diagnostics Evaluation examen crit notes de rapport de TP Code Titre Mat riaux pour photovolta qu
4. ressource stockage par batteries e Les oliennes ressources description et performances des diff rents types mod le de Betz dimensionnement couplage avec une installation solaire e Les turbines hydro lectriques descriptions et performances des diff rents types de turbines mod le hydraulique dimensionnement et choix des turbines e Les moteurs illustration sur quelques cas moteur Diesel Stirling e tat de l art des proc d s frigorifiques pour la cong lation r frig ration climatisation e Proc d s par compression m canique de vapeur 1 ou 2 tages e Proc d s sorption ad absorption ou r action chimique e Probl matique du d phasage entre ressource solaire et besoin frigorifique les diff rentes solutions de stockage Support de cours Evaluation examen crit rapport de TP Code Titre S lection des mat riaux et proc d s int gr s CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Acqu rir les connaissances suffisantes pour l analyse le dimensionnement et l optimisation nerg tique des proc d s Pr requis Cours en licence Contenu La premi re partie du cours porte sur une description d taill e des classes des mat riaux et des propri t s associ es La deuxi me porte plus particuli rement sur la description d une m thode syst matique qui permet de choisir le meilleur mat riau pour une application donn e Un accent particulier sera mis sur les app
5. alis par un rapport ainsi qu une pr sentation orale devant l ensemble de la promotion Evaluation rapport 1 2 expos oral 1 2 Code Titre Caract risation des mat riaux et propri t s CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Se familiariser avec les principales m thodes de caract risation des mat riaux utilis es dans l industrie et les laboratoires de recherche Pr requis Cours niveau 3 ann e en science des mat riaux Contenu Dans une premi re partie introductive des rappels sont donn s sur l interaction rayonnement mati re Il est ensuite montr comment l examen de ces effets permet de caract riser la morphologie d un mat riau d identifier les l ments chimiques constitutifs ainsi que dans certains cas les phases Une description concr te des principaux appareillages de caract risation utilis s la fois dans l industrie et dans les laboratoires de recherche est ensuite donn e Par exemple La diffraction des rayons X La spectroscopie ICP MS TP Caract risation des mat riaux Support de cours Evaluation examen 3 4 TP 1 4 Bibliographie La microscopie lectronique Christian Colliex PUF 19938 Principles of Electron Optics P W Hawkes et E Kasper Academic Press 3 volumes 1989 Code Titre M trologie et captation CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Acqu rir les notions g n rales concernant la m trologie et les dif
6. de l Universit actuellement Fluent Femlab Les probl mes trait s peuvent concerner des situations de transferts quantit de mouvement chaleur masse diff rentes chelles d espace et de temps Une part importante du travail est consacr e l analyse critique des r sultats obtenus Plan e expos du probl me traiter r sultats attendus e recherche d tudes ant rieures bibliographiques sur le probl me e inventaire des logiciels disponibles localement choix du ou des logiciels choisis e pr sentation du ou des logiciels choisis e traitement du probl me e r daction d un rapport d tude pr sentant les r sultats les limites et la critique du traitement du probl me Evaluation Rapport de projet Bibliographie Documents relatifs chaque logiciel Code Titre Thermodynamique des proc d s CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs acqu rir les connaissances suffisantes pour l analyse le dimensionnement et l optimisation nerg tique des proc d s Pr requis cours de thermodynamique de 2 ann e Contenu A partir des principes de la thermodynamique plusieurs proc d s de production d nergie sont pr sent s et analys s en terme d efficacit nerg tique et de rendement exerg tique Plan Rappel ler et second principe de la thermodynamique extension aux syst me ouverts les bilans transitoires de masse d nergie et d entropie Applications Production d l
7. e CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Acqu rir les bases physiques relatives la production d lectricit partir de la conversion photovolta que de l nergie solaire Contenu e Introduction historique aspects conomiques et environnementaux e Le rayonnement solaire e Le convertisseur photovolta que id al e El ments de physique des mat riaux semi conducteurs e Physique des photopiles e Mat riaux pour la conversion photovolta que Evaluation examen crit Bibliographie A LUQUE S HEGEDUS Handbook of Photovoltaic Science and Engineering Ed J Wiley S M SZE Semiconductor devices Physics and technology Ed J Wiley H MATHIEU Physique des semi conducteurs et des composants lectroniques Ed Dunod Code Titre Simulations num riques avec des logiciels professionnels CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Utilisation de codes de calculs commerciaux pour r soudre des probl mes pratiques Pr requis Ce cours n cessite une bonne connaissance des cours plus en amont concernant essentiellement la mise en quations des transferts et les m thodes num riques classiques pour la r solution des probl mes associ s Contenu le cours doit se faire sous forme de projets pour la simulation de probl mes concrets pr lev s dans l exp rience de chaque intervenant La simulation utilise les logiciels disponibles sur le serveur du centre de calcul
8. e permettant de comprendre les propri t s de r seau et les structures lectroniques des solides et leurs cons quences sur les propri t s des grandes classes de mat riaux Plan Pr sentation g n rale des mat riaux solides Notions sur le caract re quantique de la mati re Structure du cristal parfait El ments de cristallographie Espace et r seau r ciproques Liaisons cristallines Vibration du r seau cristallin Propri t s lectroniques Propri t s de transport et magn tisme Mat riaux semi conducteurs Support de cours Evaluation Examen Bibliographie C KITTEL Introduction la physique du solide Ed Dunod H MATHIEU Physique des semi conducteurs et des composants lectroniques Ed Dunod Code Titre Interaction rayonnement mati re CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs Comprendre les lois r gissant les interactions d un rayonnement lectronique ou photonique avec la mati re Pr requis Cours de niveau ann e Contenu Le cours porte sur l interaction d un faisceau d lectrons ou d un rayonnement photonique avec la mati re Cette interaction se traduit par une excitation des atomes de la mati re suivie de leur relaxation nerg tique au Plan I Repr sentation nerg tique de l atome dans le solide soumis une interaction lectronique ou photonique IT Interaction des photons avec la mati re IT 1 Processus d excitation en particulier
9. ectricit Production de froid ou de chaleur Traitement d air humide TP Analyse et optimisation de proc d l aide de logiciels libres ou commerciaux Support de cours Evaluation examen 2 3 TP 1 3 Bibliographie Aide m moire de thermodynamique de l ing nieur F Meunier Dunod 2005 Thermodynamique appliqu e Richard E Sonntag Gordon J Van Wylen Pierre Desrochers ERPI 2004 Code Titre Energie solaire 2 Conversion CM 10h TD 24h TP 24h Enseignant s Objectifs Acqu rir les connaissances g n rales concernant le dimensionnement des diff rents modes de conversion des nergies renouvelables en nergie utile nergie m canique lectricit chaleur froid Pr requis Connaissances de base en transferts thermiques thermodynamique des syst mes m canique des fluides Contenu Conversion en nergie m canique ou lectrique Diff rents types de convertisseurs d nergie renouvelable sont d crits dans le but de dimensionner des installations Conversion en nergie thermique Il s agit de remonter le potentiel thermique d une source c d plus sp cifiquement de produire du froid en utilisant la chaleur issue de capteurs solaires comme nergie primaire TP 3x8h Installation PV capteurs solaires par exemples absorption LiBr H20 et r action BaCL NH3 Plan e Les panneaux photovolta ques dimensionnement d une installation PV selon les besoins et la
10. f rents types de capteurs susceptibles d tre employ s par des scientifiques ma trisant l nergie solaire Pr requis Math de 2 ann e lectricit de 2 ann e Contenu Apr s une br ve introduction la m trologie diff rents types de capteurs sont pr sent s Conform ment aux demandes exprim es par les tudiants diff rents types de capteurs sont alors tudi s historique principe limites d utilisation avantages d fauts La m trologie Calcul d incertitudes Choix de capteurs Mesure de temp rature Fluxm tre et analyseur de faisceau Mesure de position et d acc l ration Mesure de force et de pression Mesure de niveau et de d bit D tection de fum e Support de cours Evaluation examen crit Code Titre lectronique de puissance CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s Objectifs tude de syst mes nergie renouvelable de conversion d nergie lectrique Photovolta que olien Pr requis Base de l lectricit r gime transitoires puissances et pertes des interrupteurs semi conducteurs Contenu e _ G n ralit sur les convertisseurs statiques e Les diff rents convertisseurs redresseurs hacheurs onduleur gyrateur e R gles d association des convertisseurs statiques e Les diff rent types de pertes dans les convertisseurs pertes par conduction et par commutation e tude d une cha ne photovolta que avec injection sur le r seau lectrique et
11. ience des mat riaux et des proc d s associ s la fois dans la recherche et dans les entreprises Pr requis Connaissances en science des mat riaux Relations structures propri t s mat riaux et proc d s int gr s proc d s d laboration des mat riaux et traitements de surfaces Contenu Le cours portera sur une description du contexte scientifique dans lequel ces outils sont utilis s ainsi que sur une illustration exhaustive de leur mode d emploi Les tudiants seront ensuite invit s se familiariser avec ces logiciels au cours de TD qui prendront la forme de projets Support de cours Evaluation expos oral rapport de projet Bibliographie Choix des mat riaux en conception m chanique Ashby Dunod 2000 W Kurz J P Mercier Trait des mat riaux Vol 1 Presses Pol Romandes 1987 M Konuma film deposition by plasma techniques Springer Verlag 1992 SRIM 2003 online M Ziegler Code Titre Projet de technologie solaire innovante Enseignants Objectifs D velopper une d marche d innovation technologique dans le domaine des nergies et proc d s solaires int grant les aspects scientifiques technologiques environnementaux sociaux et conomiques Pr requis L innovation et sa valorisation Contenu Au cours de ce module les tudiants auront d velopper un projet technologique sur un sujet innovant dans le domaine des proc d s solaires Le travail r alis sera fin
12. lications li es l habitat La s lection d un mat riau ne peut se faire de mani re simplement d ductive Elle n cessite une comparaison objective entre les diff rents mat riaux Ceci est possible gr ce l utilisation d indices de performance et aux cartes de s lection d velopp s par le professeur Ashby de l universit de Cambridge UK Cette m thode permet de construire une combinaison de propri t s qui traduisent la performance du mat riau pour la fonction recherch e dans la sollicitation impos e et avec le souci d optimisation Plan TP Support de cours Evaluation examen Bibliographie Choix des mat riaux en conception m canique Ashby Dunod 2000 Made to measure new materials for the 21st century P Ball Princeton University Press 1997 MASTER II MATERIAUX ENERGIE RECHERCHE Code Titre Fili res photovolta ques CM 10h TD 12h TP 8h Enseignant s UO PVT Entreprise Autriche Soltec Entreprise Burkina Objectifs Conna tre les diff rents mat riaux et les diff rentes fili res technologiques mis en oeuvre pour r aliser la conversion photovolta que de l nergie solaire Pr requis Cours Mat riaux pour Photovolta que Contenu e Fili re silicium cristallin multicristallin silicium amorphe e Compos s I V multi jonctions e Cellules photovolta ques en couches minces e Cellules photovolta ques organiques e Conversion photovolta que sous concentration e
13. syst me de secours e tude du fonctionnement d une cha ne olienne Support de cours Evaluation Examen crit 75 Travaux pratiques 25 Bibliographie Principe d lectrotechnique Max Marty Daniel Dixneuf Delphine Garcia Gilabert Ed Dunod ISBN 9782100485505 Alimentations d coupage Convertisseurs r sonance Jean Paul Ferrieux Fran ois Forest Ed Dunod ISBN 9782100041374 Electronique de puissance structures fonctions de base principales applications Guy S guier Robert Bausi re Francis Labrique Ed Dunod ISBN 9782100485000 Probl mes d lectronique de puissance Jean Marc Roussel Ed Dunod ISBN 9782100070367
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