v2.10.0 (5004)

Cours - 9S-616-PHO : Optique non imageante pour l'énergie et l'éclairage

Domaine > Photonique.

Descriptif

ONI Solaire: Le cours se divise en deux parties principales:

- Deux jours d'exposé sur les principaux types de systèmes concentrateurs d'énergie, centré sur la concentration du rayonnement solaire pour des applications thermodynamiques et photovoltaïques (historique, caractéristiques physiques du soleil, performance atteignable, description des installations et technologies). Les concepts sont ensuite généralisés aux optiques non imageantes de forme libre. Deux chapitres importants traitent finalement des outils et méthodes numériques de modélisation des systèmes concentrateurs, et de leurs méthodes de caractérisation et alignement optiques.

- Deux jours de travaux dirigés à l'aide du logiciel Zemax où les élèves doivent modéliser deux systèmes optiques non imageants et calculer leur performance.

Objectifs pédagogiques

A l'issue de cet enseignement, les élèves seront capables de:

- Maitriser le domaine de l'optique et de la photonique

- Etre capable de mettre en oeuvre tout projet intégrant l'optique et la photonique

- Intégrer la photonique aux autres dimensions du système ou projet  (électronique, mécanique, informatique, champ d'application …)

- Mettre en oeuvre la démarche scientifique (comprendre les théories, les phénomènes physiques, maitriser les ordres de grandeurs, savoir faire des approximations)

- Modéliser des phénomènes physiques et des systèmes réels

- Evoluer dans un large champ scientifique

- Mettre en œuvre les outils informatiques adaptés (programmation, calcul scientifique, traitement de données, CAO)

- Rédiger et présenter des documents scientifiques, techniques, marketing (publication, cahier des charges, brevet)

- Intégrer un système dans son environnement et ses contraintes (techniques, humaines, économiques, temporelles, sociétales, etc…)

- Prendre en compte les usages dans la réalisation d'un système, avec une démarche itérative et en interaction avec les parties prenantes

- Communiquer avec des spécialistes et non-spécialistes (écrit/oral)

ONI Solaire: A partir d'une description exhaustive des installations concentratrices de rayonnement solaire, le cours généralise ce domaine d'application à tout système concentrateur d'énergie (cellules photovoltaïques, optiques non imageantes de forme libre, détection de rayons cosmiques...) en mettant en évidence les principales analogies et différences avec l'optique imageante. Cela couvre notamment les performances théoriques, les calculs numériques (méthodes de tracé de rayons ou autres) et les méthodes de contrôle et de réglages de ces systèmes optiques non conventionnels et complexes. Les exercices effectués en TD permettent découvrir les possibilités avancées du logiciel Zemax pour modéliser ces systèmes: géométrie dans l'espace, utilisation des multi-configurations, modes non-séquentiels, écriture de macros.

 

 

36 heures en présentiel
réparties en:
  • Cours magistral : 18
  • Travaux dirigés : 18

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

ONI Solaire: Cours d'optique géométrique, aberrations Cours de photométrie Cours d'Optique de Fourier Mathématiques statistiques, théorie des distributions Connaissance élémentaire du logiciel  Zemax

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Vos modalités d'acquisition :

Nombre d'évaluation: 2 (1 ONI Solaire + 1 ONI LED). Coeff 1 pour chaque partie
Nature de l'évaluation: Rapport/délivrable
Modalités: Tout
document/calculatrice autorisée

 

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6

Le coefficient de l'UE est : 75

Programme détaillé

ONI Solaire:

1. Contexte

2. Historique

3. Performance et technologie des systèmes concentrateurs optiques

4. Principaux types d’installation

5. Modélisation des performances

6. Méthodes de contrôle et de réglage

7. Conclusion

 

Mots clés

Centrale solaire, Concentrateur, Concentration, Eclairement, Energie solaire concentrée, Héliostat, Mesures optiques, Modèle numérique, Réglage optique, Tracé de rayons

Méthodes pédagogiques

Chacun des quatre jours de cours comprend un exposé magistral (généralement le matin) et une séance de TD avec utilisation du logiel Zemax (généralement l'après-midi)
Veuillez patienter