Option Énergie

Objectifs

Avec des concepts et technologies de plus en plus innovants et d'inspirations très diverses, le secteur énergétique constituera dans les années à venir un très important gisement d'emploi d'ingénieurs et de chercheurs.

Mais au-delà d'une solide formation scientifique (bagage au demeurant indispensable à tout ingénieur), les élèves désireux de se spécialiser dans les sciences et technologies liées à la thématique de l'énergie doivent également acquérir une connaissance globale des diverses déclinaisons de la problématique énergétique (incluant par exemple les dimensions économique et géopolitique) pour pouvoir prétendre aux fonctions de décideur dans ce domaine. Sur la base de ces considérations, la nouvelle Option Énergie de 3^e année commune à Centrale Paris et à Supélec se donne pour ambition de former les élèves aux ramifications multiples de cette thématique complexe, dans le but de leur offrir de véritables perspectives et un large éventail de débouchés dans tous les secteurs concernés.

Pédagogie

Les cursus proposés dans le cadre de l’option sont originaux par l’ampleur des champs couverts. Ils correspondent à quatre grands secteurs d’activité bien identifiés : Énergie Thermique, Procédés, Énergie Électrique et Hydrocarbures. Des passerelles entre ces quatre parcours thématiques, sous forme de cours électifs, permettent de personnaliser les cursus.
En complément à la formation d’ingénieur et de façon plus ou moins intégrée, les élèves inscrits dans l’Option Énergie peuvent préparer une Spécialité de Master Recherche en cohérence avec leur cursus : Spécialités STh (Sciences Thermiques), MPE (Matériaux et Procédés pour l’Énergie) et EPA (Électrification et Propulsion Automobiles) de la Mention Énergie (Master Centrale Paris), et Spécialité SPEE (Systèmes Pour l’Énergie Électrique) de la Mention IST (Information, Systèmes et Technologie - Master Paris-11).

Programme

Les activités communes aux quatre parcours
Le cursus de l’Option Énergie se compose d’un tronc commun de formation générale à la problématique énergétique dont l’ambition est de sensibiliser les élèves à deux déclinaisons majeures de cette thématique : les sources et les enjeux. Sept cours composent ce tronc commun : quatre cours consacrés aux quatre principales sources et filières d’énergie (hydrocarbures, énergie et réseaux électriques, filière nucléaire et énergies renouvelables) ; et trois cours traitant de trois enjeux essentiels de la problématique énergétique que sont les enjeux économique, géopolitique et de sécurité-sûreté.
Un ensemble de 16 cours électifs est proposé aux élèves afin de leur permettre de personnaliser leur cursus en cohérence avec leur projet professionnel. À l’instar des cours du tronc commun d’option, l’ambition de tous ces enseignements est de stimuler la réflexion face aux grands défis énergétiques du XXIe siècle, défis déclinés cette fois en termes des trois grands secteurs énergivores
que sont le résidentiel-tertiaire, les transports et l’industrie.
Chacun des quatre parcours thématiques de l’option (Énergie thermique, Procédés, Énergie électrique et Hydrocarbures) se compose d’un ensemble de cours de base spécifiques et d’un volume horaire d’environ 150 heures dédié aux diverses activités de projet.
Enfin, plusieurs visites de sites et un voyage d’étude sont programmés dans l’année scolaire pour permettre aux élèves d’affiner leur connaissance du monde de l’entreprise.
Cette option ouverte aux élèves de Supélec est également compatible avec les exigences de leur diplôme.

Le parcours Énergie Thermique
Ce parcours repose sur les sciences des transferts (essentiellement transferts thermiques et mécanique des fluides) et les applications de ces matières à la problématique énergétique. Ce cursus trouve ses applications dans les domaines de la production de tous types d’énergies (fossiles, nucléaire, renouvelables).

Le parcours Procédés
Ce parcours s’appuie principalement sur le génie des procédés (transferts de matière et de chaleur, réactions et réacteurs chimiques) mais aussi sur la science des matériaux (vue sous les angles mécanique et physique), domaine dont les évolutions conditionnent souvent les performances et l’innovation. Ces notions scientifiques sont primordiales dans le domaine de l’énergie (de la production à l’utilisation).

Le parcours Énergie Électrique
Ce parcours aborde l’ensemble de la dimension électrique de la problématique énergétique, incluant en particulier les énergies renouvelables. Les thématiques principales abordées dans ce cursus sont la production (nucléaire, thermique à flamme, hydraulique, cogénération, mais aussi les machines), la gestion de la demande, le stockage, l’utilisation industrielle de l’énergie, et l’impact sur les systèmes électriques des moyens de production renouvelables.

Le parcours Énergies Fossiles
Ce parcours commun avec Supélec, inauguré à la rentrée 2010, a pour ambition est de traiter de manière approfondie les différents aspects (scientifique et technique mais aussi économique et stratégique) de l’exploration du pétrole et du gaz.

Cours

7 cours du parcours commun

• Hydrocarbures de l’avenir
• Composants & réseaux de l’énergie électrique
• Introduction au génie nucléaire
• Conversion et stockage des ressources renouvelables en électricité
• Économie de l’énergie
• Géopolitique de l’énergie
• Sécurité industrielle et sûreté nucléaire

16 cours électifs

• Procédés électriques industriels
• Énergétique des bâtiments
• Énergétique industrielle
• Combustion 2
• Moteurs thermiques
• Traction et propulsion électriques
• Procédés de production d’énergies renouvelables
• Initiation à l’exploration-production
• Optimisation énergétique des procédés
• Ingénierie thermohydraulique nucléaire
• Pile à combustible et filière hydrogène
• Énergie électrique dans les systèmes embarqués
• Transferts en milieux poreux
• Cycle du combustible nucléaire
• Physique des matériaux
• Production et consommation d’électricité dans le résidentiel-tertiaire

Parcours Énergie Thermique

• Bases de transferts thermiques
• Turbomachines
• Motorisation et machines électriques
• Cycles moteur et cryogénie
• Combustion 1
• Outils informatiques pour l’ingénieur
• Introduction aux éléments finis
• TP : métrologie dans les écoulements
• Transferts de masse et de chaleur
• Transferts couplés et turbulents
• Écoulements diphasiques
• Rayonnement des milieux denses et des gaz
• Méthodes numériques en énergétique
• Introduction aux volumes finis

Parcours Procédés

• Bases de transferts thermiques
• Optimisation énergétique des procédés
• Énergétique industrielle
• Génie des procédés pour l’énergie
• Réacteurs chimiques 1
• Contrôle / Commande
• TP : génie des procédés
• Transferts de masse et de chaleur
• Transferts couplés et turbulents
• Matériaux pour la production d’énergie
• Équilibres thermodynamiques
• Réacteurs chimiques 2
• Mécanique des fluides numérique
• TP : matériaux

Parcours Énergie Électrique

• Gestion de la demande
• Électronique de puissance et onduleurs
• Modélisation et contrôle des systèmes électriques
• Machines électriques
• Systèmes électromécaniques à vitesse variable
• TP : machines électriques
• Matériaux isolants et décharges électriques
• Conversion électronique de puissance
• Dynamique des machines électriques
• Stockage électrochimique
• Insertion des énergies renouvelables dans les systèmes électriques
• Méthodes numériques en électromagnétisme

Parcours Énergies Fossiles

• Géologie pétrolière
• Mécanique des sols et des roches
• Mécanique et dynamique des structures
• Transferts en milieux poreux
• Sismique et traitement de signal pour la caractérisation de réservoir
• Méthodes numériques pour la simulation de réservoir
• Géostratégie et négociation internationale
• Activités numériques
• Activités expérimentales
• Projets de synthèse