Génie des procédés
MH11ES.GC
examen écrit avec documents et calculatrices
Cette formation a pour objectif de présenter les démarches à suivre pour maîtriser le fonctionnement d’un procédé de transformation de la matière avec ou sans réactions chimiques .
Un procédé chimique est constitué d’un réacteur dans lequel a lieu les réactions chimiques , et , en aval des dispositifs ( distillation , extraction …) destinés à séparer et/ou purifier les produits obtenus . Selon l’application recherchée ces procédés fonctionnent en continu ou en discontinu.
Face à cette complexité , il s’agit dans un premier temps de bien comprendre les processus de transfert à l’échelle locale : la mécanique des fluides en mouvement , les transferts d’énergie et en particulier les transferts de chaleur ( conduction , convection et rayonnement ) et enfin les transferts de matière dans les milieux mono phasiques et bi phasiques .
Pour optimiser ces processus de transfert ,très souvent couplés , en régime permanent ou en régime transitoire des logiciels sont mis à la disposition des étudiants en TP . Pour simuler le fonctionnement du procédé , la mise en équation des processus est nécessaire et la résolution du système complexe d’équations est possible grâce à l’informatique . Ainsi , si l’utilisation des mathématiques est un moyen et non une fin , l’outil mathématique est incontournable . Il doit être compris et maîtrisé pour que ces logiciels ne soient pas des boîtes noires . Les séances de cours et de TD sont consacrées à la compréhension des concepts mis en jeu . Cette démarche est complétée par un enseignement expérimental au laboratoire sur des pilotes ce qui permet de confronter la théorie et la pratique .
L ‘ensemble de ces informations sont consignées dans 2 livres édités récemment par les intervenants et mis à la disposition de chaque étudiant .
Ces savoirs et savoirs faire sont très utiles voire indispensables pour comprendre le fonctionnement d’un procédé en recherche , en développement ou en production dans un environnement académique ou industriel.
A l’issue de cette formation l’étudiant comprend que l’accès au bilan économique d’un procédé ou à l’optimisation d’une unité de fabrication il est nécessaire de connaître les bilans matière et énergie . L’étudiant a alors les compétences pour s’adapter aux contraintes économiques ( produire de la valeur ajoutée , respecter l’environnement , rechercher l’efficacité énergétique …)
Le réglage des paramètres d’un procédé , souvent dépendants , n’est pas empirique mais le résultat d’une analyse scientifique rigoureuse . Dans ces conditions le procédé est adaptable aux contraintes économiques .
Ainsi l’analyse thermodynamique des transferts et des équilibres de phases informe sur ce qui est possible . L’analyse cinétique et les bilans permettent de vérifier si le choix est raisonnable . On accède ainsi au coût de fonctionnement
Enfin , les données obtenues permettent de calculer le dimensionnement des unités ( réacteurs , distillation , extraction L-L , absorption … ) pour chiffrer l’investissement.