EMN - École des Mines de Nantes

Contexte

Les éco-technologies pour le traitement des effluents constituent le cœur des apprentissages autour desquels s’articulent les autres UV. Cette UV regroupe les enseignements scientifiques et technologiques relatifs aux procédés de traitement des effluents (gazeux, liquides, solides-déchets). Elle aborde également les notions de risque en relation avec les procédés ainsi que la chimie et conception durable.

Objectifs

Objectifs généraux

Il s’agit d’acquérir les connaissances nécessaires à la compréhension des processus en génie des procédés.
Les procédés de séparation et de transfert des effluents liquide et gazeux sont abordés via :
- la théorie des procédés avec transfert entre phases, avec ou sans réaction chimique,
- le dimensionnement et le fonctionnement des réacteurs d'épuration d'effluents liquides ou gazeux.
Sont étudiés successivement les procédés suivants : la coagulation, la décantation, la flottation, la filtration, l'adsorption, l'absorption, l'oxydation, la désinfection. Sont également étudiés les traitements biologiques.
La notion de risque est abordée par la méthode d’analyse préliminaire des risques ainsi que les concepts de chimie et conception durable.

Objectifs operationnels

A la fin de l’UV, l’élève ingénieur doit être capable :
- d’expliquer le fonctionnement des procédés de traitement avec transfert de masse et les phénomènes chimiques et biologiques associés,
- d’expliquer et présenter les technologies de dépollution,
- de calculer les performances des équipements et donner des ordres de grandeurs,
- d’expliquer et de connaître les limites des outils et méthodes d’estimation, de prédiction,
- de présenter des calculs simples de performance d’un équipement donné, d’analyser argumenter les résultats obtenus,
- analyser et expliquer avec une perspective systémique des questionnements.

Competences requises

Compétences requises

Eléments de transfert de matière et transferts thermiques,
Phénomènes ondulatoires, notions de bilan (cf. cours Tronc Commun CB2)
Ingénierie des procédés (cours GS1)
Mécanique des fluides et hydrauliques (cours GS1)
Savoir-faire : gestion de projets, savoir rendre compte, synthèse

Unites de valeurs cibles

Codes UVs cibles

UV S8 ST212PE, Ingénierie des Procédés de l’Energétique et de l’Environnement (Microbiologie, Ingénierie des procédés, Physico-chimie industrielle)

UVs cibles

UV CIBLES S9 et S10 :
Performances Environnementales et Energétiques (ST421PE)
Projet industriel

Contenu et organisation pedagogique

Contenu de l'UV

Les procédés de séparation et de transfert avec ou sans réaction font l’objet de cette UV. L’étude des grands procédés de séparation et de concentration, l’approche dimensionnelle, la présentation des systèmes mettant en jeu des réactions d'oxydation chimiques ou biologiques sont successivement abordés.

- Génie des Procédés
Un rappel en génie des procédés (concepts, fondamentaux) est un élément indispensable pour aborder l’ensemble de l’UV.

- Eco-technologie pour le traitement des effluents
Les intitulés et contenus synthétiques des concepts abordés sont les suivants :
* Principes de la coagulation, floculation, et décantation,
* Séparation par filtration,
* Adsorption : adsorbants, mécanismes, cinétiques et équilibres, modélisation, procédé dynamique,
* Absorption : la théorie des deux films ; équations de transfert ; mise en œuvre des colonnes de transfert ; hydrodynamique,
* Principes généraux des réactions d’oxydation (ozonation, désinfection),
* Les bio-procédés : définition et technologies des systèmes utilisant des micro-organismes.

- Maîtrise des risques dans les procédés
Cette partie a pour but de donner les concepts fondamentaux de l’analyse des risques dans les processus. Les notions complémentaires de conception durable, de qualité, sécurité sont associées.

Supports pédagogiques

Bibliographie :
- Water Treatment Principles and Design, J.M. Montgomerry, John Wiley & Sons, 1985;
- Water Treatment Plant Design, Am. Wat. Works Ass., 3rd ed., McGraw Hill, 1990
- Les réacteurs chimiques, P Trambouze, H Van Ladeghem, JP Wauqier, Ed Technip, 1984, Paris
- Génie de la réaction chimique, J Villermaux, Tec & Doc Lavoisier, 1993, Paris
- Scriban R., Biotechnologie, TEC&DOC, Lavoisier, Paris, 1993. Techniques de traitement par voie biologique des
sols pollués, Guides et Cahiers Techniques de l'ADEME, Angers, 1998.

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