 | | |
| Version 2013-2014 |
|
| CHIM0083-2 | Génie chimique (opérations physiques unitaires et aspects non spécifiques des appareils)
|
|
| Durée : | 45h Th, 45h Pr |
|
| Nombre de crédits : |
|
|
| Nom du professeur : | N... |
|
| Suppléant(s) : | Michel Crine |
|
Langue(s) du cours :
|
| Langue française |
|
Contenus du cours :
|
| Ce cours présente les concepts fondamentaux des opérations physiques unitaires, basés sur l'écriture des équations de bilans de matière et de chaleur. Les exemples suivants d'opérations physiques unitaires sont décrits:
- L'absorption-désorption gaz-liquide : Les différentes configurations de contacteurs gaz-liquide (co- et contre-courant, droite opératoire). Le contacteur étagé (étage théorique, efficacité de plateau), le contacteur continu (nombre d'unités de transfert, hauteur d'unité de transfert). Relation entre nombre d'étages théoriques et nombre d'unité de transfert.
- La distillation : Les différentes configurations: la distillation mono-, multi-étagée, continue et discontinue. Equilibre thermodynamique entre liquide-vapeur. Couplage entre bilans de matière et de chaleur. Equation de Lewis-Sorel, méthodes de McCabe-Thiele, de Ponchon-Savarit.
- L'extraction liquide-liquide: Les différentes configurations le mélangeur-décanteur mono- et multi-étagé, la colonne d'extraction. Equilibre thermodynamique liquide-liquide. Utilisation d'un diagramme ternaire. Les cinétiques de transfert de matière entre phases. Concept d'étage théorique. Méthode McCabe-Thiele, efficacité de plateau.
- Les échangeurs de chaleur : Les différentes configurations. Les cinétiques locales de transfert de chaleur. Echangeur de chaleur à contrecourant. Le nombre d'unités de transfert (thermique). L'efficacité d'un échangeur de chaleur. Méthodes de dimensionnement : LMTD et NUT-epsilon.
|
|
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
|
| A l'issue du cours, l'étudiant maîtrisera les concepts théoriques et la méthodologie d'analyse du fonctionnement des opérations physiques unitaires. Il sera capable de mettre en œuvre cette méthodologie pour concevoir et dimensionner une opération physique unitaire.
Il pourra analyser avec discernement et rigueur les données expérimentales disponibles et identifier les étapes limitantes d'une opération physique unitaire afin de les inclure dans un outil de simulation
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. |
|
Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
|
| Le cours "Introduction au génie chimique" (CHIM0022-2) ou un cours équivalent de "Phénomènes de transport" et le cours "Thermodynamique chimique appliquée" (CHIM0009-1) (ou des cours équivalents d'un point de vue contenu) doivent avoir été suivis antérieurement ou être suivis en parallèle. |
|
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
|
| Le cours repose sur des exposés ex-cathedra (45 h) et un ensemble de travaux pratiques et de séances de laboratoire (45h).
Les exposés ex-cathedra sont consacrés à la présentation des concepts fondamentaux nécessaires au calcul des performances et au dimensionnement des opérations physiques unitaires.
Les travaux pratiques consistent en des séances d'exercices dirigés, au cours desquelles les étudiants apprennent comment résoudre les problèmes relatifs au calcul des opérations physiques unitaires.
Durant les séances de laboratoire, les étudiants sont répartis en petits groupes. Ils ont l'occasion de se familiariser avec différentes manipulations portant sur les opérations physiques unitaires vues dans la partie théorique du cours et appliquées lors des séances d'exercice.
La présence aux séances de laboratoire est obligatoire. Chacune de ces séances doit être préparée en lisant attentivement la section correspondante des notes de laboratoire. |
|
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
|
| Présentiel
|
|
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
|
| Les notes du cours théoriques sont disponibles sur eCampus.
Des documents complémentaires (notes d'exercices, notes de laboratoire) sont également fournis via eCampus dès le début de l'année. |
|
Modalités d'évaluation et critères :
|
| Une interrogation dispensatoire est organisée en janvier. Elle comporte une épreuve orale et une épreuve écrite portant respectivement sur la théorie et sur les exercices.
Lors de l'interrogation orale, l'étudiant prépare sa réponse par écrit (sur papier) avant de 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. L'épreuve orale se déroule à livre fermé et sans calculatrice.
Les épreuves écrites consistent dans la résolution d'exercices similaires à ceux présentes durant les séances de travaux pratiques. 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.
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 pour les étudiants non dispensés. L'épreuve écrite porte sur la même matière que l'épreuve de janvier. L'épreuve orale est organisée suivant les mêmes modalités que l'interrogation de janvier.
De plus, un rapport portant sur les séances de laboratoire doit être rendu dans les 30 jours suivant lesdites séances. Celui-ci doit reprendre l'ensemble des résultats expérimentaux obtenus, leurs analyses critiques ainsi que les réponses aux questions posées dans les notes de laboratoires.
La note globale est obtenue en pondérant les notes de l'épreuve orale (60%), de l'épreuve écrite (20%) et du rapport de laboratoires (20%).
L'examen de seconde session est organisé de la même manière que l'examen de juin. La note portant sur le rapport de laboratoire est conservée. |
|
Stage(s) :
|
| |
|
Remarques organisationnelles :
|
| Le cours est organisé pendant toute l'année.
Le cours théorique et les séances d'exercices sont organisés durant le premier quadrimestre.
Les séances de laboratoires sont organisées au cours du second quadrimestre. Le calendrier de ces séances de laboratoires est fixé au début du second quadrimestre. |
|
Contacts :
|
| Michel CRINE
Laboratoire de Génie chimique, B6c
e-mail : M.Crine@ulg.ac.be(m.crine@ulg.ac.be
Tél : 04.366.35.59
)
Saicha GERBINET
Laboratoire de Génie chimique, B5a
e-mail : saicha.gerbinet@ulg.ac.be
Tél. : 04 366 35 47
Les coordonnées des autres encadrants sont disponibles sur : www.chimapp.ulg.ac.be |
|
