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| CHIM0696-1 | Modélisation statique et dynamique des grands systèmes chimiques
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| Durée : | 30h Th, 30h Pr |
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| Nombre de crédits : |
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| Nom du professeur : | N... |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Organisation et évaluation :
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| Enseignement au deuxième quadrimestre |
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Contenus du cours :
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| La première partie du cours traite de l'analyse de l'offre et de la demande énergétique d'un procédé chimique, et de sa représentation sous forme de courbes composées.
Elle débouche sur la seconde partie du cours, qui développe la méthode de conception de systèmes d'échangeurs basée sur les points de pincement des courbes composées.
Enfin le choix des utilitaires et leur intégration dans le système énergétique d'un site est brièvement évoqué.
Le cours traitera ensuite de l'introduction à l'optimisation des systèmes: introduction à l'identification paramétrique, traitement des mesures, validation.
Il continuera avec la modélisation dynamique: formulation, analyse des degrés de liberté, introduction à la commande de procédé. |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| Le cours vise à développer des compétences en analyse des performances d'un réseau d'échangeurs de chaleur, ainsi qu'en synthèse et conception de ces systèmes.
L'étudiant doit être en mesure de représenter sous forme de courbes composées les besoins en énergie thermique d'un procédé, et d'interpréter ces courbes. Il doit pouvoir identifier sur cette base le potentiel d'utilisation de technologies permettant des économies d'énergie : préchauffe d'air de combustion, enrichissement en oxygène, limitation de l'excès d'air, changement de pression dans des bouilleurs et condenseurs, utilisation de pompes à chaleur, de cycles de réfrigération, intégration de cycles moteur (cogénération).
Enfin il doit pouvoir, sur base des courbes composées, réaliser la synthèse d'un réseau d'échangeurs performant (choix des fluides qui doivent échanger de la chaleur et quantités à échanger), et permettant de maximiser la récupération d'énergie par le train d'échange.
Le cours doit permettre aux étudiants d'acquérir les connaissances nécessaires à l'utilisation des logiciels modernes de simulation statique et dynamique des grands systèmes chimiques. La partie dynamique de ce cours doit compléter la présentation des concepts de base de la dynamique et du contrôle de systèmes linéaires, traités dans les cours de bac, en permettant aux étudiants d'utiliser les logiciels basés sur des modèles rigoureux non linéaires dans des applications pratiques de contrôle de procédé, de suivi de performance et d'optimisation de procédés chimiques intégrés. |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Notions de base sur les échangeurs de chaleur, l'emploi des combustibles, les cycles moteurs et la réfrigération
Thermodynamique chimique appliquée, évaluation de propriétés thermodynamiques.
Algèbre linéaire, éléments d'analyse numérique et d'algorithmique.
Bases de génie chimique permettant de construire les modèles mathématiques des appareils les plus courants. |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| Lors du cours oral, les bases théoriques de l'intégration énergétique sont exposées et illustrées par des exemples simples. Les étudiants doivent réaliser un travail individuel : conception d'un réseau d'échangeur permettant de récupérer un maximum d'énergie pour un procédé dont l'offre et la demande en énergie sont connues.
Illustrations de concepts vus au cours. Validation de mesures, identification paramétrique. |
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Cours théorique 2 h/semaine au 2eme semestre (jeudi matin)
Travaux pratiques 2 h/semaine au 2eme semestre (jeudi matin) |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Documents disponibles sur eCampus |
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Modalités d'évaluation et critères :
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| Un rapport personnel d'intégration énergétique
Rapports à remettre sur les travaux pratiques
Examen oral après préparation écrite |
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Stage(s) :
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Remarques organisationnelles :
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| Certains cours seront organisés sous forme de séminaire donnés par le professeur Heyen
Contacts |
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Contacts :
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| 1) Marie-Noëlle Dumont
Institut de Chimie B6, local R67b
Téléphone : 04 366 9592
FAX : 04 366 3525
Courriel : mn.dumont@ulg.ac.be
2) Georges Heyen
Courriel : G.Heyen@ulg.ac.be |
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