Contacts Mme Christel causserand responsable du Master1 parcours Procédés Physico-Chimiques








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titreContacts Mme Christel causserand responsable du Master1 parcours Procédés Physico-Chimiques
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Principes de la thermodynamique, Fonctions d’état (U, H, S, G), Relations fondamentales.

Fluide pur réel, compression, détente, changement d’état. Diagrammes T-S, H-S. Utilisation des tables de vapeur.

Machines thermiques, réfrigérateur, pompe à chaleur.


Systèmes ouverts, volume de contrôle, Equation de l’énergie. Processus isentropiques. Turbines, compresseurs. Cycle de Rankine.

Mélanges, solutions. Energétique des séparations. Concentration de solutions. Recompression mécanique de vapeurs.

Echange thermique. Combustion. Energétique des systèmes électrochimiques.

Matière 3 : réactivité des surfaces

(code matière 2M71MP3)
Cours Volume Horaire : 26 h Intervenant : Pierre Chamelot

TD Volume Horaire : 26 h Intervenants : Laurent Massot et Théo Tzédakis
Objectif :
Cet enseignement a pour objectif de donner à l'étudiant les bases physico-chimiques nécessaires pour la description des interfaces solides/liquides ou solides/gaz, et pour la compréhension des phénomènes qui s'y déroulent. Il exploite les connaissances déjà acquises en thermodynamique, cinétique et transfert de matière ; et les approfondit dans le traitement des systèmes hétérogènes. Il pose les bases de l'étude de la catalyse, des catalyseurs et des procédés catalytiques. Il fait découvrir le problème majeur de la corrosion, ainsi que les principes des technologies des traitements de surface. Par un choix très varié des exemples d'applications, il permet enfin de comprendre les besoins d'amélioration de quelques grands procédés industriels de fabrication.

1/ Stabilité des surfaces métalliques : corrosion, inhibition, passivation.

2/ Phénomènes d'adsorption : physisorption et chimisorption ; modèles de Langmuir, Freundlich, Brunauer Emmett et Teller, … ; méthodes électrochimiques d'étude de l'adsorption.

3/ Adsorption et catalyse : modèles de Langmuir-Hinshelwood, de Eley-Rideal.

4/ Adsorption et électrocatalyse : modifications de surface des électrodes.

5/ Elaboration de surfaces métalliques : différents types de dépôts ; nucléation et croissance.

6/ Les grands procédés de traitement de surface.

7/ Quelques exemples d'applications de la catalyse hétérogène.

8/ Tendances actuelles de la recherche en catalyse hétérogène.

Génie des procédés 1 (code UE 2M72MPM)
Matière 1 : Opérations unitaires

(code matière 2M72MP1)
Cours Volume Horaire : 16 h Intervenant : André Savall

TD Volume Horaire : 16 h Intervenant : André Savall
Distillation. Equilibre liquide-vapeur du système binaire. Diagrammes T-x, P-x, y-x

Distillation discontinue, distillation continue, reflux, équation de Fensk. Bilans matière et thermique sur la colonne et sur un étage. Droites opératoires, droite d’état thermique, détermination du nombre d’étages théoriques par méthode graphique.
Absorption gaz-liquide. Loi de Henry. Théorie du double film, coefficients de transfert de film, coefficients globaux de transfert. Bilan matière sur une colonne d’absorption. Nombre d’unités de transfert, hauteur de l’unité de transfert. Détermination de la hauteur d’une colonne d’absorption (isotherme).
Extraction liquide-liquide. Constante de partage. Diagramme ternaire. Bilan sur un étage. Extraction continue, courant croisé, contre-courant. Cas de la miscibilité partielle du système solvant/diluant.
Matière 2 : réacteurs

(code matière 2M72MP2)
Cours Volume Horaire : 20 h Intervenant : Théodore Tzédakis

TD Volume Horaire : 20 h Intervenant : Karine Serrano

Objectif :

Ce cours traite des réacteurs chimiques idéaux, homogènes et hétérogènes. Il prend en compte les aspects cinétiques de la réaction chimique et se base sur l’établissement de bilans matière et des bilans enthalpiques pour proposer le dispositif et/ou la configuration le(la) plus adapté(e) au processus étudié. Quelques notions sur la technologie des réacteurs sont également dispensées. Un sommaire succinct du cours est présenté ci-dessous.

Partie I

Généralités sur les réacteurs- rappels cinétiques-paramètres et variables d’étude. Quelques modèles des réacteurs isothermes – comparaisons des performances.

Couplage de réacteurs.

Etude de quelques configurations particulières - Recyclage-Cascades-Optimisation. Application à quelques cas spécifiques (Réactions autocatalytiques, enzymatiques, biologiques,...)
Partie II 

Bilans thermiques et dimensionnement
Partie III 

Cinétiques complexes-Optimisation des performances des réacteurs (conversion et sélectivité)
Partie IV 

Notions introductives sur les réacteurs catalytiques

*fluide-solide non consommable-Lit fixe et mobile

*fluide-solide consommable-Lit fixe et mobile

Notions introductives sur les réacteurs fluide-fluide

 

Partie V  

Aspects technologiques des réacteurs
Matière 3 : Génie Electrochimique

(code matière 2M72MP3)
Cours Volume Horaire : 10 h Intervenant : Théodore Tzédakis

TD Volume Horaire : 10 h Intervenant : Laurent Massot
Objectif :
Cet enseignement vise à présenter à l’étudiant une première approche des :

  • réacteurs hétérogènes à interface chargée-réactive,

  • phénomènes de transferts de charge et de matière qui s’y déroulent au sein des ces dispositifs.

Les propriétés électrocatalytiques de l’interface envisagée, ainsi que la technologie associée à ce type des dispositifs (matériaux d’électrode, structure des compartiments électrolytiques, nature des séparateurs existants,...) sont également examinées, eu égard aux notions présentées ci-dessus. Un sommaire succinct du cours est présenté ci-dessous.

 

Généralités –Thermodynamique et Electrochimie- Cinétique électrochimique

Technologie des réacteurs – Propriétés de matériaux (électrode, supports, séparateurs,...) et critères de choix

Bilans de matière, Faradique et énergétique dans quelques cas de réacteurs électrochimiques simples

Quelques configurations particulières de réacteurs – comparaisons des performances.

Notions de transferts ioniques en solution - Etude du transport issu du couplage de la migration et de la  diffusion.

Quelques applications de type énergétique, séparatif, et analytique.

Enseignements pratiques spécialisés 1 (code UE 2M73MPM)
TP1
Volume Horaire : 40h (4 * 10h) Intervenants : J.C. Remigy, P. Bacchin,

K. Serrano
Objectif :
Découverte des procédés classiques des procédés sur des pilotes ½ grand (hauteur 2 à 3 m) à l'Atelier Interuniversitaire en Génie des Procédés AIGEP. Confrontation entre la théorie et la réalité.


  • Distillation discontinue

  • Extraction L/L

  • Absorption G/L

  • Nanofiltration Et ultrafiltration


TP2
Volume Horaire : 35h (7 * 5h) Intervenant : J.F. Lahitte
Objectif :
Etude des procédés de séparation et de réaction sur des manipulations de laboratoire. Bilan matière et thermique / aspect hydrodynamique

Distillation continue – Etude des transferts (matière et thermique)

Réacteur RAC et piston – mise en œuvre d'une saponification

Réacteur semi – continu – mise en œuvre d'une estérification d'un acide gras

Chaudière – Etude thermique

Plan d'expérience – mise en œuvre d'un plan d'expérience

Adsorption de colorants sur du charbon actif – Isotherme et loi d'adsorption

Fluidisation – Etude hydrodynamique des écoulements dans un milieu poreux et de la fluidisation

Contenu des enseignements du 8ème semestre

Fomation générale (code UE 2M80MPM)
Matière 1 : TER

(code matière 2M80MP1)
Cours Volume Horaire : Intervenants : C. Causserand, P. Bacchin

TD Volume Horaire : Z. Vigier, M. Durand-Barthez, P. Eyraud

travail personnel des étudiants supérieur à 50 h
Objectif :


  • donner les moyens de choisir votre future orientation

  • faire découvrir le monde professionnel (laboratoire, industrie, enseignement)

  • apprendre à rechercher des informations scientifiques, techniques ou industrielles

  • apprendre à communiquer (rapport écrit + exposé oral)


Principe :
Le TER est un travail de recherche en groupe de 2 à 5 étudiants sur un secteur d’activité au choix (agroalimentaire, cosmétique, chimie du pétrole, chimie fine, sécurité industrielle, environnement, pharmacie …) avec une étude bibliographique en rapport avec le secteur d’activité choisi (en contact avec un doctorant, enseignant-chercheur ou chercheur d’un laboratoire). Le TER pourra être complété par une visite de site industriel et/ou une interview d’une personne de l’entreprise. Si vous le souhaitez, vous pouvez aussi effectuer (sur la base du bénévolat) un stage en laboratoire (100 heures en juin et juillet).

Le TER se concrétise par un rapport de 20-50 pages comportant :

  • un résumé (anglais et français)

  • le corps du rapport abordant les parties relatives au TER :

Partie entreprises et industries :

  • le secteur d'activité (organisation, évolution, localisation, produits et marchés porteurs)

  • une entreprise du secteur

  • un poste de travail au sein de l'entreprise

  • un procédé dans l’entreprise

Partie recherche en laboratoire :

  • un sujet de recherche (présentation générale, contexte scientifique, enjeux)

  • un ou plusieurs articles clefs sur le sujet (présentation, analyse de l’article)

  • une bibliographie sérieuse en présentant en annexe la démarche liée à la recherche d’information

  • 1 CV et une lettre de motivation que vous pourriez adresser à une personne travaillant dans l’entreprise

Ainsi qu’un exposé sur votre travail de 15 minutes comportant une introduction de 2’ en Anglais (en présence de l’ensemble des étudiants du M1).
Forme de travail :
Des formations générales sont associées au TER pour vous aider :
Connaissance des outils de la bibliothèque, http://www.biu-toulouse.fr/ups/ :

  • séance 1 (Mr Durand Barthez, BU): outils de recherche large (Compass, site internet, Technique de l’Ingénieur, Brevet, catalogue BU,

  • séance 2 (Mr Eyraud, LCC): les périodiques scientifiques : travail pratique sur une base de recherche bibliographique (science finder)


Connaissance des outils de l’espace E4, http://www.e4.ups-tlse.fr/  (Mme Vigier SCUIO) :

  • Aide à la définition d’un projet personnel

  • recherche par secteur d’activité

  • communication (CV, lettre, entretien)


Formation d’Anglais

Visite de site industriel (sur la base de vos contacts)

Présentation et visite du Laboratoire de Génie Chimique (http://lgc.inp-toulouse.fr/)

Matière 2 : Anglais

(code matière 2M80MP2)
TD Volume Horaire : 24 h Intervenant : Peter Winterton,

UFR de Langues Vivantes, UPS.

Tél : 05 61 55 83 62

Mél : Peter.Winterton@cict.fr
Objectif :
Un étudiant niveau M1 a déjà fait une dizaine d’années de cours de langue. Plutôt que de continuer à chercher la perfection à tout prix, les cours M1 PPC favorisent facilité d’expression, débit, orientation des connaissances en anglais vers des applications pratiques qui permettront de parer aux besoins immédiats des étudiants et de réussir des échanges avec des collègues anglophones.
L’oral prend une place prépondérante, avec divers exercices, simulations, etc. avec au final la présentation d’une communication orale (qui traite d’un aspect actuel des Procédés Physico-Chimiques) selon les règles anglo-saxonnes, basée sur un travail de recherche en équipe.
L’écrit consiste essentiellement en la rédaction d’un rapport original d’environ 5 pages qui est le complément de la communication orale. Pendant la rédaction, en dehors des heures de cours, il y a de fréquents échanges de mél (en anglais !) entre l’étudiant et l’enseignant. De plus, chaque étudiant est fortement encouragé à préparer un bon CV et lettre de motivation / demande de stage en anglais qui, corrigés par l’enseignant, sont prêts à être envoyés. 

Bases physico-chimiques des procédés 2 (code UE 2M81MPM)
Matière 1 : séparateurs

(code matière 2M81MP1)
Cours Volume Horaire : 14 h Intervenants :C. Fournié-Noël et J.C. Remigy

TD Volume Horaire : 10 h Intervenants :C. Fournié-Noël et J.C. Remigy
Objectif :
En vue de comprendre ce que sont les séparateurs de type membranes organiques, cet enseignement propose une initiation à la chimie, physico-chimie et physique des polymères ainsi que les bases de cinétique et procédés de mise en œuvre et de mise en forme.
Matière 2 : bases physico-chimiques de la formulation

(code matière 2M81MP2)
Cours Volume Horaire : 16 h Intervenants : C. Causserand et J.C. Remigy

TD Volume Horaire : 14 h Intervenants : C. Causserand et J.C. Remigy
La formulation recouvre l’ensemble des savoirs faire nécessaires au développement et à la fabrication d’un produit commercial caractérisé par sa valeur d’usage et répondant à un cahier des charges préétabli. Les industries de formulation font rarement de la chimie au sens réactionnel du terme. En fait il est même essentiel que les constituants d’une formule ne réagissent pas entre eux au moins pendant les phases de préparation et de stockage du produit. En revanche pendant la phase d’utilisation de certains produits formulés (peintures adhésifs explosifs détergents supports photographiques ciments...) certains ingrédients subissent des transformations physiques et chimiques importantes déclenchées par la modification des conditions opératoires (pH taux d’humidité évaporation des solvants température présence d’oxygène agitation...). Le principe de fonctionnement des produits formulés est donc souvent fondé sur une réactivité retardée d’une partie des constituants.
Pour répondre à ces exigences, le formulateur doit s’appuyer entre autres sur :

  • physico-chimie des interfaces : mouillage, adhésion, tension interfaciale, effet de courbure capillarité

  • physico-chimie des colloïdes

  • physico-chimie des tensioactifs (adsorption aux interfaces, balance hydrophile / hydrophobe, micellisation, diagrammes de phases

  • physico-chimie des polymères solubles naturels et synthétiques : paramètre de solubilité, viscosité, adsorption aux interfaces, répulsion stérique

  • physico-chimie des milieux dispersés : émulsion, micro-émulsions, suspension, mousses, aérosols, charges électriques de surface, diffusion de la lumière , sédimentation

  • le comportement rhéologique des fluides complexes non newtoniens et des poudres

Ces différents aspects seront ceux abordés dans cet enseignement.
Matière 3 : analyse

(code matière 2M81MP3)
Cours Volume Horaire : 8 h Intervenant : Pierre Chamelot

TD Volume Horaire : 4 h Intervenant : Pierre Chamelot
Objectif :
Cet enseignement a pour objectif de sensibiliser l'étudiant aux différentes possibilités de contrôle d'un procédé au moyen de méthodes d'analyse : prélèvements, analyse discontinue, contrôle en ligne, …

Il met aussi l'accent sur les capteurs chimiques, leur élaboration et leur optimisation.

1/ Stratégies pour le contrôle analytique d'un procédé.

2/ Capteurs chimiques et procédés, capteurs potentiométriques et capteurs ampérométriques.

3/ L'exemple du contrôle d'un procédé hydrométallurgique par des méthodes électrochimiques.

Génie des procédés 2 (code UE 2M82MPM)
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