Ce cours vise à fournir aux étudiants une compréhension approfondie des opérations de séparation physique utilisées dans les procédés industriels, notamment l'équilibre liquide-vapeur, la distillation et l'absorption. Ces concepts sont essentiels à la conception, l'analyse et l'optimisation des systèmes de transformation de matériaux dans divers secteurs industriels.
Ce cours s'adresse aux étudiants en ingénierie et en master spécialisés en génie chimique, en génie des procédés ou dans des domaines connexes. Il constitue une base fondamentale pour la compréhension des procédés industriels tels que la séparation, l'échange thermique, le transport des fluides et le transfert de masse.
Ce cours couvre les méthodes physiques de séparation et de transformation des mélanges :
• Équilibre liquide-vapeur
• Distillation
• Absorption
Il fournit les outils théoriques et pratiques nécessaires à la conception et à l'optimisation de ces procédés, largement utilisés dans les industries chimique, pétrochimique, agroalimentaire, pharmaceutique et environnementale.
À l'issue de ce cours, l'étudiant sera capable de :
• Expliquer les procédés d'absorption et de distillation et leurs mécanismes sous-jacents
• Expliquer les processus de transfert fondamentaux tels que le transfert de masse et le transfert de chaleur
• Réaliser les bilans énergie/matière pour les opérations unitaires
• Décrire en détail les opérations unitaires telles que l'absorption et la distillation
• Calculer les paramètres de conception cruciaux pour les unités d'absorption et de distillation
• Comprendre les problèmes d'ingénierie, collecter et analyser les données et utiliser des formulations appropriées pour résoudre le problème.
Les liens de ce cursus avec la vie professionnelle et associative sont les suivants :
• Industrie chimique et pétrochimique : conception de colonnes de grande capacité.
• Environnement : technologies de captage des gaz à effet de serre, décontamination des vapeurs organiques.
• Industrie agroalimentaire et pharmaceutique : purification, séchage, extraction d’arômes, séparation de principes actifs.
• Compétences transversales : raisonnement analytique, optimisation énergétique, maîtrise des outils de simulation et de laboratoire.
Dans un contexte mondial de transition énergétique et de développement durable, la maîtrise de ces opérations est essentielle pour innover vers des procédés plus performants, moins polluants et économes en énergie.
Le cursus Opérations Unitaires est une étape fondamentale dans la formation d’un futur ingénieur ou technicien des procédés. Il prépare les étudiants à relever les défis industriels et environnementaux contemporains en leur fournissant des outils analytiques et pratiques directement utilisables dans leur future carrière.
I. VVisées d’apprentissage
Le cours Opérations unitaires vise à vous fournir les outils et les connaissances nécessaires pour comprendre, analyser, concevoir et exploiter les procédés industriels de transformation de la matière. En nous concentrant sur les opérations unitaires, nous visons à :
1. Comprendre les fondamentaux :
• Maîtriser les principes physiques et chimiques qui régissent chaque opération unitaire (transfert de masse, transfert de chaleur, mécanique des fluides, thermodynamique, etc.).
• Identifier les variables clés qui influencent le fonctionnement de chaque opération (température, pression, débit, concentration, etc.).
• Établir des bilans de matière et d'énergie pour quantifier les flux et les transformations au sein des équipements.
2. Développer des compétences analytiques :
• Être capable d'identifier les opérations unitaires présentes dans un schéma de procédé industriel.
• Analyser le fonctionnement d'un équipement donné en appliquant les principes fondamentaux.
• Diagnostiquer les problèmes de performance et proposer des solutions.
• Évaluer l'efficacité et l'efficience des différentes opérations.
3. Acquérir les concepts de conception :
• Comprendre les critères de conception des principaux équipements utilisés dans les opérations unitaires (échangeurs de chaleur, réacteurs, colonnes de distillation, pompes, etc.).
Être capable de dimensionner approximativement certains équipements en fonction des exigences du procédé.
• Sélectionner le type d'équipement approprié en fonction des caractéristiques du fluide et des objectifs de séparation ou de transformation.
4. Se préparer au monde professionnel :
• Acquérir le vocabulaire technique spécifique aux opérations unitaires.
• Développer une approche méthodique pour résoudre les problèmes de génie chimique.
• Être capable de travailler en équipe pour concevoir et optimiser les procédés.
• Comprendre les enjeux de sécurité et d'environnement associés aux opérations unitaires.
En résumé, l'apprentissage des opérations unitaires vise à faire de vous un ingénieur chimiste capable de :
• Décortiquer les procédés industriels.
• Comprendre le rôle de chaque étape.
• Optimiser le fonctionnement des installations existantes.
• Concevoir de nouveaux procédés efficaces et sûrs.
