UE Chimie industrielle

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

L’industrie chimique couvre des secteurs d’activités nombreux et variés : traitement des matières premières (minérales ou organiques), élaboration de produits de base, accès à des intermédiaires-clés, synthèse de produits finis. Ses produits sont en amont de presque tous les secteurs industriels et sont aussi, pour une grande part de produits finis, consommés directement par les ménages. Les défis actuels de l’industrie chimique sont nombreux et orientent ses stratégies : économie des sources d’énergie et des matières premières ; respect du développement durable ; gestion des déchets ; gestion des risques …

La chimie industrielle est une discipline qui a pour objet les stratégies et produits de l’industrie chimique. Elle constitue un corpus de connaissances permettant à l’ingénieur chimiste et au chercheur, en vue de la fabrication à grande échelle d’un produit répondant à des besoins : de sélectionner les matières premières, de programmer les voies d’obtention (enchaînement d’opérations), de prévoir les sous-produits et leur valorisation, d’optimiser les performances économiques et environnementales. Elle est ainsi complémentaire du génie chimique, corpus de méthodes. Chacune de ces deux disciplines est représentée dans l'UE :

  • Les CM et TD permettent d’illustrer les principes et les objets de la chimie industrielle, les relations entre connaissances théoriques et applications industrielles de la chimie à travers quelques filières phares, sur l’exemple de stratégies de fabrication en cours d’exploitation et de questions à l'étude dans les secteurs correspondants (Filière Azote ; Principes de la réduction de minerais par voie sèche ; Filière pétrole et grands intermédiaires de la pétrolochimie ; Stratégies d’élaboration de composés chiraux non racémiques en chimie fine organique). Cette UE mobilise ainsi toutes les connaissances acquises dans les autres disciplines de la chimie. Par ailleurs, il est demandé tout au long du semestre, de rester à l'écoute de l'actualité de ce secteur, tant locale qu’internationale.
  • La séance de TP permet d’aborder par la pratique une problématique en lien avec les procédés industriels. Chaque binôme (ou trinôme) d’étudiants traite un thème parmi trois possibles.
  • Savoir énoncer des matières premières naturelles essentielles pour la chimie industrielle minérale
  • Savoir réaliser l’étude thermodynamique d’une réaction impliquée à un stade d’une ligne de synthèse industrielle
  • Savoir décrire les stades d’une ligne de synthèse et donner des exemples d’applications de divers composés : l’ammoniac ; l’acide nitrique ; l’urée ;
  • Savoir interpréter des schémas-blocs et schémas procédés simples ;
  • Savoir construire un diagramme d’Ellingham ;
  • Savoir exploiter un diagramme d’Ellingham pour l’étude d’un couple oxyde/corps simple ; savoir calculer la température de décomposition d’un oxyde et la pression de corrosion d’un corps simple
  • Savoir exploiter un diagramme d’Ellingham  pour la comparaison de deux couples ; savoir prévoir des réducteurs possibles pour un oxyde
  • Savoir décrire les stades de l’élaboration et donner des exemples d’application du corps simple silicium
  • Savoir énoncer des matières premières naturelles essentielles pour la chimie industrielle organique
  • Savoir identifier les étapes essentielles des transformations réalisées dans une raffinerie ;
  • Savoir décrire les opérations principales du vapocraquage d’une fraction naphta ;
  • Savoir associer un mécanisme réactionnel (radicalaire ou ionique) aux opérations de craquage et de reformage
  • Savoir décrire quelques filiations à partir de coupes pétrolières ;
  • Savoir décrire les stades d’une ligne de synthèse et donner des exemples d’applications de quelques intermédiaires, en particulier quelques monomères de polymérisation ;
  • Savoir interpréter des schémas-blocs et schémas procédés simples ;
  • Savoir reconnaître une étape d’hydrogénation de double liaison C=C dans une séquence
  • Savoir reconnaître une étape de métathèse dans une séquence
  • Savoir reconnaître l’étape-clé dans une séquence conduisant à un composé chiral non racémique.

Objectifs pédagogiques de la séance de TP :

  • Se confronter par la pratique à une problématique concrète en lien avec les procédés industriels ;
  • Progresser dans l’utilisation d’un outil informatique (tableur).

Pré-requis recommandés

Bases de thermodynamique et cinétique chimiques ; bases de l’étude des équilibres en solution aqueuse (réactions acidobasiques et rédox ; complexes) ; bases de chimie organique (principales fonctions ; principaux mécanismes ; notions de stéréoisomérie) ; maîtrise de la langue française

Bibliographie

: Chimie industrielle ; Robert Perrin et Jean-Pierre Scharff ; Dunod éditions. Références spécifiques fournies pour chaque thème de TP.

Informations complémentaires

Lieu(x) : Grenoble
Langue(s) : Français