Durée
30h Th, 5h Pr, 5h Labo.
Nombre de crédits
| Master : ingénieur civil en chimie et science des matériaux, à finalité | 4 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
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 à la compréhension et à l'évaluation des mécanismes de mélange, ainsi qu'au dimensionnement et au calcul des performances de dispositifs d'agitation.
De manière générale, le cours couvre les aspects suivants :
- Mécanismes de mélange et échelles spatio-temporelles associées.
- Modélisation de l'état de mélange par les théories du macro- et du micro-mélange et influence de l'état de mélange sur les performances du (bio)réacteur.
- Description des opérations de mélange et des techniques d'agitation mécanique. Définition des paramètres globaux (puissances dissipées, nombre de pompage, ...), ainsi que les paramètres locaux (circulation des fluides, cisaillement, régime d'écoulement, ...) relatifs aux systèmes agités mécaniquement.
- Présentation des techniques de mesure expérimentales .
- Extrapolation et dimensionnement des dispositifs d'agitation à l'échelle industrielle.
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 relatifs aux mécanismes de mélange et aux dispositifs d'agitation.
- évaluer et modéliser l'état de micro et de macromélange dans un récipient
- quantifier l'impact de l'état de mélange sur les performances d'un (bio)réacteur.
- choisir la technique d'agitation mécanique adaptée à une application donnée et dimensionner un dispositif d'agitation mécanique à l'échelle industrielle
- réaliser des mesures de temps de mélange et de puissance dissipée
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, IV.1, IV.2, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil en génie biomédical.
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, IV.1, IV.2, IV.4, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil en chimie et science des matériaux.
Savoirs et compétences prérequis
Maîtrise des phénomènes de transfert et de transport de matière et des lois qui les régissent.
Connaissances de base relatives à l'analyse et à la conception des réacteurs chimiques.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Le cours comprend des séances "ex-cathedra" et des travaux pratiques.
Les séances "ex-cathedra" sont consacrées à la description détaillée des concepts fondamentaux nécessaires à la compréhension et à l'évaluation des mécanismes de mélange, ainsi qu'au dimensionnement et au calcul des performances de dispositifs d'agitation.
Les travaux pratiques comprennent des séances d'exercices dirigés et de laboratoires obligatoires.
Pendant les séances d'exercices, les étudiants apprennent comment résoudre les problèmes relatifs au calcul des dispositifs d'agitation. Un projet de groupe sera également réalisé portant sur le dimensionnement d'une cuve agitée répondant aux prescriptions d'une application particulière.
Pour les séances de laboratoire, les étudiants sont répartis en petits groupes. Ils réalisent des manipulations dont le but est d'illustrer, de mieux comprendre et de mieux cerner les domaines d'application des concepts théoriques vus au cours théorique et utilisés lors des séances d'exercices.
Une séance de questions-réponses facultative est proposée aux étudiants à la fin du quadrimestre.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Cours donné exclusivement en présentiel
Explications complémentaires:
Présentiel
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Les notes de cours sont disponibles.
La version électronique de ces notes sera disponible dès le début de l'année.
Les énoncés des exercices seront également disponibles.
Les énoncés des séances de laboratoire seront mis à disposition en temps utile (au moins une semaine avant la séance)
Une liste d'ouvrages de référence (non obligatoires) sera fournie aux étudiants.
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation écrite ( questions ouvertes ) ET évaluation orale
Travail à rendre - rapport
Explications complémentaires:
Chacune des séances de laboratoire est obligatoire.
Un examen comportant une épreuve écrite et une épreuve orale est organisé en janvier. Elle comporte une épreuve orale et une épreuve écrite (question ouverte à réponse longue) portant respectivement sur la théorie et les exercices.
Lors de l'épreuve écrite, l'étudiant résout un exercice.
Lors de l'interrogation orale, chaque étudiant reçoit deux questions dont il prépare la réponse par écrit (sur papier) avant de venir la présenter oralement.
La note globale est obtenue en pondérant les notes de l'épreuve orale (55%), de l'épreuve écrite (15%), du projet (15%) et des laboratoires (15%).
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 d'une machine à calculer. Aucune note de cours ou d'exercice n'est autorisée.
En cas de seconde session, les notes des laboratoire et du projet sont conservées.
Stage(s)
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Certaines activités (laboratoires, travaux de groupe) imposent un nombre minimum de participants. Le cours ne sera organisé que si au moins 4 étudiants sont intéressés.
Le premier cours aura lieu le vendredi 22/09
Contacts
Prof. Dominique TOYE Tél : 04/366.35.09 Dominique.Toye@uliege.be