Programme des cours 2016-2017
CHIM0009-3  
Thermodynamique chimique appliquée
Durée :
30h Th, 30h Pr
Nombre de crédits :
Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil5
Master en ingénieur civil en chimie et science des matériaux, à finalité 5
Master en ingénieur civil en chimie et science des matériaux, à finalité 3
Nom du professeur :
Nathalie Job, Grégoire Léonard
Coordinateur(s) :
N...
Langue(s) de l'unité d'enseignement :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement :
Partie I : Corps purs
Le cours passe en revue les méthodes permettant l'évaluation des propriétés physiques et thermodynamiques de corps purs. Après un rappel des fonctions thermodynamiques et leur évaluation pour le gaz parfait, on met en évidence les relations PVT (équations d'état) et les concepts de grandeurs résiduelles. Les principales méthodes de prédictions de propriétés thermodynamiques des corps purs sont examinées (états correspondants, contributions de groupes), avant de présenter les principales familles d'équations d'état.
 
Partie II: Mélanges
Le cours passe en revue les méthodes permettant l'évaluation des propriétés physiques et thermodynamiques des mélanges. 
Tout d'abord, les grandeurs nécessaires à la caractérisation d'un mélange fluide sont rappelées et précisées. Pour leur évaluation, deux méthodes principales existent et sont décrites: Equations d'état, et méthodes à coefficient d'activité. Le choix de la méthode s'effectuant en fonction des applications, des exemples seront donnés.
 Les principales familles d'équations d'état sont examinées et les règles de mélange pour leur utilisation dans le cas de composés binaires (+ extension à systèmes multi-composés) sont décrites. Les méthodes à coefficients d'activités sont également parcourues en détails, en mentionnant entre autres les méthodes aux compositions locales.
Enfin, les grandeurs thermochimiques caractérisant les réactions sont présentées et des méthodes concernant leur prédiction sont proposées. L'évaluation des équilibres chimiques est également discutée.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
Part I : Corps purs
Acquérir les notions permettant d'évaluer pratiquement des grandeurs thermodynamiques à partir de données incomplètes, et de choisir les méthodes les plus appropriées dans la panoplie offerte par les logiciels de calcul.
Apprécier la précision et la fiabilité de ces méthodes d'estimation.
 
Part II : Mélanges
Le cours vise à acquérir les notions permettant d'évaluer pratiquement des grandeurs thermodynamiques de systèmes chimiques fluides et de les prédire afin de permettre leur utilisation dans un modèle de procédé.
Au terme de ce cours, les étudiants devront être capable d'identifier et de maîtriser les liens entre les grandeurs thermodynamiques nécessaires à la modélisation d'un système chimique fluide, d'estimer ces grandeurs à partir de la littérature, de proposer des pistes s'ils sont confrontés à des données incomplètes, et de choisir les méthodes les plus appropriées pour leur application dans la panoplie offerte par les logiciels de calcul.
Ils devront également être capables d'apprécier la précision et la fiabilité de ces méthodes d'estimation.
Savoirs et compétences prérequis :
Chimie (CHIM9272-2 et CHIM9273-1) 
Eléments de thermodynamique (CHIM0286-1)
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Partie I : Corps purs
Illustrations de concepts vus au cours. Calculs manuels de quelques propriétés au moyen de différentes méthodes. Résolution de problèmes-types (bilan enthalpiques sur systèmes ouverts pour des fluides réels).
 
Partie II: Mélanges
Le cours alternera théorie et travaux pratiques.
 
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
Cours théorique 2h/semaine au 1e quadrimestre (présentiel). 13 séances 
Travaux pratiques 2h/semaine, en parallèle avec le cours théorique (présentiel). 13 séances
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Ouvrage de référence recommandé : J. Vidal, Thermodynamique (éditions Technip 1997).
Copie des transparents (pdf). Illustrations de concepts par des feuilles Excel. Logiciels de calcul. Ces supports pédagogiques sont accessibles sur le portail eCampus.
Modalités d'évaluation et critères :
  • Examen écrit sur les applications, examen oral sur la théorie.
  • Pondération: 50% pour la partie corps purs et 50% pour la partie mélanges. Le cours ne peut être réussi que si une note minimale de 8/20 est atteinte pour chaque partie.
  • La théorie et les exercices valent chacun 50% de la note totale.
  • Aucune dispense partielle n'est accordée d'une session à l'autre.
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Encadrement pour la partie corps purs : Nathalie Job
Encadrement pour la partie mélanges: Grégoire Léonard
Contacts :
Nathalie JOB, Department of Chemical Engineering, Institut de Chimie B6a Phone : 04 366 3537 ; Email : nathalie.job@ulg.ac.be
Grégoire LEONARD, Department of Chemical Engineering, Institut de Chimie B6a Phone : 04 366 3513 ; Email : g.leonard@ulg.ac.be(nathalie.job@ulg.ac.be )
Marie-Noëlle DUMONT, Department of Chemical Engineering, Institut de Chimie B6a Phone : 04 366 3523 ; Email : mn.dumont@ulg.ac.be(nathalie.job@ulg.ac.be )