Parcours Génie des procédés pour la formulation

Mécanique des fluides : Équation de Bernouilli.

Notion de pertes de charge régulières et singulières.

Description des pompes usuelles.

Calcul de leur point de fonctionnement dans un circuit de circulation ou de relèvement.

Notion de cavitation.

Mécanique des fluides dans les milieux poreux : Notions de  sédimentation d’un grain isolé, de sédimentation collective et mise en œuvre dans un contexte industriel de séparation solide/fluide par décantation.

Notions de filtration (porosité, loi de Darcy) et fluidisation (éléments théoriques spécifiques de cette opération très répandue dans l'industrie).

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Transfert de chaleur : Conduction instationnaire : Méthodes de résolution de l’équation de la chaleur unidimensionnelle.

Convection : Nombres adimensionnels, convection naturelle, convection forcée.

Transfert de matière : Réalisation d'un bilan de matière (global et différentiel) ; mécanismes de transfert par diffusion unidimensionnelle en régime stationnaire (loi de Fick) et de convection à partir de l'utilisation de nombres adimensionnels et de corrélations associées.

Analogie entre diffusion  de la matière et conduction de la chaleur.

Échangeurs de chaleur et les différentes technologies : principe, étude et dimensionnement.

TP de procédés : échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire et à plaques, chaudière, pompes centrifuges, pertes de charges, régimes laminaire et turbulent, sécurité.

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Gestion :  Définitions de l'entreprise, chaîne de valeur, environnement économique et social.

Différentes fonctions de l'entreprise (activité commerciale, production de biens et services, fonction logistique, gestion des ressources humaines et droit du travail, fonction financière).

Dimension stratégique d'une entreprise (choix, mise en œuvre, innovation).

Étude de cas : Un chargé d'affaires (obligations, contraintes et opportunités).

Hygiène et sécurité : Prévention des risques en entreprise (risques professionnels et environnementaux) ; Systèmes de management sécurité, environnement et système de management intégré ; Risques chimique, électrique et incendie.

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Rédaction d'une lettre de motivation, d'un CV, préparation aux entretiens de recherche de stage et d'embauche, préparation aux 4 minutes pour convaincre,  aide à la démarche de recherche de stage et d'emploi, relance des DRH, utilisation des outils Portefeuille d'expériences et de compétences (PEC) de l'Université.

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Bases de physico-chimie de la formulation : Thermodynamique des phénomènes de surface et interactions moléculaires, Etude des tensio-actifs et des émulsions .

Solvants et solutions : Principes de solvatation, paramètres de solubilité.

Les solutions ioniques, les solutions de petites molécules et les solutions de macromolécules.

Conférences Industrielles : Applications peintures et détergent .

TP formulation : détermination HLB, Cuve agitée, ...

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Chimie des polymères : synthèse, caractérisation structurale et réacteurs de polymérisation.

Spectroscopies : spectroscopie RMN et spectroscopie de masse.

TP Techniques d analyse et déformulation : Ces TP sous forme de projets tutorés ont pour objectif de déformuler un produit de la vie quotidienne en utilisant differents techniques separatives, analytique et de caractérisation.

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Agitation et Mélange : Ce cours est divisé en deux parties. La première concerne l'agitation mécanique et mélange des fluides (définition d'un système d'agitation, paramètres globaux d'un système d'agitation, choix du matériel, extrapolation du pilote). La deuxième partie aborde de exemples d'application : agitation liquide-gaz, agitation des milieux pateux, agitatiol solide -liquide.
Transfert G/L : modèles du transfert gaz/liquide, application au traitement des gaz et des liquides, choix d'un contacteur

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Renforcement de la communication professionnelle en anglais : activités orales à partir de supports vidéos ou écrits, rédaction de CV et de lettres de motivation / candidature en anglais.

Travail sur les compétences écrites en vue de valider le niveau B2 du cadre européen commun de référence en langues (CECRL).

Lectures d'articles scientifiques en génie des procédés, préparation d'un poster et séance questions-réponses sur le poster.

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Introduction : Définition, enjeux industriels ; réactions d'oxydo-réduction ; structure des métaux et des alliages, défauts dans les réseaux cristallins.

Prévisions thermodynamiques de la corrosion : tension d'électrode, loi de Nernst, tension mixte ; diagramme potentiel-pH et utilisation pour la prévision de la corrosion.

Cinétique électrochimique : vitesse des réactions, processus limitants ; surtension, courbes de polarisation d'un système rédox ; détermination du courant de corrosion; diagramme d'Evans.

Différentes formes de corrosion : sèche, humide, uniforme, galvanique, par aération différentielle.

Passivité des métaux.

Protection contre la corrosion.

TP : corrosion-cémentation, corrosion galvanique, corrosion uniforme, passivation des métaux.
 

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Introductions aux plans d'expériences : les plans factoriels complets.
Les plans factoriels fractionnaires.
Rappels de statistiques et  test d'hypothèse.
Analyse statistique des plans d'expérience.
Importance du point au centre du domaine expérimental.
Les plans pour surface de réponses.
Optimisation par la méthode de plus grandes pentes.
Les plans de mélanges.
Les plans de Taguchi.
Méthode simplexe.

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12 semaines minimum.

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Rhéologie : Lois de comportement rhéologique des matériaux, viscoélasticité linéaire en cisaillement oscillatoire, rhéométrie et rhéophysique (polymères, émulsion, suspension).

Physico chimie des polymères : polymères à l'état solide, propriétés des polymères en solution, polyélectrolytes et gels.

TP : les TP permettront d'appliquer les différentes notions et techniques abordées dans le cours de rhéologie et de polymères : DSC, Rhéologie, viscosimétrie capillaire,..

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Caractérisation physiques des solides divisés : Granulométrie, surface spécifique et porosité, morphologie.
Matériaux Inorganiques : Structure des matériaux solides et diagramme de phase, étude des matériaux usuels (métaux, alliages, minéraux).
Analyses structurales : par voie thermique (DSC, ATG), par voie optique (DRX).
Conférences industrielles : Interventions d'industriels sur leur domaine d'activité.

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L'objectif est ici de mener un projet de formulation : recherche sur le domaine d'activité, définition d'un cahier des charges, recherche de matières premières, formulations et caractérisations

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The English course in M2 GDP aims at enabling students to validate 3 competences that will be essential for their working lives or for their doctoral studies in the future, at the B2 level:
1°) CAN give a clear presentation on a familiar topic, and CAN answer predictable or factual questions
2°) CAN find relevant information and essential points in written texts
3°) CAN make simple notes that are of reasonable use for essay or revision purposes, capturing most important points." (CEF, appendix D).
Reading comprehension can be validated in M1. The course contents are linked to the students' fields of studies (chemical formulation, energy engineering and environmental engineering).

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Séchage : Objectifs généraux ; Classification des modes de séchage
Caractérisation des systèmes au cours des opérations d’humidification et de séchage   
Cinétique de séchage,  Diagramme de l’air humide
Dimensionnement des séchoirs industriels
Refroidissement par humidification, tour de refroidissement.

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Quality: Introduction, definition, approach

Tools/methods of quality improvement: analysing an operation: logical diagram; Measuring performance: SPC, MSA; Analysing the causes of a malfunction or failure and quantifying their impact; Ishikawa and Pareto diagram; FMECA; Leading a quality improvement project

Standards:  Definitions ISO standards Detailed description of ISO 9001; Comparison between ISO 9001 and ISO 14001; ISO 50001

Qualité : Introduction, Définition, démarche

Outils/méthodes d’amélioration de la qualité : analyser un fonctionnement : logigramme ; Mesurer une performance : MSP, MSA ; Analyser les causes d’un dysfonctionnement, d’une défaillance et quantifier leur impact ; Diagramme  d’Ishikawa et de Pareto ; AMDEC ; Encadrer un projet d’amélioration de la qualité

Normes :  Définitions Les normes ISO Description détaillée de l’ ISO 9001 ; Comparaison ISO 9001 et ISO 14001;  ISO 50001

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Echangeurs de matière (24CM 27TD) : Ce cours vise à décrire les diagrammes de phases binaires nécessaire à la distillation / décrire les diagrammes de phase ternaire pour l’extraction liquide-liquide / présenter les méthodes permettant de dimensionner les opérations de séparations de distillation binaire et d’extraction liquide-liquide à trois composés / utiliser Simulis Thermodynamics pour chercher des données de corps purs ou des données d'équilibre dans le cas de mélange / utiliser ProsimPlus .

Membrane (12CM) : Dans ce cours, on abordera les notions de transfert à travers une membrane poreuse ou dense et de sélectivité, et on passera en revue les différentes applications mettant en œuvre une membrane, des procédés baromembranaires (micro ultra nanofiltration et osmose inverse) en passant par la perméation gazeuse, la dialyse et l'électrodialyse.

Cycle de TP (16h) : les différentes notions de cours seront abordées dans un cycle de TP sur installation pilote : distillation, extraction liquide/liquide, filtre presse et Evapo-Cristallisation.

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Mise en forme Polymères (6CM 4,5TD) : Connaissances élémentaires des techniques courantes de transformation des matériaux macromoléculaires et des composites. Viscosité, mise en œuvre des polymères thermoplastiques et thermodurcissables, techniques de moulage, extrusion, injection, filage et estampage, thermoformage, rotomoulage, collage, mousses polymères, mélanges de polymères et matériaux composites à matrice polymère.

Transport et mélanges des poudres (6CM 6TD) : Comprendre et visualiser les différentes techniques de caractérisation spécifiques à l’écoulement des solides divisés, qui peuvent être utilisées comme moyens de contrôle, d’analyse et d’amélioration des procédés ; Résoudre les problèmes de mise au point de mélanges de poudres en laboratoire ou en industrie ; Choisir un équipement de stockage, transport et mélange de poudres dans le respect de la spécificité des produits, ; Sécurité des poudres ATEX.

Mise en forme Poudres (15CM 10,5TD) : Connaissances élémentaires sur des différentes procédés de mise en forme des poudres : fragmentation, granulation, compression, enrobage et pelliculage.

Projet Mise en forme (32TP) : Gestion de projets en trinôme – application d'un des procédés poudres étudier dans le semestre - caractérisations associées des produits formulés

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Analyses de surface (7,5C 6TD) : Introduction aux techniques d'analyse de surface pour l’étude des propriétés morphologiques, chimiques et structurales:  microscopies optiques, électroniques, en champ proche, analyse dispersive en énergie, spectroscopie Auger et de masse, diffraction électronique, etc. Analyse d'articles scientifiques utilisant ces techniques. 
Sous forme de TD-projet en petit groupe, les étudiants se serviront de ces connaissances pour décrypter un article scientifique qui illustre l’utilisation de ces techniques et essayeront ensuite de construire un plan d’analyse sur un exemple de leur choix.

Colloides et Interfaces (10,5C 10,5TD 28TP) : Conforter et élargir les connaissances sur les phénomènes interfaciaux, les tensioactifs et émulsions. Comprendre les phénomènes aux interfaces et leurs implications dans la stabilité des colloïdes. Définir les notions d'angle de contact, énergies de surface et mouillage et présenter leur méthodes de mesure.

IAA (3C 3TD 8TP) : présentation d un domaine de l'IAA : l'industrie laitière + TP jus de pomme / fromage /pates ou pain / conc de tomates….

Formulation Industrielle (12C) : conférences industrielles dans le domaine de la formulation, de la réglementation, du packaging.

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Elaboration des poudres (6CM 3TD) : Préparation des poudres par méthodes chimiques (Réaction à l’état solide ; Synthèse micro-onde ; pyrolyse en spray ; méthode sol-gel).
Importance du polymorphormisme, relation structure cristalline / propriétés / procédés . Applications dans le domaine pharmaceutique.

Encapsulation(6CM 6TD) : Calculer une teneur en matière active et un rendement d'encapsulation ; Connaitre les différents modes de libération d'un composé encapsulé ; Connaitre les principaux systèmes d'encapsulation, leur matières premières, leurs procédés et leurs applications ; Comprendre les mécanismes mis en œuvre dans les procédés d'encapsulation.

Procédés Mousse (4,5CM 4,5TD) : Généralité (Domaine d’application, Mousses liquides-solide…) ; Description d’une mousse à l’équilibre ; Evolution temporelle d’une mousse ( vieillissement) ; Paramètres de caractérisation d’une mousse ; Effet de la formulation sur les propriétés de moussabilité et de stabilité des mousses ; Procédés de foisonnement ; Démoussage & Antimoussage chimique.

Concentration Lyophilisation (4,5CM 4,5TD) : Connaître les objectifs des opérations de concentration et de lyophilisation ; Disposer de la méthodologie pour établir des bilans matière et énergie sur une unité de concentration ; Présenter les principales technologies et les critères de choix d’une installation de concentration ou de lyophilisation en fonction des caractéristiques du mélange à traiter, des spécifications attendues du produit final et des contraintes énergétiques ; Présenter les différentes étapes du procédé de lyophilisation ; Présenter les paramètres opératoires essentiels de l’opération de lyophilisation et connaître leur influence.

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