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Conception de procédés

Sigle: S3433, ECTS: 3

Objectifs du cours

Notre santé, notre niveau de vie, notre confort, et ceux des générations futures, dépendent étroitement de la mise sur le marché de médicaments, d'aliments, de produits cosmétiques, de parfums, de lessives, de matières plastiques, de peinture, de pneumatiques, de carburants, de métaux, d'électronique, de piles, de ciment, de papier, de verre, etc., sans oublier l'eau potable.
L'enseignement est conçu autour de plusieurs procédés de transformation de la matière, et propose une sensibilisation à la relation entre leur conception et leurs performances ou les propriétés de leur production. Aussi aborde-t-il successivement plusieurs situations industrielles, en en expliquant les processus mis en oeuvre : phénomènes de transport, échanges, écoulement, réactions, et laisse-t-il une part importante à la réalisation de mini-projets en petits groupes.
Après la description macroscopique du transport de matière par "convection forcée" (de con vehere : transporter ensemble), commune à tous les procédés de transformation, ce cours montre comment sont couplés les transferts convectif ou diffusionnel (de dis fundere : se répandre) de la matière et de la chaleur, et souligne l'analogie et la similitude des corrélations entre critères adimensionnels pour les deux types d'extensité. Le séchage dans les industries agroalimentaires ou pharmaceutiques est l'application retenue pour ce type de couplage, et donne lieu à une séance de travaux pratiques.
Au travers de procédés pour l'environnement : capture de gaz acides (CO2) par absorption ; pétrochimique : réacteurs catalytiques, ou biotechnologiques : aération des fermenteurs, l'élève apprend à décrire simplement les interactions entre transfert de matière et réactions dans des contacteurs polyphasés.
Avec les procédés de précipitation est abordé le problème du contrôle de propriétés d'usage, comme la taille de particules pigmentaires.
Une dernière catégorie d'opérations capable d'offrir une très grande variété de produits est enfin présentée, celle des polymérisations.
La visite d'un site industriel permet d'observer les équipements présentés en cours, et leur organisation dans une chaîne de production.
Les connaissances acquises sont mises à profit dans la réalisation de petites études technico-économiques en binômes sur plusieurs séances, qui font l'objet d'un rapport et d'un exposé.
A l'issue de ce cours, les élèves auront acquis une première expérience sur la conception et le dimensionnement de procédés en présence ou non d'échanges de matière et de chaleur, et de réactions chimiques, à partir de données thermodynamiques et cinétiques, dans l'objectif de réussir une propriété : degré d'humidité, teneur en gaz polluant, quantité d'antibiotiques, taille de pigments, grade d'un polymère, etc.

Programme

  • Transport convectif : caractérisation par la distribution des temps de séjour.
  • Analogie et couplage des transports de matière et de chaleur.
  • Séchage.
  • Absorption de gaz polluants et réacteurs catalytiques.
  • Précipitation de poudres pigmentaires.
  • Polymérisation.
  • T.P. de séchage d'un produit alimentaire.
  • Visite d'un site de production
  • Traitement de cas en mini-projets.

Référence

  • BIRD, R.B., STEWART, W.E. et LIGHTFOOT, 1960, Transport Phenomena, Wiley and Sons.
  • SHERWOOD, T.K., PIGFORD, R.L. et Wilke, C.R., 1975, Mass Transfer, Mc Graw Hill.
  • CUSSLER, E.L., 1984, Diffusion - Mass Transfer in Liquid Systems, Cambridge University Press.
  • PERRY, R.H. et Don GREEN, 1998, Perry's Chemical Engineers' Handbook, Mc Graw-Hill Chemical Engineering Series.
  • MIZRAHI, J., 2002, Developing an Industrial Chemical Process, an Integrated Approach, CRC Press.

Equipe pédagogique

Responsable(s)
Chakib BOUALLOUAlain GAUNAND

Chargé(s) d'enseignement

Intervenant(s)
Francis COURTOIS
Sigle S3433
Année 2ème année
Niveau Graduate 1st year
Crédits ECTS 3
Coefficient 3
Nb. d'heures 37
Nb. de séances 30
Type de cours Enseignement spécialisé
Semestre 3
Période Automne
Domaines
  • Génie chimique et des procédés
Dernière mise à jour:
07 Sep 2016 06:41 par Franck