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| CHIM0023-2 | Génie chimique (étude des réacteurs)
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| Durée : | 40h Th, 45h Pr |
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| Nom du professeur : | Dominique Toye |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Contenus du cours :
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| Le cours introduit les concepts fondamentaux nécessaires au calcul des performances et au dimensionnement des réacteurs chimiques homogènes.
De manière générale, le cours couvre les aspects suivants :
- Classification et méthodologie d'étude des réacteurs chimiques.
- Analyse et synthèse du fonctionnement des réacteurs chimiques homogènes idéaux.
- Cas d'une seule ou de plusieurs réactions en régime isotherme ou non isotherme. Problèmes de dimensionnement et de sélectivité.
- Analyse de la multiplicité et de la stabilité des états de fonctionnement.
- Description des écoulements réactionnels réels par l'analyse systémique : théorie du macromélange et méthode expérimentale des traceurs.
- Diagnostic expérimental des non idéalités d'écoulement dans les réacteurs chimiques.
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| A l'issue du cours, les étudiants seront capables de :
- comprendre et exploiter les concepts théoriques et la méthodologie constituant le fondement du calcul des réacteurs chimiques,
- utiliser cette méthodologie pour concevoir et dimensionner un réacteur à l'échelle industrielle réalisant une production donnée sur base de données cinétiques et thermodynamiques obtenues au stade laboratoire
- détecter les principales sources de non idéalité d'écoulement dans les réacteurs, de prévoir leur impact sur les performances des réacteurs et de mener les actions nécessaires pour les éviter
- réaliser des essais de traceurs exploitables, d'analyser les résultats obtenus pour modéliser l'écoulement au sein d'un réacteur
Les séances de calcul et de laboratoire en petits groupes aideront les étudiants à développer des compétences plus transversales comme l'aptitude à travailler en équipe, à résoudre des problèmes numériques, à analyser des données expérimentales de manière critique, à évaluer la validité d'une approche théorique et à rédiger un rapport . |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Les cours "Introduction au génie chimique" (CHIM0022-2), "Thermodynamique chimique appliquée" (CHIM0009-1) et "Cinétique chimique" (CHIM0012-2) (ou des cours équivalents d'un point de vue contenu) doivent avoir été suivis antérieurement ou être suivis en parallèle |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| Le cours comprend des séances "ex-cathedra" et des travaux pratiques (40h + 45h).
Les séances "ex-cathedra" sont consacrées à la description détaillée des concepts fondamentaux nécessaires au calcul des performances et au dimensionnement des réacteurs chimiques homogènes.
Les travaux pratiques comprennent des séances d'exercices dirigés, un travail personnel et deux journées de laboratoires obligatoires.
Pendant les séances d'exercices, les étudiants apprennent comment résoudre les problèmes relatifs au calcul des réacteurs chimiques homogènes.
Pour le travail personnel et les séances de laboratoire, les étudiants sont répartis en petits groupes. Le travail personnel porte sur la résolution numériques des équations de bilans d'un réacteur (logiciel Matlab). Pendant les séances de laboratoires, les étudiants réalisent des manipulations permettant d'illustrer, de comprendre et de mieux cerner les domaines d'application des concepts théoriques vus au cours théorique et utilisés lors des séances d'exercices.
Une séance de questions-réponses facultative est proposée aux étudiants à la fin de chaque quadrimestre. |
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Présentiel |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Les notes de cours (2 tomes) sous disponibles sous forme d'un syllabus à la Centrale des cours de l'AEES.
Des documents complémentaires (notes d'exercices, notes de laboratoire, copie des transparents du cours théorique) seront également disponibles via MyUlg dès le début de l'année |
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Modalités d'évaluation et critères :
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| Chacune des séances de laboratoire est obligatoire et doit être préparée à l'avance en lisant attentivement la section correspondante des notes de laboratoire.
Une interrogation dispensatoire est organisée en janvier. Elle comporte une épreuve orale et une épreuve écrite portant respectivement sur la théorie et les exercices relatifs aux réacteurs homogènes idéaux (parties I et II). Lors de l'interrogation orale, chaque étudiant reçoit deux questions dont il prépare la réponse par écrit (sur papier) avant de venir la présenter oralement.
L'évaluation porte essentiellement sur la compréhension des concepts et des liens existant entre eux plutôt que sur la capacité de restitution. L'élaboration d'un raisonnement précis implique cependant une solide maîtrise des concepts théoriques.
Pour chacune des épreuves de janvier, une dispense est accordée pour l'examen de fin d'année en cas de réussite (note supérieure ou égale à 10/20). En cas de non-réussite, la cote n'est pas prise en compte
Un examen comportant une épreuve écrite et une épreuve orale est organisé en juin.
L'épreuve écrite porte sur la même matière que l'épreuve de janvier. Les étudiants ayant obtenu une note supérieure ou égale à 10/20 lors de l'interrogation de janvier sont dispensés.
L'épreuve orale, organisée suivant les mêmes modalités que l'interrogation de janvier, porte sur l'ensemble de la théorie (deux question sur les parties I et II et deux questions sur la partie II). Les étudiants ayant obtenu une note supérieure ou égale à 10/20 lors de l'interrogation de janvier sont dispensés des parties I et II.
La note globale est obtenue en pondérant les notes de l'épreuve orale (65%), de l'épreuve écrite (25%), du travail personnel (5%) et des laboratoires (5%). En cas de réussite en janvier, l'épreuve orale de janvier intervient pour 40% et le poids de l'épreuve orale de juin est ramenée à 25%.
L'examen de seconde session est organisé de la même manière que l'examen de juin.
A noter
- Les épreuves orales se déroulent à livre fermé et sans calculatrice.
- Pendant les épreuves écrites, les étudiants peuvent disposer de leurs syllabus de théorie, ainsi que d'une machine à calculer. Les notes d'exercices et les formulaires ne sont pas autorisés.
En cas de seconde session, les notes du travail personnel et des laboratoire sont conservées. |
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Remarques organisationnelles :
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| Le cours est organisé pendant toute l'année.
Au premier quadrimestre, le cours théorique se déroule tous les lundi matin de 10h30 à 12h30 dans le local R46 (bâtiment B6a)
Les séances d'exercices sont organisées dans le même local le lundi après-midi. Le calendrier des séances d'exercice sera communiqué en début d'année.
Au second quadrimestre, le cours théorique est organisé les lundi 14, 21 et 28 mars (matin) et les mercredi 16, 23 et 30 mars (matin) dans le local 3.50 (bâtiment B6a).
Le calendrier des séances de laboratoires sera fixé au début du second quadrimestre |
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Contacts :
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| Prof. Dominique TOYE
Tél : 04/366.35.09
Dominique.Toye@ulg.ac.be |
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| Notes en ligne : |
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| Liste d'ouvrages de référence |
| Ouvrages de référence facultatifs portant sur la thématique du génie de la réaction chimique |
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| Slides du cours théorique |
| Version électronique des transparents utilisés au cours théorique |
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