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Master MatériauxUE UE 3.3c Nucléaire, pile à combustible

Contenu

UE3.1. Nucléaire (20h cours + 14h TD + 8h visite de site industriel – 3,5 ECTS) :

  • Introduction à la radioactivité (importance du Nucléaire, historique, radioactivité et réactions nucléaires)
  • Matériaux pour la fusion (Introduction au principe de la fusion magnétique contrôlée, principaux flux de particules, problème des interactions plasma-paroi, problème de la rétention de tritium, avantages et inconvénients des différents matériaux, les choix pour ITER)
  • Matériaux pour la fission (fonctionnement d’une centrale nucléaire, dommages d’Irradiation, application aux crayons combustibles, cycle du combustible : production et gestion des déchets)
  • Les grandes filières de réacteurs ; les caloporteurs : critères de choix, interaction caloporteur matériaux, technologies associées (réacteurs innovants de 4ème génération)
  • ½ journée intervention « Introduction à la radioactivité » et « Matériaux pour la fission » + visite de site - PHEBUS- (Manuel Bergman)

UE3.2. Piles à combustible (15h cours + 10h TD + 8h TP – 2,5 ECTS) :

  • Historique des piles à combustible
  • Production et stockage du combustible (Caractéristiques de l'hydrogène. Production, intérêt et utilisations de l'hydrogène)
  • Piles à combustible : concepts, problématique et matériaux (Principe, familles de PAC, combustibles, systèmes et technologies existantes. Cahier des charges :

matériaux d’électrode, électrolyte, catalyseurs, plaques séparatrices. Interface électrode/électrolyte. Piles basse température (alcaline, à membrane polymère, à méthanol), Piles haute température (à carbonate fondu et à oxyde solide), micro-PAC (électronique portable, miniaturisation des composants), Impédancemétrie, Modélisation courbe caractéristique (UI), Optimisation de rendement en fonction de pression, Puissance et rendement. Contrôle commande d'un coeur de PAC)

  • Applications (applications embarquées, applications domestiques, filières combustibles pour applications automobiles)
  • 10 heures de TD : Techniques expérimentales de caractérisation des propriétés physiques et chimiques des électrodes et des électrolytes (Présentation des techniques / Analyse de Données)
  • 2 séances de TP (4 heures / séance) :

o Production de l'hydrogène à partir de l'électrolyse de l'eau - Réflexion sur la notion de surtension o Maquette : générateur photovoltaïque, électrolyseur, réservoir pour stocker l’hydrogène à pression atmosphérique, pile à combustible et ventilateur (charge).

Langue utilisée

Langue principale utilisée par cet enseignement : Français.

Volume des enseignements

  • Cours magistraux : 75 heures

LES FORMATIONS QUI UTILISENT CET ENSEIGNEMENT