Objectifs de l’enseignement:

Apprendre à déterminer et estimer les propriétés thermodynamiques avec utilisation de quelques modèles, étude des équilibres liquide-vapeur, cycles thermodynamiques et enfin, des applications (moteurs thermiques, machines frigorifiques, turbine à vapeur).

Connaissances préalables recommandées:

Thermodynamique

Contenu de la matière: 

Chapitre 1.Rappels fonctions thermodynamiques                                                      (2 Semaines)

Chapitre 2.Modèles thermodynamiques

Modèle VdW, Virial, Coef de comp Z, etc., Équations d’état cubiques : RKS, PR, modèles de coefficient d’activité : Wilson, NRTL, Van Laar, UNIFAC, UNIQUAC,etc.(4 Semaines)                                              

Chapitre 3. Prédiction des propriétés thermodynamiques et équilibre liquide -vapeur

         Méthode des états correspondants, Méthode de contribution de groupe. Équilibres liquide – vapeur : Bases thermodynamiques, équilibre liquide – vapeur des mélanges complexes, calcul du point de bulle et du point de rosée.                                        (5 Semaines)

Chapitre 4.Cycles thermodynamiques et application aux machines thermiques

Cycle de Carnot, Cycle de Brayton, Cycle de Rankine,Cycle de Stirling. Applications (Machines thermiques) : Machines à combustion interne

Machines frigorifiques, Turbines à vapeur                                                   (4 Semaines)

Mode d’évaluation:

Contrôle continu: 40 % ;   Examen:   60 %.

Références bibliographiques:

[1] P ; WHUITIER, Raffinage et Génie Chimique, T2, Eds. Technip 1972.

[2] P. PETIT, Séparation et liquéfaction des gaz, Techniques de l’ingénieur, traité Génie des procédés, J 3 600.

[3] M. P. Boyce, Gas Turbine Engineering Handbook, Third Edition, 2006.

Objectifs de l’enseignement:

L’étudiant doit approfondir les connaissances déjà acquises en L3 concernant les différents mécanismes de transfert de chaleur et de matière ceci lui permettra une quantification plus réaliste des phénomènes de transfert dans les bilans nécessaires au calcul des équipements.

Connaissances préalables recommandées:

Thermodynamique, équations différentielles, phénomènes de transfert I.

Contenu de la matière:

Introduction générale

A-     Le transfert de chaleur II

Chapitre1. Généralités

Intervention simultanée des différents modes de transfert de chaleur, isolation d’une conduite,conductance globale, déperdition thermique, problème des ailettes à section constante et variable

Efficacité des ailettes, échange d’énergie sur une paroi d’un four.                                 (2 Semaines)

Chapiter 2.Les échangeurs de chaleur

Classification des différents types d’échangeurs, classification selon les écoulements,

distribution des températures dans un échangeur, étude d’un échangeur, évaluation des performances thermiques, efficacité d’un échangeur, méthode du nombre NUT, comparaison des méthodes DTLM et NUT.                                                               (2 Semaines)

Chapitre3. Les échangeurs de chaleur avec changement de phase

Transmission de la chaleur par ébullition, phénomènes d’ébullition, ébullition en eau stagnante, ébullition en convection forcée.Transmission de la chaleur par condensation : condensation film sur une paroi verticale, condensation en film à l’extérieur des tubes, condensation en gouttes.Transmission de la chaleur par évaporation : évaporation d’une nappe d’eau en absence de convection, évaporation dans un courant d’air,application aux échangeurs sans paroi (tours de refroidissement).Les échangeurs thermiques dans les fours : la combustion, échangeurs radiatifs dans l’enceinte d’un four, applications, conception et calculs des fours.                         (2 Semaines)

Chapitre4. La réfrigération

Principe de l’opération, composants d’un système de réfrigération, performance d’un système de réfrigération, système de réfrigération multi étages, réfrigérations thermoélectriques

(1 Semaine)

B-Transfert de matière II (Transfert de matière avec réaction chimique)

Chapitre1. Coefficients de diffusion et transfert dans les solides

Solides à structure poreuse, Diffusion dans les polymères.                                                     (1Semaine)

Chapitre2. Transfert dans une phase en régime transitoire et en régime de diffusion moléculaire

Cas de dissolution d’un solide « J » dans un solvant « S » au repos : diffusion transitoire dans le cas où la résistance à la surface est négligeable, cas d’une plaque, d’une sphère et d’un cylindre, diffusion transitoire dans un milieu semi-fini, cas de l’évaporation instationnaire.                               (2 Semaines)

Chapitre 3. Transfert en régime turbulent

Généralités- Expressions du transfert, détermination de la diffusivité turbulente, résistances aux transferts.                                                                                                                                                (1Semaine)

Chapitre 4.Coefficients de transfert

Structure du coefficient de transfert, Autre définition du coefficient de transfert

Influence de l’intensité de transfert, Densités de flux de transfert en fonction des coefficients.                

(1 Semaine)

Chapitre 5.Transfert de matière entre phases

Théorie de la pénétration (Modèle de Higbie et modèle de renouvellement de surface), Modèle de Toor et Marchelo .(1 Semaine)

Chapitre 6. Transfert et réaction chimique

Systèmes fluides-solides, réactions catalytiques, réactions non catalytiques, systèmes fluide-fluide

Obtention de CA, facteur d’accélération, différents types de réaction, systèmes électrochimiques

                                                                                                                                                                           (2 Semaines)

Mode d’évaluation:

Contrôle continu:   40 % ;   Examen:   60 %.

Références bibliographiques:

[1] J.F. SACADURA. "Initiation aux transferts thermiques".

[2] F. KREITH. "Transmission de la chaleur et thermodynamique".

[3] F. P. INCROPERA, D. P. DEWITT. Fundamentals of Heat and mass transfer.

[4] P. V. Danckwerts. « Gas-Liquid reaction ».

[5] G. Astarita. « Mass transfer with chemical reaction ».

[6] J. Crank. « The mathematic of diffusion ».

Objectifs de l’enseignement:

Savoir la composition du pétrole et des fractions pétrolières et la détermination des leurs propriétés.

Connaissances préalables recommandées:

Les connaissances requises sont essentiellement la chimie organique et la chimie analytique, les

transferts de matière et de chaleur, la mécanique des fluides, la thermodynamique et les notions de bases acquises lors de la formation S6 licence.

Contenu de la matière:

Chapitre 1.                                                                                                               (3 Semaines)

Origines du pétrole, composition chimique du pétrole, propriétés des fractions pétrolières.

Chapitre 2.                                                                                                                (6 Semaines)

Analyse du pétrole et des fractions pétrolières, composés oxygénés, azotés, aminés, soufrés, teneur en

eau, teneur en soufre, teneur en aromatiques, etc.  

Chapitre 3.                                                                                                             (6 Semaines)

Chimie des procédés de traitement du pétrole, des fractions pétrolières, du gaz naturel, des gaz associéset de gaz de raffinerie et chimie de leurs transformations.

Mode d’évaluation:

   Examen:   100 %.

Références bibliographiques:

[1] Chimie du pétrole et du gaz   Proskuriakov

Objectifs de l’enseignement:

A la fin de ce module, l’étudiant pourra devoir répondre aux questions liées aux méthodes de

Séparation de l’industrie du raffinage et de la pétrochimie.

Connaissances préalables recommandées:

Pour pouvoir assimiler ce qui sera développé dans ce module, l’étudiant devait préalablement avoir

acquis des connaissances de base des opérations unitaires et de transferts de matière et chaleur.

Contenu de la matière:

Chapitre 1.                                                                       (3 Semaines)

Procédés de distillation extractive, Procédés de rectification avec réactions chimiques, procédés d’absorptions physiques et chimiques des fractions pétrolières, installations à scrubber.

Chapitre 2.                                                                                                                                         (3 Semaines)

Bilan matière (de la distillation extractive, de la rectification, de l’absorption), bilan thermique (de la distillation extractive, de la rectification, de l’absorption), calcul technologique et dimensionnement des équipements des installations pétrolières et gazières.

Chapitre 3.                                 (6 Semaines)

Procédés d’extraction (application aux aromatiques « BTX », et aux oléfines), procédés d’adsorption (application aux paraffines liquides et solides), adsorption avec réactions chimiques, procédés de séparation solide-gaz par cyclone (application aux tensioactifs et détergents), procédés de séparation solide-gaz par système membranaire, procédés de séchage (du gaz, des tensioactifs, des polymères), procédés de cristallisation (application sur l’extraction des xylènes et des paraffines),procédés de centrifugation (application aux polymères).

Chapitre 4.(3 Semaines)

Bilan matière (de l’extraction, de l’adsorption, des cyclones, de séchage, de cristallisation, de centrifugation …), bilan thermique (de l’extraction, de l’adsorption, des cyclones, de séchage, de cristallisation, de centrifugation…), calcul technologique et dimensionnement des équipements des installations de séparation.

Mode d’évaluation:

Contrôle continu:     40% Examen:   60 %.

Références bibliographiques:

[1] Procédés et appareils de l’industrie pétrolière et gazière SKOBLO, M. 1972

Objectifs de l’enseignement:

Le but de cet enseignement et de se familiariser avec les procédés d’obtention des matières premières et des monomères : pyrolyse, craquage thermique et catalytique, reforming, déshydrogénation, alkylation, isomérisation.

Connaissances préalables recommandées:

Chimie organique, chimie industrielle, Catalyse, Thermodynamique, Réacteurs chimiques, Transfert de chaleur, Traitement du pétrole et des fractions pétrolières, Raffinage, Pétrochimie.

Contenu de la matière:

Chapitre1. ( 5 Semaines)

Étude des Procédés de séparation et d’obtention des hydrocarburesparaffiniques, procédés de pyrolyse (steam cracking, visbreaking, pyrolyse avec initiateurs, hydropyrolyse, pyrolyse catalytique).

Chapitre 2.                                                                                                                                            (5 Semaines)

Cracking thermique, cracking catalytique (FCC, DCC, etc.), reforming catalytique, (procédés IFP, Isomar, Parex, GTC, Cyclar, etc.).

Chapitre3.                                                                                                                                                         (5 Semaines)

Procédés de déshydrogénation (obtention de butadiène, isoprène, styrène, etc.), procédé de reformage à la vapeur d’eau du méthane, procédés d’alkylation (isoparaffines, alkylaromatiques, etc.), procédés d’isomérisation (des paraffines et des aromatiques).

Mode d’évaluation:

Examen:   100 %.

Références bibliographiques:

[1] Arno de Klerk, Edward Furimsky. Catalysis in the Refining of Fischer–TropschSyncrude, RSC Catalysis Series, 2010, Cambridge, UK

Objectif de l’enseignement:

Ce module permet à l'étudiant de maîtriser les techniques d’analyse des produits issus du raffinage ainsi que celles des fractions pétrolières. Il donne, à l'étudiant, l'opportunité de déterminer la composition d’un pétrole ou d'un produit pétrolier et de se familiariser avec les appareils d’analyse du pétrole.

Connaissances préalables recommandées:

Chimie organique, Chimie analytique, Raffinage

Contenu de la matière :

• Détermination de la teneur en eau.
• Détermination de la teneur en sédiments.
• Détermination du point d’éclair d’un pétrole brut.
• Détermination du point de goutte d’un pétrole brut.
• Nombre d’octane d’une essence.
• Nombre de cétane d’un gas-oil.
• Détermination de la densité d'une fraction pétrolière à l'aide d'un aéromètre.
• Détermination de la composition chimique d'une fraction pétrolière par la méthode PONA.
• Séparation des fractions pétrolières par solvants .
• Séparation des fractions pétrolières par la méthode de Rostler-Sternberg.
• Détermination de la quantité totale de plomb, dans une essence, par polarographie.
• Détermination de la quantité des alcools dans une essence.
• Détermination de la quantité du MTBE dans une essence.
• Mesure de l'acidité d'un carburant diesel à l'aide du mélange toluène-isopropyl.
• Mesure de la volatilité d'un carburant Diesel à l'aide de la distillation ASTM.

• Détermination du DI (Diesel Index) par la méthode "ASTM D-611, IP2".

Mode d’évaluation:

Contrôle continu : 100%

Références bibliographiques:

[1] J.G. Speight, Handbook of Petroleum Product Analysis, Wiley & Sons, New Jersey (2002)

[2] ASTM. 2000. Annual Book of ASTM Standards. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.

[3] Austin, G.T. 1984. Shreve’s Chemical Process Industries. 5th Edition. McGraw-Hill, New York. Chapter 37.

[4] Francis, W., and Peters, M.C. 1980. Fuels and Fuel Technology: A Summarized Manual. Pergamon Press, New York. Section B.

[5] Goodfellow, A.J. 1973. In: Criteria for Quality of Petroleum Products. J.P. Allinson (Editor). John Wiley & Sons, New York. Chapter 4.

[6] Hori,Y. 2000. In: Modern Petroleum Technology.Volume 2: Downstream A.G. Lucas (Editor). John Wiley & Sons, New York. Chapter 2.

[7] Institute of Petroleum. 2001. IP Standard Methods 2001.The Institute of Petroleum, London, UK.

[8] McCann, J.M. 1998. In: Manual on Hydrocarbon Analysis. 6th Edition.A.W.Drews (Editor). American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. Chapter 2.

[9] Speight, J.G. 2001. Handbook of Petroleum Analysis. John Wiley & Sons, New York.

Objectif de l’enseignement:

Ce module permet à l'étudiant de connaître les équipements nécessaires aux procédés de séparation utilisés dans l'industrie pétrochimique et lui permettra de procéder au choix et à la conception des appareils nécessaires pour la réalisation des séparations envisagées.

Connaissances préalables recommandées:

Operations unitaires, procédés de séparation.

Contenu de la matière :

1. Procédés d’extraction

2. Procédés d’absorption

3. Procédés Adsorption avec réaction chimique

4. Procédés de séchage

5. Procédés de cristallisation

6. Procédés de centrifugation

Mode d’évaluation:

Contrôle continu :100%

Objectif de l’enseignement:

Ce module est considéré comme un support pour le module production de matières première et monomères. Il permet à l'étudiant de prendre une idée sur les méthodes de préparation de quelques molécules étudiées.

Connaissances préalables recommandées:

Chimie organique, Chimie analytique, Cinétique chimique

Contenu de la matière :

1. Réaction de craquage thermique d’une essence (légère ou lourde ou alcane n-C₁₂ …)
2. Réaction de craquage catalytique d’une essence (légère ou lourde)
3. Réaction d’isomérisation d’un alcane pur ou d’un mélange d’alcanes (naphta léger ou éther de pétrole …)

1. 4.Réaction d’alkylation du toluène par le méthanol.

Mode d’évaluation:

Contrôle continu :100%

Références bibliographiques: (Si possible)

Objectif de l’enseignement:

A l'issue de cet enseignement, les étudiants seront sensibilisés aux risques d'épuisement des ressources ainsi que de réchauffement climatique et les défit à relever.

Connaissances préalables recommandées:

Aucune.

Contenu de la matière :

Introduction

Chapitre 1. Les défis à relever                                                                                                       (3 Semaines)

La croissance de la demande, les risques sur la fourniture d'énergie à long terme,

Les tensions géopolitiques, le changement climatique, les menaces à lever.

Chapitre 2. Gérer la transition énergétique                                                                             (6 Semaines)

Les alternatives, une transition de grande ampleur, les critères du développement durable, la transition carbone, les technologies de la transition énergétique.

Chapitre3. Engager un programme d'actions à la hauteur des enjeux                         (6 Semaines)

Réduire la consommation d'énergie, repousser les limites de production du pétrole, diversifier l'offre d'énergie, décarboniser l'énergie, captage et stockage de CO2, Perspectives d'avenir.

Mode d’évaluation:

Examen: 100%.

Références bibliographiques:

[1] FatihBirol, World Energy Prospects and challenges, IEA, 2006.

[2] BP StatisticalReview, 2006.

[3] Marie-Françoise Chabrelie, "L'industrie gazière à l'horizon 2020", Panorama 2006.

[4] IPCC Special Report on Emissions Scenarios, 2001.

Objectif de l’enseignement:

Donner à l’étudiant l’outil numérique nécessaire à la résolution des équations différentielles généralement rencontrées dans la modélisation des procédés pétrochimiques.

Connaissances préalables recommandées:

Analyse numérique, langage de programmation.

Contenu de la matière :

Chapitre 1.   Approximation polynomiale et interpolation                                                   (3 Semaines)

Polynôme de Lagrange, approximation par fonctions splines, méthode des moindres carrés.

Chapitre 2.   Régression et corrélation                                                                                            (3 Semaines)

Régression linéaire, régression à l’aide des moindres carrés, régression polynomiale.

Chapitre3.Résolution numériques des équations différentielles(Problèmes aux valeurs initiales)                                                                                                                                                      (3 Semaines)

Méthode d’Euler, méthodes de Runge-Kutta, méthode du prédicteur-correcteur.

Chapitre 4.   Résolution numériques des équations différentielles                                  (3 Semaines)

(Problèmes aux limites)

Introduction,méthode du Tir (linéaire),méthode des différences finies (linéaires),méthode du Tir (non linéaire),Méthode des différences finies (non linéaires).

Chapitre 5.   Méthodes des résidus pondérés(3 Semaines)

Notions sur le choix des fonctions tests et de la pondération, discrétisation polynomiale des fonctions, méthode des collocations.

Mode d’évaluation:

Examen: 100%.

Références bibliographiques:

[1] Numerical Methods.   Faireset Burden 2002

[2] Transport properties of fluids their correlation, prediction and estimation – JurgenMillat

[3] Transport phenomena – Joseph Kestin

[4] Analyse numérique résolution approchée d’équations aux dérivées partielles – Roger Temam

[5] Analyse numérique – Kurt Arbenz

[6] Méthodes numériques appliquées pour le scientifique et l’ingénieur, Jean-Philippe GRIVET

Objectifs de l’enseignement:

Initier l’étudiant au vocabulaire technique. Renforcer ses connaissances de la langue. L’aider à comprendre et à synthétiser un document technique. Lui permettre de comprendre une conversation en anglais tenue dans un cadre scientifique.

Connaissances préalables recommandées:

Vocabulaire et grammaire de base en anglais

Contenu de la matière: 

- Compréhension écrite : Lecture et analyse de textes relatifs à la spécialité.

- Compréhension orale : A partir de documents vidéo authentiques de vulgarisation scientifiques, prise de notes, résumé et présentation du document.

- Expression orale : Exposé d'un sujet scientifique ou technique, élaboration et échange de messages oraux (idées et données), Communication téléphonique, Expression gestuelle.

- Expression écrite : Extraction des idées d’un document scientifique, Ecriture d’un message scientifique, Echange d’information par écrit, rédaction de CV, lettres de demandes de stages ou d'emplois.

Recommandation :Il est vivement recommandé au responsable de la matière de présenter et expliquer à la fin de chaque séance (au plus) une dizaine de mots techniques de la spécialité dans les trois langues (si possible) anglais, français et arabe.

Mode d’évaluation:

Examen:    100%.

Références bibliographiques :

1. 1.
2. 2.
3. 3.
4. 4.