EMN Ecole des Mines de Nantes

Contexte

Cette UV vise à donner une vision systémique des grands enjeux associés aujourd'hui à l'énergie et à l'environnement, et de la manière dont ils peuvent être appréhendés et traités par les acteurs de terrain, dans l'entreprise par exemple.

Cette UV complète les enseignements scientifiques et techniques des options GE et GSE. Elle fournit notamment des bases et des outils sur les aspects économiques, juridiques, institutionnels, que l'ingénieur en situation doit pouvoir maîtriser en même temps que des calculs et des modèles physiques et techniques.

Les enseignements de cette UV sont regroupés en trois sous-ensembles homogènes, qualifiés de "cours" pour simplifier, mais qui ne sont pas conçus de manière autonome en réalité:
1 - "Problèmes énergétiques et environnementaux" (PEE)
2 - "Filières de production d'énergie et impacts environnementaux" (FPE)
3 - "Droit, économie et marchés de l'énergie et de l'environnement" (DEME)

En particulier, l'évaluation porte sur l'ensemble de l'UV et pas sur chacun des 3 cours indépendamment (même si l'évaluation de l'UV peut s'appuyer sur des évaluations partielles de certains sous-ensembles)

Objectifs operationnels

A la fin de l'UV, l'élève ingénieur devrait être capable

- de resituer les principaux enjeux énergétiques et environnementaux, d'en expliquer les causes, mécanismes et conséquences ;
- d'analyser les caractéristiques d'une filière énergétique, existante ou nouvelle, du point de vue technique, énergétique, économique et environnemental, et d'en évaluer des indicateurs caractéristiques ;
- d'apprécier la place actuelle ou future de cette filière au sein d'un système énergétique global (national par ex.) au regard des enjeux principaux, du jeu de contraintes et de la dynamique des acteurs (notamment de resituer les enjeux et les marges de manœuvre technologiques des filières actuelles ou futures, dans une perspective d'ingénieur) ;
- de réaliser un travail de synthèse pour répondre à une question concrète (d'acteur de terrain) liée à un ou des enjeux énergétiques et/ou environnementaux. Il devrait être capable d'identifier les sources d'information adaptées, de les citer, de les contrôler, d'en faire une analyse et une synthèse pertinentes par rapport à la question posée et de rendre compte de ce travail par écrit et par oral.

Competences requises

Compétences requises

Les pré-requis sont relativement élémentaires : Bases de l'énergétique physique (unités et grandeurs physiques, 1er et 2ème principes de la thermodynamiques, bases de transferts thermiques).

Cette UV fait par ailleurs largement appel à la culture générale, au bon sens, aux qualités d'analyse et de synthèse, à l'esprit critique, à la capacité à trouver et à traiter les informations pertinentes.

Contenu et organisation pedagogique

Contenu de l'UV

Le contenu est détaillé ci-dessous. Compte tenu du fait que les cours ne sont pas auto-porteurs et qu'ils sont eux-mêmes constitués d'interventions ou d'activités pédagogiques relativement autonomes, les cours ne font pas l'objet d'une fiche pédagogique indépendante

1 - Cours "Problèmes énergétiques et environnementaux" (PEE)

Conférence introductive [B.Bourges] 7,5 h
- Introduction. Objectifs de l'UV et approche pédagogique.
- Principes physiques de l'énergétique et concepts-clés
- Des exemples historiques
- L'énergie en France et dans le monde: bilan énergétique, demande et ressources. Principaux modes de production. Enjeux en matière de ressources et aspects géopolitiques.
- Les grands problèmes environnementaux: mécanismes et enjeux, solutions techniques
- Les grandes filières de production, conversion et utilisation de l'énergie: caractéristiques technico-économiques et environnementales.
- L'énergie et l'économie : L'énergie dans l'économie (qualitativement et quantitativement). L'économie dans l'énergie (mécanismes économiques)
- Synthèse : enjeux et défis, moyens d'action et stratégies

Remarque : il est important de mettre en évidence les interactions entre les différents aspects, si bien que les différents éléments du cours doivent être introduits presque en parallèle; de ce fait, l'ordre ci-dessus peut être modifié.


Projet (25 heures, dont soutenances 3 h)
Une séance d'une heure est prévue, en outre, pour la présentation des outils de recherche documentaire par Nathalie BLANC (CDI)


2 - Cours "Filières de production d'énergie et impacts environnementaux" (FPE)

Bilan énergétique : définitions, analyse et utilisation [BB/R.Ouarghi], (7,5 h dont 6,25 h TD)
- Principes et conventions du bilan énergétique
- Le bilan énergétique national : extraction d'information (TD)
- Le bilan énergétique : calcul d'indicateurs et analyse (TD)
- Application à l'évaluation des émissions (TD)

Les grands problèmes d'environnement : les questions de l'eau (5 h) [V.Héquet, EMN]
- Autres défis environnementaux : la question de l'eau

Filières de production d'énergie : caractéristiques technico-économiques (17,5 h dont TD 3,75h)
- Hydrocarbures et charbon [I.Séjourné, Total] 3,75 h
- Production, transport et distribution d'électricité [G.Poullennec EDF] 5 h
- Le coût de production de l'électricité selon les filières [BB/RO], TD, 3,75 h
- Energie éolienne [C.Bazire, Alter Tech] 2,5 h
- Energie solaire et autres ENR [BB] 2,5 h


3 - Cours "Droit, économie et marchés de l'énergie et de l'environnement" (DEME)

Droit et institutions (15 h) [J.F.Struillou, S.Rousseaux, CNRS-Université de Nantes]
- Introduction au droit : organisation des juridictions, grands principes du droit, les contrats….
- Sources et principes du droit de l'environnement
- Assises institutionnelles du droit de l'environnement
- Politiques sectorielles : droit des pollutions et protection de l'atmosphère; eau; déchets; urbanisme, aménagement et protection de la nature

Economie et marchés (11,25 h)
L'environnement et la théorie économique : mécanismes et modélisation [D.Brécard, Univ. Nantes] 7,5h
Droit européen et ouverture des marchés de l'énergie [D.Schlumberger, Total] 3,75h

Activités pédagogiques

En dehors des cours proprement dits, faits par des enseignants de l'Ecole ou des intervenants extérieurs, une série de conférences sera réalisée par des acteurs du monde de l'énergie.

Les travaux dirigés portent sur la manipulation et l'analyse de bilans énergétiques régionaux, ainsi que sur les outils de calcul économiques appliqués aux filières énergétiques.

Le projet reprend une problématique concrète d'acteur de terrain auquel il s'agira de répondre essentiellement à partir d'informations et de ressources extérieures déjà existantes. L'identification des sources d'information pertinentes, leur contrôle, ainsi que la qualité de la bibliographie seront des critères déterminants.

Le travail sera réalisé en groupes de 4 ou 5 élèves, mais un travail individuel sera clairement identifié pour chacun des membres et évalué comme tel. Des jalons intermédiaires d'évaluation seront prévus pour le rapport écrit comme pour la soutenance de façon cohérente avec une validation en tout-ou-rien des objectifs pédagogiques (tout ou partie du travail étant si nécessaire repris pour atteindre les objectifs minimaux).

Supports pédagogiques

Documents de cours et éléments de bibliographie fournis pendant le cours.

Critere et mode d'evaluation

Critères d"évaluation

Un premier critère essentiel de validation de l'UV sera l'utilisabilité du document de synthèse du projet par un "client" (pertinence des informations trouvées, des analyses et des synthèses par rapport à un problème à résoudre : le rapport produit est-il un outil de travail utilisable par le client ?).
Un deuxième critère sera la pertinence de la vision système proposée (la capacité à dépasser les aspects physiques et techniques du problème posé, et à identifier les mécanismes et les interaction

Nombre d'évaluations

2