Génie chimique (étude des réacteurs)

Durée

45h Th, 15h Pr, 15h Labo.

Nombre de crédits

Enseignant

Dominique Toye

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

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. Problèmes de dimensionnement et de sélectivité.
• Analyse de la multiplicité et de la stabilité des états de fonctionnement.
• Analyse et synthèse du fonctionnement des réacteurs chimiques homogènes idéaux non isothermes.
• 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.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

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

Savoirs et compétences prérequis

Les cours "Introduction au génie chimique et aux procédés industriels" (CHIM9306) et  "Thermodynamique chimique appliquée" (CHIM0009) (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 comprend des séances "ex-cathedra" (45h), des séances d'exercices dirigés (15h), un travail personnel et des laboratoires (8h).
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.
Pendant les séances d'exercices, les étudiants résolvent individuellement, mais de manière encadrée, des problèmes relatifs au calcul des réacteurs chimiques homogènes. 
Le travail personnel porte sur la résolution numérique des équations d'un réacteur (bilans de matière et de chaleur). 
Pour les séances de laboratoire, les étudiants sont répartis en petits groupes. Pendant ces 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.
L'assistance aux séances de laboratoire est obligatoire. Les étudiants qui n'ont pas assisté aux séances de laboratoire ne seront pas autorisés à présenter l'examen (ni en Juin, ni en Septembre).
Une séance de questions-réponses facultative est proposée aux étudiants à la fin du quadrimestre.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

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

Modalités d'évaluation et critères

Chacune des séances de laboratoire est obligatoire et doit être préparée à l'avance en lisant attentivement la section correspondante des notes de laboratoire.
Un examen est organisé en janvier. Il comporte une épreuve orale et une épreuve écrite portant respectivement sur la théorie et les exercices.
Lors de l'épreuve orale, chaque étudiant reçoit des 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.    La note globale est obtenue en pondérant les notes de l'épreuve orale (60%), de l'épreuve écrite (30%), du travail personnel et des laboratoires (10%).
L'examen de seconde session est organisé de la même manière que l'examen de janvier.
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.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Le cours est organisé au premier quadrimestre.
Le calendrier sera communiqué aux étudiants en début d'année.
 

Contacts

Prof. Dominique TOYE Tél : 04/366.35.09 Dominique.Toye@ulg.ac.be

Notes en ligne