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B307 GÉNIE CHIMIQUE

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • GÉNIE CHIMIQUE INDUSTRIEL
    • LABORATOIRE DE GÉNIE CHIMIQUE INDUSTRIEL
  • En 2023-2024, elle s'organise au deuxième quadrimestre et couvre 4 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Auditoire
    • Travaux pratiques dans un local équipé spécifiquement

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Le génie chimique est un domaine complémentaire à la chimie industrielle. Il développe l'aspect unitaire des unités employées dans un procédé chimique et il propose des méthodes simples de dimensionnement de ces appareils. L'approche développée s'articule cependant sur des modèles idéalisés mais permet cependant une approche de base intéressante. Le but est principalement de développer la connaissance des réacteurs et des principaux appareils de séparation. Les appareils de pression ou les appareils mettant en jeu la chaleur, sont traités dans d'autres cours.

Les contenus de l'UE

 
Afin d’arriver au dimensionnement des appareils, le cours de génie chimique comporte les parties ou étapes suivantes :
  • Description des notions de modélisation et généralisation des lois classiques.
  • Approfondissement des établissements de bilans de matière (surtout), et d'énergie.
  • Etude des Opérations Chimiques Unitaires (O.C.U.) qui reprend des rappels de cinétique, de thermochimie et une description des différents réacteurs idéaux ainsi que leur dimensionnement.
  • Etude des Opérations Physiques Unitaires (O.P.U.) principalement orientée vers les séparations liquide-vapeur avec applications aux colonnes à distiller.

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

Au terme de cette UE, l'étudiant sera capable de :
- formuler des bilans de matière avec ou sans réactions chimiques
- reconnaître et développer les différents types de réacteurs idéaux
- dimensionner un réacteur chimique idéal 
- calculer des équilibres liquide-vapeur dans un séparateur simple 
- calculer une colonne de distillation mono- ou multi-étagée.

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

AA Génie Chimique : Le cours est principalement magistral et tente de développer progressivement une interaction avec les étudiants en leur présentant une méthode générale de raisonnement et d'analyse qui vise principalement à réaliser des exercices. Le but est le dimensionnement des appareils et cela implique de mettre en évidence les notions théoriques nécessaires afin de les mettre en pratique. Des étapes doivent être atteintes avant le dimensionnement. Il s’agit de la maîtrise des bilans de matière, de la cinétique chimique et des équilibres physico-chimiques.

AA Laboratoire Génie Chimique : Des laboratoires interactifs sont organisés afin de proposer des applications concrètes pour illustrer quelques parties importantes du cours de génie chimique. Deux laboratoires développent l'acquisition de données et le dimensionnement d'une colonne à distiller. Deux autres laboratoires illustrent la non idéalité de l’écoulement dans un réacteur cuve et un réacteur piston.  Les autres laboratoires sont réalisés en préalable à la chimie industrielle afin de maîtriser des techniques de mesure (mesures de % en métallurgie et une distillation pour établir une courbe ASTM).

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Dans cette UE, une participation assidue aux cours est vivement recommandée car la complexité des notions abordées augmente au fil des séances. Les étudiant.es seront encouragé.es à poser des questions chaque fois que cela est nécessaire. Nous conseillons aux étudiant.es d’oser mobiliser cette possibilité de questionnement.

Dans cette UE, il est nécessaire de réaliser un entrainement, une exercisation régulière. Nous conseillons donc de ne pas attendre la session pour réaliser les exercices proposés, mais de s’y prendre au fur et à mesure, après chaque séance.

Dans cette UE, la participation aux laboratoires est obligatoire. En effet, il s'agit d'un travail conclué par des rapports qui donnent lieu à une note non remédiable.

THEORIE : Interrogations dispensatoires (2)

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée avant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues, réponses courtes, réponses choisies parmi des propositions. Elle se déroule à cours fermé, avec des documents autorisés, avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

THEORIE : Examen

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues, réponses courtes, réponses choisies parmi des propositions. Elle se déroule à cours fermé, avec des documents autorisés, avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

LABORATOIRE : Rapports

Cette épreuve présente des modalités spécifiques à la 1re session. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est en équipe de travail. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues, réponses courtes. Elle se déroule à cours ouvert, avec des documents autorisés, avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

LABORATOIRE : Examen

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues, réponses courtes, réponses choisies parmi des propositions. Elle se déroule avec des documents autorisés, avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par validation mixte : automatique et par un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Quels sont les supports et matériels de cours indispensables ?

Supports et matériels de cours

Notes de cours de Génie Chimique, S. Pirard, disponibles sur site internet.
Notes de laboratoire de Génie chimique, disponibles sur le site internet.
 
Livres de référence : 
  • D., M. HIMMELBLAU "Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering" 5th ed. Englewood Cliffs, N.J. : PRENTICE-HALL, révision permanente
  • R. H. PERRY, C. H. CHILTON "Chemical Engineers' Handbook" Fifth Edition, Mc GRAW-HILL, révision permanente
  • H. S. FOGLER "Elements of Chemical Reaction Engineering" Prentice-Hall International Editions, Second edition, 1991
  • G. L'HOMME "Principes de Génie Chimique. Génie des réactions chimiques" Tomes 1, 2 et 3, Université de Liège, 1976
 

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

AA Génie chimique
Première session : La note globale est calculée sur base de l'examen écrit en session et des interrogations dispensatoires relatives aux réacteurs chimiques réalisées pendant les heures de cours. La partie portant sur les réacteurs chimiques correspond à 65% de la note globale de l'AA, et la partie portant sur la distillation correspond à 35% de la note globale de l'AA.
Deuxième session : Lors de la deuxième session, seules les parties dont la cote est inférieure à 10/20 devront être représentées lors d'un examen écrit unique en session.
Pondération de l'AA dans la note de l'UE : 75%

AA Laboratoire Génie chimique
La note globale de l'AA est composée de la cote année correspondant à la moyenne de l'ensemble des notes relatives aux rapports effectués par groupe, et de la cote de l'examen de laboratoire réalisé conjointenant à l'examen de l'AA Génie chimique. La présence aux laboratoires est obligatoire et toute absence non justifiée entraine un zéro pour le rapport relatif à cette séance. La cote année est conservée en seconde session, peu importe sa valeur. Ainsi, la note année est considérée comme non-remédiable. Lors de la deuxième session, seule la partie correspondant à l'examen de laboratoire dont la cote est inférieure à 10/20 devra être représentée lors d'un examen écrit unique en session, conjoint à l'examen de l'AA Génie chimique.  
Pondération de la cote année dans l'AA : 50% 
Pondération de la cote examen dans l'AA : 50%
Pondération de l'AA dans la note de l'UE : 25%

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?