CGP109 "Génie des procédés : Opérations unitaires fondamentales"

Il s'agit d'une unité d'enseignement de 6 ECTS.

Responsable national

Marie DEBACQ, maître de conférences, 01.58.80.87.07, marie.debacq

Public et conditions d'accès

Futurs ingénieurs en génie des procédés, futurs responsables en production dans les industries chimiques et pharmaceutiques (RNCP II), futurs titulaires du master "Ingénierie chimique" et futurs titulaires de la licence mention "Sciences pour l'ingénieur" parcours "Chimie" avec une L3 en génie des procédés.

Conditions d'accès : Avoir un niveau bac+2 scientifique et technique. Il est vivement recommandé d'avoir préalablement suivi UTC106 et UTC107, ou d'avoir le niveau équivalent.

Objectifs pédagogiques

Donner aux élèves les connaissances scientifiques et techniques concernant les opérations unitaires fondamentales du génie des procédés (hors distillation).

Compétences visées

À l'issue de cet enseignement, les élèves seront capables de choisir et dimensionner l'appareillage pour mettre en œuvre une opération unitaire mécanique ou un appareillage pour mettre en œuvre une opération de séparation par extraction ou cristallisation ou séchage. Ils auront également acquis les compétences de base en caractérisation des poudres.

Quelques appareillages étudiés en CGP109 :

Programme

Contenu

Rappels / mise à niveau :

bilans de matière globaux et par constituant appliqués au génie chimique ; bilans thermiques appliqués aux opérations unitaires du génie des procédés

partie 1 - Opérations unitaires mécaniques (OUM)

  • OUM1 - Opérations sur les solides pulvérulents : caractérisation (distribution granulométrique, propriétés volumiques et coulabilité), fragmentation & agglomération, classification & mélange, transport & stockage

  • OUM2 - Opérations de séparation mécanique fluide/solides pulvérulents : notions utiles sur les interactions fluide/particule ; opérations de décantation, centrifugation et filtration

  • OUM3 - Hydrodynamique : exemples pour la mise en contact de phases : fluidisation, agitation et colonnes garnies

partie 2 - Opérations unitaires de transfert (OUT)

  • OUT1 - Procédés d'extraction : extraction liquide/liquide (équilibres, procédés d'extraction et méthodes de dimensionnement, aspects technologiques), extraction solide/liquide, introduction à l'extraction par fluide supercritique

  • OUT2 - Séchage : air humide, mode de séchage, cinétiques, bilans, aspects technologiques

  • OUT3 - Cristallisation : mécanismes, techniques et conduites de l'opération, état cristallin, dimensionnement, aspects technologiques

Bibliographie

D. RONZE : Introduction au génie des procédés (Lavoisier, Paris, 2008)

W.L. McCABE, J.C. SMITH : Unit operations of chemical engineering, 6th edition (McGraw-Hill, New-York, 2001)

J.M. COULSON, J.F. RICHARDSON : Chemical Engineering volume 2, 5th edition (Butterworth Heinemann, Oxford, 2002)

ULLMANN : Processes and Process Engineering - volumes 1 et 2 (Wiley-VCH, Allemagne, 2004)

R.E. TREYBAL : Mass-transfer operations (McGraw-Hill, New-York, 1981)

A. S. MYERSON : Handbook of Industrial Crystallyzation (Butterworth-Heinemann, Boston, 2002)

J. W. MULLIN : Crystallization (Butterworth-Heinemann, Boston, 2001)

J.-P. NADEAU, J.-R. PUIGGALI : Séchage, des processus physiques aux procédés industriels (Lavoisier, Paris, 1995)

Prérequis

Pour pouvoir suivre dans de bonnes conditions cette UE, il est nécessaire d'avoir le niveau bac scientifique en mathématiques, chimie et physique.

mathématiques (voir UTC101) :

rudiments de géométrie (vecteurs, trigonométrie, équation d'une droite, surfaces et volumes),

résolution d'une équation du second degré,

fonctions logarithme et exponentielle,

dérivation et différentielles, intégrales usuelles, équations différentielles du premier ordre ;

chimie :

notions de mole et de concentration, calcul d'une masse molaire ;

physique :

mécanique du point (forces, référentiel, vitesse, accélération, loi de Newton, travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle).

Quelques rappels seront effectués lors de la première séance. En cas de besoin, vous pourrez vous adresser au Centre de ressources et d'appui pédagogique ( Crap) du Cnam Paris pour des séances de remise à niveau.

Il faut en outre avoir acquis quelques savoir-faire de base en génie des procédés :

  • savoir différencier les opérations continues et discontinues et savoir définir ce qu'est le régime permanent (= stationnaire) ;

  • savoir écrire un bilan matière sur une installation quelconque en l'absence de réaction ;

  • savoir manipuler les unités (notamment conversions, contrôle des dimensions, analyse dimensionnelle) et nommer les lettres grecques.

Quelques documents de révision seront mis à disposition.

Il sera enfin utile de connaître l'utilisation d'un tableur pour effectuer des calculs scientifiques simples (avec au minimum l'utilisation des fonctions, de la recopie des formules de calcul avec $ et de l'outil valeur cible) et pour représenter des données sous une forme graphique adaptée.

Informations pratiques

Secrétaire pédagogique

Manuela CORAZZA, 01.40.27.23.92, manuela.corazza@lecnam.net

Modalités de l'évaluation

examen final écrit

Paris & Île-de-France

Cette unité d'enseignement est ouverte en 2018-2019 au second semestre des lundis et jeudi soirs (présentiel et Fod totale[1]).

Contact Paris & Ile-de-France

Marie DEBACQ, 01.58.80.87.07, marie.debacq

Liban

Cette unité d'enseignement est ouverte en 2018-2019 en présentiel.

Contact au Liban

Marie-Thérèse MOUFAREJ ABOU JAOUDE, mtaboujaoude@gmail.com