Figures and code

Every figure in these slides is a claim, and a claim without its computation cannot be checked. So here is the code — one figure at a time, as each is opened.

By Robin Girard, MINES Paris — PSL, Centre PERSEE. The slides themselves are on the course page.

Everything below lives in one repository: bachelor_intro_to_energy_figures. Code under the MIT licence, figures under CC BY 4.0. No third-party data is redistributed: where a figure consumes a dataset, the repository tells you how to fetch it from the source, it does not ship it.

The steam engine, step by step

Quatre machines dessinées dans la même convention graphique, chacune en plusieurs phases qui se superposent exactement à l’écran : la boîte englobante est identique d’une phase à l’autre, ce qui permet de les empiler dans PowerPoint pour animer le cycle sans que rien ne bouge.

Source — tikz/machines_vapeur · Build — ./build_layers.sh · Needs — pdflatex, pdftocairo · Data — none, this is a drawing

Open the code

Papin’s piston and cylinder, 1690 — phase 0

Deck 2 · figures/Papin_P0.png

Papin — phase 1

Deck 2 · figures/Papin_P1.png

Papin — phase 2

Deck 2 · figures/Papin_P2.png

Papin — phase 3

Deck 2 · figures/Papin_P3.png

Papin — phase 4

Deck 2 · figures/Papin_P4.png

Savery’s engine, 1698 — phase 0

Deck 2 · figures/Savery_P0.png

Savery — phase 1

Deck 2 · figures/Savery_P1.png

Savery — phase 2

Deck 2 · figures/Savery_P2.png

Savery — phase 3

Deck 2 · figures/Savery_P3.png

Newcomen’s atmospheric engine, 1712 — phase 0

Deck 2 · figures/Newcomen_P0.png

Newcomen — phase 1

Deck 2,3 · figures/Newcomen_P1.png

Newcomen — phase 2

Deck 2,3 · figures/Newcomen_P2.png

Newcomen — phase 3

Deck 2,3 · figures/Newcomen_P3.png

Watt’s separate condenser, 1769 — phase 0

Deck 2 · figures/Watt_P0.png

Watt — phase 1

Deck 2 · figures/Watt_P1.png

Watt — phase 2

Deck 2 · figures/Watt_P2.png

Watt — phase 3

Deck 2 · figures/Watt_P3.png

Watt — phase 4

Deck 2 · figures/Watt_P4.png

Papin — incremental layer 2

Deck 2 · figures/Papin_L2.png

The Carnot ceiling, and its three uses

Les trois planches des slides 11, 28 et 32 du déck 3 : la même borne thermodynamique lue dans les trois sens — chaleur vers mouvement (le moteur), mouvement vers chaleur (la pompe à chaleur), mouvement vers froid (le réfrigérateur). C’est délibérément la même figure à chaque fois : le propos est qu’il n’y a qu’une seule borne.

Source — tikz/machines_vapeur · Build — ./build_carnot.sh · Needs — pdflatex, pdftocairo · Data — none, this is a drawing

Open the code

Carnot ceiling: heat to movement

Deck 3 — slide 11 · figures/Uses_P0.png

Carnot ceiling: movement to heat

Deck 3 — slide 28 · figures/Uses_P1.png

Carnot ceiling: movement to cold

Deck 3 — slide 32 · figures/Uses_P2.png

A timeline of energy units

La frise qui accompagne la slide des unités : le joule, la calorie, le kilowattheure et la tonne équivalent pétrole n’ont pas été définis par les mêmes gens ni pour les mêmes raisons, et la CGPM de 1875 est le moment où l’unification devient politique autant que scientifique.

Source — tikz/metrologie_etat · Build — pdflatex frise_units_vertical.tex · Needs — pdflatex · Data — none, this is a drawing

Open the code

Energy units, a vertical timeline

Deck 2 — slide 27 · figures/frise_units_vertical.svg

Higher and lower heating value

Le schéma de principe de la slide 29 du déck 2. Ce que le PCS compte et que le PCI ne compte pas, c’est la chaleur latente de la vapeur d’eau produite par la combustion — d’où les chaudières à condensation qui affichent plus de 100 % de rendement sans violer le premier principe.

Source — tikz/pcs_pci · Build — pdflatex pcs_pci.tex · Needs — pdflatex · Data — none, this is a drawing

Open the code

HHV vs LHV — what the difference is made of

Deck 2 — slide 29 · figures/pcs_pci.svg

Not opened yet

The Python (matplotlib) figures of deck 1, and two of deck 3, are inventoried but not yet in the repository. Each needs the same work: lift the script out of its study folder, attach the aggregated data it actually reads, and write the fetch script for its sources.

Family	Deck	Fig.	Data access
co2_evolution_share	1	3	open — toutes les sources se retéléchargent par programme
visual_emissions	1	2	manual — au moins une source se dépose à la main
energy_taxes	1	2	open — toutes les sources se retéléchargent par programme
prix_elec	1	4	closed — au moins une source n’est pas redistribuable
empilement	1,3	2	open — toutes les sources se retéléchargent par programme
sankey_world	3	1	open — toutes les sources se retéléchargent par programme
coal	1	2	manual — au moins une source se dépose à la main
reserves_fossiles	1	4	manual — au moins une source se dépose à la main
energy_development	1	1	open — toutes les sources se retéléchargent par programme
sufficiency	1	1	manual — au moins une source se dépose à la main
aging_population	1	8	open — toutes les sources se retéléchargent par programme
conversion_network	2	1	open — toutes les sources se retéléchargent par programme

One figure is closed and will stay that way: the distribution of the energy cost burden rests on the microdata of the 2020 French national housing survey, which is released through Progedo. The script will be published; the data cannot be.

How this inventory was made

Not from memory. The 287 images embedded in the three .pptx files were matched by fingerprint against the 1 673 image files of the course folder — exact hash, then a perceptual hash that survives PowerPoint’s recompression, then for SVG a match on text content. A figure is here only if it is really in a published slide.

About 230 of those images matched nothing, and that is worth saying: they are photographs, screenshots of papers, and diagrams drawn directly in PowerPoint. For those there is no code to publish — none exists.

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