PROGRAMME EHGENCES ÉLÈVE INSTRUCTIONS ET COMMENTAIRES
I I I I
V. Intrc~Iuction à l a l a réguta- réguta- Bavoir Bavoir reconna*hre reconna*hre dans dans un un monta@ monta@ On On utiliia utiliia les les foncticns foncticns de de Mectroni- Mectroni- tion.
tion. régulé régulé les les fonctions fonctions sfmples sfmples de de Wctro- Wctro- que que étudii étudii au au niveau niveau d'une d'une maquette maquette Notion
Notion de de système système com- com- nique nique du du programme. programme. de de boucle boucle de de réguMorl. réguMorl.
mandé
mandé en en chafne chafne fermée. fermée. ** Bavoir Bavoir que que la la régulaticn régulaticn doit doit ktre ktre faite faite Cetteétudeneserafaitequepcurdes Cetteétudeneserafaitequepcurdes Schema
Schema fonctionnel fonctionnel d'un d'un tel tel autour autour du du point point de de fonctiomrement fonctiomrement du du systèmesen systèmesen équilibre(voir équilibre(voir fiche fiche annexe). annexe).
sy&nle.
sy&nle. montage. montage.
TRAVAUX PRATIQUES DE PHYSIQUE, ÉLECTRONIQUE, INFORMATIQUE ET PHYSICO-CHIMIE
PROGRAMME I INSTRUCTIONS ET COMMENTAIRES I
I.I. Etude Etude du du materiel materiel de de mesure mesure utilisé utilisé au au laboratoire:
laboratoire:
Gékateur
Gékateur BF, BF, oscilloscope. oscilloscope.
Etude
Etude de de circufts circufts R,R, L,L, C, C, skrie skrie en en régirne régirne sinusdidal.
sinusdidal.
Etude
Etude d'un d'un transfomtateur transfomtateur suppose suppose parfaft. parfaft.
Etude
Etude sommafre sommafre et et applfcations applfcations de de quel- quel- ques
ques capteurs capteurs etet transducteurs. transducteurs.
Fonction
Fonction redressement redressement non non commandé. commandé.
Fonction
Fonction ampli~cation. ampli~cation.
Fonction régulation.
Fonction régulation.
Il.
Il. Etude Etude d'appareils d'appareils d'analyse d'analyse prfs prfs dans dans la la lie
lie cidesscus. cidesscus.
principe et utilisation d'un:
principe et utilisation d'un:
-- photomètre photomètre de de fiamme, fiamme,
-- spectrophotomètre spectrophotomètre d'absorption d'absorption ato- ato- mique,
mique,
-- chromatcgraphe chromatcgraphe en en phase phase gazeuse, gazeuse, -- conductimètre, conductimètre,
-- ionomètre. ionomètre.
Utilisation
Utilisation d'un d'un polarographe. polarographe.
IlIl est est souhaitable souhaitable que que toute toute tette tette partie partie du du programme programme soit soit haitée haitée en en liiison
liiison avec avec le le tours tours dI+lectrfcft~ronique. dI+lectrfcft~ronique.
Ces TP
permettent permettent de de retrcuver retrcuver les les fonctions fonctions préklemes préklemes dans dans les les
;gls
;gls d'analyse d'analyse uhkes uhkes dans dans t'activfté t'activfté professionndle professionndle du du secteur secteur Le
Le choix choix prendra prendra en en compte compte le le mat&fel mat&fel dispcnible. dispcnible.
TECHNOLOGIE ET GÉNIE CHIMIQUES Technologie et genie chimiques (4 heures)
Atelier de genie chimique (3,5 heures) Arreté du 9 mars 1993
(BO hors série du 30 décembre 1993- Tome Ill - Brochure 3 bis)
L'enseignement
L'enseignement de la technologie et du génie chimiques occupe environ un quart de I'horaire en classe Terminale. Il est dispensé, camme en classe de Première, en groupe de TP et est illustré et complété par une pratique en hall de génie chimique (groupe d'atelier).
L'horaire indiqué est hebdomadaire, la réalisation de Travaux Pratiques de génie chimique peut nécessiter que les élèves soient sur les installations une journée complète par quinzaine.
S'appuyant sur les acquis des tours et Travaux Pratiques de Physique et de Chimie, integrant les évolutions technologiques et la pratique informatique, cet enseignement apparait camme une zone privilégiée de synthèse et d'interdisci- plinarité et un trait d'union fort entre formation initiale et industrie.
Il est à ce titre fondamental, tant en vue d'une poursuite d'études que d'une intégration professionnelle au niveau IV.
Le programme est articulé autour de deux aspects principaux: I'organisa- tion générale d'une usine d'une par-t et le génie des procédés d'autre par-t. Dans les deux cas, il s'agit d'analyser les contraintes techniques et de comprendre les choix effectués en fonction du but poursuivi.
Les problèmes liés à la sécurité et à I'environnement doivent etre une préoccupation permanente. Après une sensibilisation initiale, on donnera l'information necessaire soit sous forme spécifique, soit en liaison avec les activités expérimentales. La formation correspondante sera évaluée à travers le compottement des élèves.
Les objectifs à atteindre et les notions indispensables à connaitre sont répertoriés paragraphe VII : Sécurité.
L'enseignement du schéma n'exclut pss, lorsque I'opportunité existe,
I'utilisation de logiciels simples de DAO.
PROGRAMME
PROGRAMME EXIGENCES EXIGENCES
ÉLÈVE INSTRUCTIONSET COMMENTAIRES
I. ORGANISATION GÉNÉFIALE D'UNE USINE CHIMIQUE
1.1.
1.1. Implantation Implantation d'une d'une usine usine de
de produit produit chimique: chimique: condi- condi- tfons
tfons économiques, économiques, hu- hu- maines
maines techniques
techniques géographiques géographiques 1.2.
1.2. Ckganisation Ckganisation généraie généraie de de I'usine:
I'usine:
-- Organigramme Organigramme sfmple sfmple d'une entreprise moyenne d'une entreprise moyenne -- Dhferentes Dhferentes fonctions, fonctions, dii- dii- férents
férents services. services.
Il. MATÉRIAUX
Il.1.
Il.1. Rappels Rappels et et complé- complé- ments
ments sur sur les les matériaux: matériaux:
justification justification des des choix. choix.
11.2.
11.2. Corrosion Corrosion etet protection. protection.
AA partir partir d'une d'une fiche fiche technique, technique, justifkr justifkr le
le choix choix du du maténau. maténau.
Connaitre Connaitre les les principes principes des des méthodes méthodes de protection.
de protection.
Dette
Dette étude étude s'appuiera, s'appuiera, si si possible, possible, sur sur un
un exempfe exempfe précis: précis: compte compte tenu tenu de de la la diiersfié
diiersfié des des skations, skations, ilil parati parati préféra- préféra- ble
ble de de dkgager dkgager les les idks idks g&rales g&rales àà partir
partir de de l'étude l'étude d'un d'un cas cas choisi choisi en en liaison liaison avec
avec une une industrie industrie proche. proche.
C-ette
C-ette etude etude essentiellement essentiellement technique technique s'appuiera
s'appuiera sur sur des des cas cas précis précis en en particu- particu- li
li rencontrés rencontrés dans dans l'atelier l'atelier de de génie génie chimique;
chimique; on on insistera insistera sur sur 1s 1s points points suivants :
suivants :
-- La La multipliié multipliié des des matériaux matériaux disponi- disponi- bfes
bfes fait fait que que pour pour un un probk5me probk5me donné donné ilil est
est possible, possible, dans dans la la plupart plupart des des cas, cas, de de trouver
trouver un un materfau materfau répondant répondant aux aux exi- exi- gences
gences techniques techniques etet économiques. économiques.
-- IlIl est est impossible impossible d e d e m6moriser m6moriser les les caract&tiques
caract&tiques physiques physiques etet chimiques chimiques des
des matérfaux matérfaux disponibles disponibles sur sur le le marché marché mais
mais on on psut psut aisément aisément avoir avoir accès accès àà la la quasi
quasi totalité totalité dkntre dkntre effes. effes.
-- Un Un matkiau matkiau doit doit &re &re utili utili dans dans un un certain
certain domaine domaine physique. physique. En En dehors dehors de de celuici
celuici la la fiabifiié fiabifiié peut peut 6tre 6tre remise remise en en cause.
cause.
Hl. GÉNIE CHIMIQUE ET DES PROCÉDÉS
Dette
Dette partie partie du du programme programme aa pour pour objectif objectif d'étudier d'étudier les les principales principales techniques techniques mises mises en en ceuvre ceuvre dans dans l'industrie l'industrie pour pour assurer:
assurer: transferts transferts de de matière, matière, transferts transferts d'énergie, d'énergie, transfonnation transfonnation de de matkre, matkre, controle controle et et commande commande de de grandeurs grandeurs physico-chimiques.
physico-chimiques.
111.1. Transport de matière.
111.1. Transport de matière.
des des solides: solides:
-- continu continu mrkanique, mrkanique, -- continu continu pneumatique. pneumatique.
Savoir Savoir réaliser réaliser un un dessin dessin fonctionnel. fonctionnel.
Connaitre Connaitre les les exigences exigences de de sécurité. sécurité.
Tout
Tout ceci ceci sera sera traité traité en en Iiaison Iiaison étmite étmite avec
avec le le schéma. schéma.
Le
Le «« dessin dessin fonctionnel fonctionnel »» désigne désigne un un schema
schema montrant montrant le le prfncipe prfncipe de de fonction- fonction- nement
nement de de Tappareil. Tappareil.
des des liquides: liquides: Connattre Connattre etet savoir savoir utiliser utiliser la la relation relation -- relation relation fondamentale fondamentale de de Ap=hpg. Ap=hpg.
I'hydrostatique I'hydrostatique
PRCGRAMME
PRCGRAMME EXIGENCES EXIGENCES ÉLÈVE ÉLÈVE INSTRUCTIONS INSTRUCTIONS ET
ET COMMENTAIRES COMMENTAIRES
-- notions notions d'hydrodyna- d'hydrodyna-
miqw:
miqw:
aa Distinguer Distinguer pression pression absdue, absdue, pression pression effettive
effettive (ou (ou relative). relative).
la
la formule formule de de Demoulli Demoulli sera sera donnee. donnee. On On indiquera
indiquera qualitativement qualitativement lele sens sens physi- physi- que
que des des dWmnts dWmnts termes. termes.
Dans
Dans ces ces deux deux exemples, exemples, on on n&&era n&&era la la perte
perte de de charge. charge.
cas cas des des fluides fluides parfaits. parfaits.
cas cas des des fluides fluides kels: kels:
-- notion notion de de perte perte de de charge, charge, -- nombre nombre de de Reynolds. Reynolds.
application application aux aux pompes: pompes:
-- hauteur hauteur manométrique manométrique dune
dune pcw% pcw%
-- puissance, puissance, -- justification justification du du choix. choix.
desgaz: desgaz:
-- compresseur compresseur etet pompe pompe aa vide.
vide.
111.2.
111.2. Production Production etet transfert transfert de
de chafeur. chafeur.
.*.* Production Production de de chafeur: chafeur:
-- les les combustibfes: combustibfes: défini- défini- tion,
tion, caractérktiques, caractérktiques, prfnci- prfnci- paux
paux exemples; exemples;
-- production production de de la la chafeur: chafeur:
-- foyers foyers pour pour combusti- combusti- bfes
bfes sofides sofides
-- bdifeurs bdifeurs pour pour combusti- combusti- bfes
bfes liquides liquides
-- brfrleurs brfrleurs pour pour combusti- combusti- bles
bles gazeux gazeux ;;
-- les les fOUrs fOUrs ::
-- àà combustible combustible -- àà chauffage chauffage électrique. électrique.
Transfert Transfert de de chafeur: chafeur:
Le Le transfert transfert de de chaleur: chaleur:
-- conduction: conduction: calculs calculs de de transfert de chaleur, transfert de chaleur, -- convection: convection: calculs calculs de de transfert de chaleur, transfert de chaleur, -- notions notions de de rayonnement, rayonnement, -- applications, applications, isolation, isolation, ca- ca- lcdfugeage.
lcdfugeage.
** Savoir Savoir appliquer appliquer la la formule formule de de Der- Der- noulli
noulli àà des des shuations shuations concrètes: concrètes:
-- débiimètre débiimètre dépdmcgène, dépdmcgène, -- monte monte jus. jus.
Savoir Savoir identifier identifier le le mode mode d'écoulement d'écoulement en fonction de la valeur du nombre de en fonction de la valeur du nombre de Ffeyllolds.
Ffeyllolds.
Savoir Savoir faire faire les les calculs calculs de de perte perte de de charge,
charge, les les coefficients coefficients d e d e pertes pertes d e d e charges
charges unitaires unitaires étant étant donnk donnk Savoir Savoir faire faire un un dessin dessin fonctionnel. fonctionnel.
Savoir Savoir faire faire un un dessin dessin fonctionnel. fonctionnel.
Savoir Savoir calculer calculer la la hauteur hauteur manonh%i- manonh%i- que,
que, la la puissance puissance utile, utile, la la puissance puissance effettive
effettive etet le le rendement rendement d'une d'une pompe, pompe, la
la hauteur hauteur manométrique manométrique maximale maximale d'aspiration.
d'aspiration.
Connaitre Connaitre les les raisons raisons du du choix choix d'une d'une pompe.
pompe.
Savoir Savoir faire faire un un dessin dessin fonctionnel. fonctionnel.
Connaitre Connaitre !es !es definitions definitions du du pei pei etet du du pcs
pcs d'un d'un combustible. combustible.
$avoir $avoir faire faire un un de& de& fonctionnel. fonctionnel.
Savoir Savoir calculer calculer un un flux flux thermique, thermique, une une quantité
quantité de de chaleur, chaleur, une une surface surface de de transfert.
transfert.
On
On utilisera utilisera I'expression I'expression +=&S,As +=&S,As où
où K, K, est est le le ccefficient ccefficient de de transmission transmission thermique globale surfacique.
thermique globale surfacique.
On
On pourra, pourra, si si cela cela est est possibfe, possibfe, visuafiser visuafiser les
les dWrents dWrents modes modes d'écoulement d'écoulement dans dans les travaux d'atelier.
les travaux d'atelier.
On
On utilisera utilisera des des tabfeaux tabfeaux etet abaques abaques si si necessaire.
necessaire.
O n
O n donnera donnera l e s l e s conversions conversions d'unités d'unités utilisées.
utilisées.
On
On reprendra reprendra f'étude f'étude de de Première Première que que Ton
Ton complétera complétera en en liaison liaison avec avec fes fes tra- tra- vaux pratiques.
vaux pratiques.
L'association
L'association de de deux deux pompes pompes sera sera es- es- sentiellement
sentiellement vue vue en en TP. TP.
On
On signalera signalera l'importance l'importance du du phéno- phéno- mene
mene de de cavkation. cavkation.
Ftappel
Ftappel du du programme programme de de Premiere. Premiere.
On
On se se limitera limitera aa la la conduction conduction àà travers travers les
les solides. solides.
On
On se se limitera limitera àà I'étude I'étude d'une d'une surface surface plane.
plane.
On
On donnera donnera la la formule formule utile. utile.
r3~rtiiwa
r3~rtiiwa les les un& un& du du système système inter- inter-
I PROGRAMME PROGRAMME MIGENCES ÉLÈVE MIGENCES ÉLÈVE II INSTRUCTIONS INSTRUCTIONS E-T
E-T COMMENTAIRES COMMENTAIRES PROGRAMME PROGRAMME EXIGENCES ÉLÈVE EXIGENCES ÉLÈVE
Echangeurs: Echangeurs:
-- modes modes de de fonctionnement fonctionnement
e x p r e s s i o n e x p r e s s i o n du du flux flux d%change
d%change
-- quelques quelques exemples exemples dkhangeurs.
dkhangeurs.
. Production de vapeur vapeur etet utflisation:
utflisation:
** Constantes Constantes etet formules formules relatives
relatives àà la la vapeur vapeur d'eau. d'eau.
Le Le generateur generateur de de vapeur. vapeur.
Echangeurs Echangeurs avec avec chan- chan- gernent
gernent d'état: d'état: wndenseurs wndenseurs etet bouilleurs. bouilleurs.
Production Production du du froid froid et et uti- uti- lisation:
lisation:
Machine Machine frigorifique frigorifique par par compression.
compression.
Exemples Exemples d'application d'application du froid.
du froid.
ee Fluides Fluides theniques: theniques:
-- caract&istiques caract&istiques etet utilisa- utilisa- tions.
tions.
111.3.
111.3. Réacteurs Réacteurs Fkteur
Fkteur detype detype Grignard Grignard etet ses
ses équipements. équipements.
Savoir Savoir distinguer distinguer co-courant co-courant et et wntre-wurant.
wntre-wurant.
Savofr Savofr utiliser utiliser !es !es wurbes wurbes d%volution d%volution des
des temfxkatures temfxkatures pour pour dkterminer dkterminer kkart kkart moyen
moyen de de températum températum entre entre les les deux deux fluide%
fluide%
Savoir Savoir cafwler cafwler u n u n flux, flux, une une quantité quantité de
de chakur, chakur, une une surface surface de de transfert transfert pour pour un
un khangeur. khangeur.
Savoir Savoir représenter représenter dfhferents dfhferents types types d'échangeurs:
d'échangeurs:
-- double double enveloppa, enveloppa, -- tubes tubes waxiaux, waxiaux, -- fakceau fakceau tubufaire. tubufaire.
Connaitre Connaitre lele vowbulaire vowbulaire (capacftes (capacftes thermiques,
thermiques, enthalpii enthalpii de de vapcdsatii, vapcdsatii, temperature
temperature de de changement changement d'état, d'état, pression
pression de de vapeur vapeur saturante). saturante).
Savoir Savoir cafwler cafwler une une quantité quantité de de cha- cha- leur
leur Iors Iors d'un d'un changement changement d'état, d'état, d'un d'un chauffage
chauffage ou ou d'un d'un refroidissement. refroidissement.
aa Savoir Savoir distinguer distinguer vapsur vapsur saturante saturante et et surchauffw,
surchauffw, la la pression pression et et la la tempera- tempera- ture étant données.
ture étant données.
Savoir Savoir réaliser réaliser un un dessin dessin fonctionnel fonctionnel d'un
d'un gékrateur gékrateur àà tubes tubes d'eau d'eau en en preci- preci- sant
sant les les accessoires accessoires de de contrrYe contrrYe etet de de séwrité.
séwrité.
Savoir Savoir faire faire un un dessin dessin fonctionnel. fonctionnel.
** Savoir Savoir just&r just&r la la poshion poshion des des whan- whan- geurs
geurs et et les les entrées entrées etet sorties sorties desfluides. desfluides.
Connaitre Connaitre le le cycle cycle du du fluide fluide frigori- frigori- gene.
gene.
Savoir Savoir faire faire un un dessin dessin fonctionnel. fonctionnel.
Savoir Savoir faire faire un un bilan bilan thermique thermique sur sur une une partie
partie de de l'appareil. l'appareil.
Justiher
Justiher le le choix choix d'un d'un fluide fluide thermique. thermique.
Justifii Justifii le le choix choix des des équipements équipements en en fonction
fonction du du prwédé. prwédé.
onabaderalecasdedeuxparois
su-.
Pour
Pour la la wnvectton, wnvectton, on on donnera donnera la la valeur valeur du wefficient.
du wefficient.
On
On &ra &ra le le rayonnemenL rayonnemenL On
On étudii étudii qualfhativement qualfhativement le le cas cas du du doubk?
doubk? tube tube waxial. waxial.
OndonneraAe,,,=
AO,-A&
L o g A 8 , / A 0 2
O n
O n introduira introduira le le coefficient coefficient global global
#échange.
#échange.
Onfera!eliiavecfesTP.
Onfera!eliiavecfesTP.
Ceci
Ceci est est en en liaison liaison avec avec tete schema schema et et fateli
fateli de de génff génff chimique. chimique.
On
On ne ne demandera demandera pss pss la la repkentatii repkentatii d%changeurs
d%changeurs ** multiples multiples passes passes *.*.
En
En liiison liiison dirette dirette avec avec le le schéma schéma et et lala regulation
regulation etet en en refation refation avw avw l'atelier l'atelier de de genie chimique.
genie chimique.
Ceci
Ceci peut peut etre etre fait fait avec avec profh profh au au tours tours d'un TP.
d'un TP.
Sans
Sans que que cela cela soh soh exigibfe exigibfe des des élèves, élèves, on
on introduira introduira le le coefficient coefficient de de perfor- perfor- mance d'une pompa à chaleur.
mance d'une pompa à chaleur.
On
On citeraen citeraen particulier particulier l'utilisation l'utilisation de de I'air I'air liquide.
liquide.
On
On se se limitera limitera au au réacteur réacteur de de typs typs Gd- Gd- gnard.
gnard.
Dans
Dans ktude ktude des des équipements équipements de de rwc- rwc- teurs
teurs on on insistera insistera sur: sur:
I
111.4.
111.4. OpWions OpWions unhaires unhaires
aa Retour Retour sur sur les les techniques techniques de
de separation separation vues vues en en classe classe de Première
de Première Filtration Filtration
SCdimentation SCdimentation e t e t decan- decan- tation
tation
** Centrifugation Centrifugation -- appkatiw appkatiw àà la la decanta- decanta- tion:
tion: centrifugeuse; centrifugeuse;
-- application application àà la la filtration: filtration:
eswreuse.
eswreuse.
Expfiquer Expfiquer le le fonctionnement fonctionnement àà partir partir du
du schema schema d'un d'un fibre fibre etet de de ses ses équipe- équipe- ments.
ments.
En En fonction fonction des des objectii objectii opktoires, opktoires, justhier
justhier le le choix choix d'un d'un fiftre. fiftre.
ConnaTtre ConnaTtre prf ncipe ncipe et et schéma schéma du du flo- flo- rentin.
rentin.
Savoir Savoir calculer calculer la la hauteur hauteur du du florentin florentin en
en fonction fonction de de la la position position de de l'interphase. l'interphase.
Connaitre Connaitre fa fa definition definition d'un d'un tiire tiire mas- mas- sique.
sique.
Les Les schémas schémas étant étant donnés, donnés, décrire décrire lele fonctionnement.
fonctionnement.
I I
-- le le chauffage chauffage etet le le refroidissement; refroidissement;
-- I'agitation I'agitation (on (on citera citera les les principaux principaux modes
modes d'agitation); d'agitation);
-- les les disposiiifs disposiiifs d%tancheiié d%tancheiié (pour (pour l'utili- l'utili- sation
sation sous sous vide vide et et sous sous pression pression moyenne,
moyenne, au au wuvercle wuvercle et et àà l'arbre l'arbre de de transmission
transmission de de I'agitateur); I'agitateur);
-- I'introduction I'introduction d e s d e s r&tifs r&tifs solides, solides, li-li- quides
quides ou ou gazeux gazeux (on (on évoquera évoquera le le pro- pro- blème
blème des des temps temps de de séjour); séjour);
-- la la vidange; vidange;
-- le le travail travail àà reflux; reflux;
-- les les instruments instruments de de controle controle et et de de régulation;
régulation;
-- lala securité. securité.
Toute
Toute Uude Uude de de type type encyclopklique encyclopklique est est totalement
totalement exclue. exclue. On On partira, partira, pour pour cha- cha- cune
cune des des rutxfques rutxfques traitées traitées ici, ici, d'un d'un ou ou deux
deux exernples exernples àà partir partir desquels desquels on on fera fera apparaitre
apparaitre fa fa méthcdologie méthcdologie mise mise en en ceu- ceu- vre
vre etet les les lois lois physiw-chimiques physiw-chimiques appli- appli- quées.
quées. L%tude L%tude des des diierentes diierentes opéra- opéra- ttons
ttons unitaires unitaires doit doit cornfxendre cornfxendre Rtablis- Rtablis- sementdebi!ansmatièreetdebifans sementdebi!ansmatièreetdebifans kergatiques.
kergatiques.
L'anafyse
L'anafyse des des facteurs facteurs ti ti faite faite sans sans calculs.
calculs. L%tude L%tude des des milieux milieux fìltrants fìltrants wmporte
wmporte celle celle des des adjuvants adjuvants de de filtra- filtra- tion.
tion.
Pour
Pour les les techniques techniques mises mises en en aeuvre aeuvre on on che
che gravité, gravité, pression pression accrue accrue et et pression pression réduite.
réduite. Les Les appareillages appareillages décrits décrits com- com- prennent
prennent un un fiitre fiitre fonctionnant fonctionnant par par gra- gra- vite
vite un un filtre filtre diswntinu diswntinu fonctionnant fonctionnant sous
sous pression pression accrue accrue etet sous sous pression pression réduite,
réduite, un un filtre filtre wntinu. wntinu.
L'analyse
L'analyse des des facteurs facteurs est est faite faite de de ma- ma- nf&e
nf&e qualitative, qualitative, sans sans calculs; calculs; on on signa- signa- lera
lera leur leur infiuence infiuence sur sur la la vitesse vitesse limite limite de de chute.
chute. On On donne donne le le principe principe de de la la decan- decan- tation
tation continue continue etet discontinue. discontinue. Par Par wntre wntre en
en ce ce qui qui concerne concerne I'appareillage, I'appareillage, on on traite
traite seulement seulement la la dkantatiw dkantatiw continue continue pour
pour une une émulsion émulsion (florentin) (florentin) etet pour pour une une suspension.
suspension.
L'étude
L'étude reste, reste, ici ici aussi, aussi, qualitative. qualitative. On On décrit une centrifugeuse discontinue décrit une centrifugeuse discontinue pour
pour suspension, suspension, une une centrifugeusecon- centrifugeusecon- tinue
tinue pour pour suspension. suspension.
2 3 2
PROGRAMME
PROGRAMME EXIGENCES ÉLÈVE EXIGENCES ÉLÈVE II
INSTRUCTIONS INSTRUCTIONS ET COMMENTAIRES ET COMMENTAIRES
Dépoussiérage Dépoussiérage des des gaz: gaz:
techniques
techniques mises mises en en aeuvre aeuvre etet appareillage. appareillage.
aa Fragmentation Fragmentation des des so- so- lii
lii etet classement classement méca- méca-
nique.
nique.
ee Distillation. Distillation.
Retour
Retour sur sur les les bases bases theori- theori- que-s
que-s dévefoppées dévefoppées en en Pre- Pre- miere.
miere.
Notion
Notion sur sur les les méthodes méthodes simples
simples d e d e cafcul cafcul des des co- co- lonnes:
lonnes: méthode méthode de de Mac Mac Cabe
Cabe etet Thiele Thiele àà reflux reflux totaf. totaf.
Notion
Notion de de taux taux de de reffux. reffux.
Appareillage industrie1:
Appareillage industrie1:
schema d'ensemble d'une schema d'ensemble d'une installation
installation fonctionnant fonctionnant en en discontinu
discontinu etet d'une d'une instafla- instafla- tion
tion fonctionnant fonctionnant en en continu. continu.
** Connaitre Connaitre fa fa notion notion de de vapeur vapeur satu- satu- rante.
rante.
ConnaIre ConnaIre la la definition definition de de la la fraction fraction molaire.
molaire.
Savoir Savoir lire lire et et utiliser utiliser un un diagramme diagramme isobare:
isobare:
pour
pour une une composition composition donni% donni% d'une d'une phase,
phase, trouver trouver la la temperature temperature d'équilibre d'équilibre etet la la compositiw compositiw de de I'autre I'autre phase. phase.
** Savoir Savoir wmment wmment évoluent évoluent température température etet compositions compositions des des deux deux phases phases le le long long d'uneco!onwàrefluxtotal.
d'uneco!onwàrefluxtotal.
AA partir partir de de donnrks donnrks concernant concernant I'équi- I'équi- libre
libre liquide-vapeurd'un liquide-vapeurd'un mélangezéotro- mélangezéotro- pique,
pique, construire construire le le diagramme diagramme de de Mac Mac Cabe
Cabe et et Thiie Thiie àà reflux reflux total. total. l.Wker l.Wker pour
pour déterminer déterminer graphiquement graphiquement le le nom-, nom-, bre
bre de de plateaux plateaux théoriques. théoriques.
Connaitre Connaitre la la déffnition déffnition du du taux taux de de reffux:
reffux:
RR == f_= f_= d&ii d&ii massique massique du du reflux reflux DD débii débii massique massique du du distillat distillat Savoir Savoir schématiser schématiser une une installation installation de de distillation
distillation fonctionnant fonctionnant en en wntinu wntinu etet en en dffontinu,
dffontinu, sous sous pression pression atmosphkri- atmosphkri- que
que etet sous sous pression pression réduite. réduite.
Savoir Savoir placer placer les les accessoires accessoires de de wn- wn- trole,
trole, régulation régulation et et sécurité. sécurité.
En
En ce ce qui qui cwwrne cwwrne l'essorage l'essorage on on baite baite une
une essoreuse essoreuse en en diswntinu diswntinu et et une une essoreuse
essoreuse séquentielle. séquentielle.
Séparation
Séparation mécanique: mécanique: traber traber un un ou ou deux
deux appareils appareils dont dont lele cyclone. cyclone.
Séparation
Séparation par par filtration: filtration: un un appareil. appareil.
Par
Par pulvérisation: pulvérisation: un un appareil. appareil.
Electrostatique:
Electrostatique: tra& tra& l'appareil l'appareil àà tubes tubes ou
ou I'apparefl I'apparefl àà plaques. plaques.
Gomme
Gomme procedé procedé on on cite cite la la wmpression, wmpression, les
les chocs, chocs, les les actions actions wmbinés. wmbinés. Les Les etapes
etapes de de fa fa fragmentation fragmentation sont sont le le wn- wn- wssage,
wssage, la la granuMion-broyage, granuMion-broyage, la la pul- pul- vérisation-micronisation.
vérisation-micronisation. On On traite traite briè- briè- vement
vement un un apparei
I psrmehantpsrmehant de de réali- réali- ser
ser chaque chaque étape, étape, sans sans oublier oublier les les pro- pro- blèmes
blèmes de de sécurité sécurité qui qui se se posent. posent.
Dn
Dn baite baite d'un appareil appareil servant servant au au classe- classe- ment
ment mtkanique. mtkanique.
Labasedelathécrkaététraiiéeen Labasedelathécrkaététraiiéeen Prernike.
Prernike. IlIl ne ne sera sera pss pss inutile inutile de de la la reprendre
reprendre ici ici en en la la complétant. complétant. On On se se limitera
limitera àà ce ce sujet sujet aux aux points points suivants: suivants:
Courbes
Courbes isobares isobares de de mélanges mélanges azéotro- azéotro- piques.
piques.
Définition
Définition des des coefficients coefficients de de vofablité vofablité absolue
absolue etet reiative. reiative.
Determination
Determination graphique graphique du du nombre nombre de de plateaux
plateaux thécriques thécriques àà reflux reflux total total par par la la mkthode
mkthode de de Mac Mac Cabe Cabe et et lhii. lhii.
Calwl
Calwl de de la la hauteur hauteur équivalente équivalente àà un un plateau
plateau théc4ique. théc4ique.
AA l'wcasion l'wcasion des des Travaux Travaux Pratiques, Pratiques, on on fera
fera remarquer remarquer les les diiérences diiérences entre entre les les compcrtements
compcrtements réefs réefs àà reflux reflux donné donné etet àà reflux
reflux total. total.
L'appareillage L'appareillage comprend: comprend:
Chaudii
Chaudii ou ou bouilleur bouilleur (interne (interne ou ou ex- ex- teme1
teme1 ;;
Dolonne
Dolonne àà plateaux: plateaux: décrire décrire trois trois types types de
de plateaux plateaux ;;
Dolonne
Dolonne àà gamissags: gamissags: dkrfre dkrfre une une co- co- lonne
lonne etet donner donner deux deux exernples exernples de de gar- gar- nissages
nissages industriels. industriels.
Système
Système de de rétrogradation rétrogradation àà wndensa- wndensa- tion
tion partielle partielle (dkflegmateur) (dkflegmateur) etet àà conden- conden- satioj~
satioj~ totale totale (condenseur). (condenseur).
Appareils
Appareils de de transfert transfert de de chafeur: chafeur: préci- préci- ser
ser leur leur r& r& et et mentionner mentionner les les types types les les plus
plus u d i i . u d i i .
r PROGRAMME PROGRAMME II EXIGENCES ÉLÈVE EXIGENCES ÉLÈVE II
INSTRUCTIONS INSTRUCTIONS ET COMMENTAIRES
ET COMMENTAIRES II
Evaporation: Evaporation:
-- simple simple effet, effet, -- effe& effe& multipks, multipks, -- description description de de deux deux ex- ex- enlples
enlples d'appareils. d'appareils.
Crtstallisation: Crtstallisation:
techniques mises en ceuvre techniques mises en ceuvre etet appareillage. appareillage.
Séchage Séchage par par évapcration. évapcration.
DWrentes
DWrentes méthodes: méthodes:
-- parléchageàl'air; parléchageàl'air;
-- sous sous vide; vide;
-- atomisation, atomisation, pulvérisation. pulvérisation.
Savoir Savoir faire faire un un bilan bilan massique, massique, un un bifan
bifan themtique themtique sans sans recyclage, recyclage, dans dans le le cas
cas d'un d'un évaporateur évaporateur àà simpfe simpfe effet. effet.
Davoir Davoir schématiser schématiser un un évaporateur évaporateur àà simple
simple effet. effet.
la la schéma schéma étant étant donné, donné, expliquer expliquer le le principe
principe de de fonctionnement fonctionnement d'un d'un évapo- évapo- rateur
rateur àà simpfe simpfe effet effet ou ou aa effetsmultiples. effetsmultiples.
Savoir Savoir utiliwr utiliwr les les courbes courbes donnant donnant la la solubiliié en fonction de la ternpérature.
solubiliié en fonction de la ternpérature.
Savoir Savoir faire faire un un bi!an bi!an massique massique dans dans le le cas
cas de de cristaux cristaux non non solvatés. solvatés.
ee Le Le schema schema étant étant donné, donné, expliquer expliquer le le prtncipe
prtncipe de de fonctionnement fonctionnement d'un d'un cristalli- cristalli- seur.
seur.
La La définition définition de de I'humidiié I'humidiié etet ses ses va- va- leurs
leurs initiale initiale et et finale finale étant étant donnws, donnws, savoir
savoir faire faire le le bi!an bi!an massique. massique.
Savoir Savoir schématiser schématiser un un séchoir séchoir en en wn- wn- tinu
tinu etet ses ses accessoires. accessoires.
Instrumentation:
Instrumentation: controle, controle, régulation, régulation, sécurité.
sécurité.
En
En schema schema on on étudiera étudiera des des wlonnes wlonnes àà rectiffer
rectiffer en en discontinu discontinu etet en en wntinu, wntinu, sous sous pression
pression atmcephérique atmcephérique etet sous sous pres- pres- sion
sion réduite. réduite.
Parmi
Parmi les les techniques techniques mises mises en en (Euvre (Euvre on on cite
cite Wsporation Wsporation àà temperature temperature ordi- ordi- naire,
naire, l'évaporation l'évaporation par par chauffage chauffage sans sans ébulliiiw
ébulliiiw et et avec avec ébullttion, ébullttion, sous sous pres- pres- sion
sion rkluite rkluite etet sous sous pression pression atmosphe- atmosphe- rique.
rique. Dn Dn donne donne lele principe principe de de l'évapora- l'évapora- tion
tion àà multiples multiples effets, effets, en en prkkant prkkant sori sori avantage
avantage par par rappcrt rappcrt àà I'évaporation I'évaporation àà simple
simple effet. effet. On On décrit décrit ensuite ensuite deux deux appareils
appareils industdels industdels au au choix. choix.
Dn
Dn traitera traitera les les méthodes méthodes par par ensemen- ensemen- cement,
cement, par par wncentration, wncentration, par par refroidis- refroidis- sement.
sement. On On dkrira dkrira le le phkomène phkomène de de blindage.
blindage. Dn Dn justifii justifii le le role role de de l'agita- l'agita- tion,
tion, de de la la vitesse vitesse de de refroidissement. refroidissement.
Dans
Dans le le cas cas de de cristaux cristaux solvates, solvates, lele Man Man massique
massique ne ne donnera donnera pss pss lii lii àà question question au
au baccalauréat. baccalauréat.
On
On décrira décrira un un appareil appareil par par refroidisse- refroidisse- ment
ment etet un un évaporateur évaporateur conwntrateur conwntrateur par
par wuuition wuuition sous sous pressicn pressicn réduite. réduite.
Dn
Dn déftnira déftnira le le taux taux d'humidiié d'humidiié pour pour un un échantillw
échantillw donne: donne:
massesofvam massesofvam 7=
7= masse masse &&antillon &&antillon sec sec Dn
Dn dkrfra dkrfra un un séchoir séchoir fonctionnant fonctionnant en en wntinu
wntinu etet en en discontinu. discontinu.
IV.
IV. CONTROLE CONTROLE ET ET RÉGULATION RÉGULATION EN EN GÉNIE GÉNIE CHIMIQUE CHIMIQUE Dans
Dans toute toute tette tette étude, étude, on on s'attachera s'attachera àà préciser
préciser lele role role des des régulations régulations et et des des mesures
mesures en en liiison liiison avec avec le le procédé procédé de de fabrication.
fabrication. On On en en parka parka donc donc chaque chaque fois
fois que que kccasion kccasion se se prfkentera prfkentera etet on on justfiera
justfiera ainsi ainsi intéret intéret ou ou nacessM. nacessM.
IV.1.
IV.1. Mesures. Mesures.
Pappels
Pappels de de Première: Première:
Mesure
Mesure des des volumes, volumes, des des masses,
masses, des des débiis, débiis, des des pressions,
pressions, des des tempera- tempera- tures.
tures.
Connailre Connailre les les un& un& des des grandeurs grandeurs mesur&s.
mesur&s.
Savoir Savoir effectuer effectuer une une letture. letture.
La
La mesure mesure est est une une activiié activiié que que le le chi- chi- miste pratique constamment. Après une miste pratique constamment. Après une présentation generale des techniques présentation generale des techniques mises
mises en en jeu, jeu, on on aura, aura, durant durant toute toute I'année,
I'année, kccasfon kccasfon de de perfectionner perfectionner le le savoir
savoir faire faire des des élèves. élèves.
235
235
PROGRAMME PROGRAMME N.2.
N.2. Boucfe Boucfe de de régufation régufation simple:
simple:
-- crwafptfon crwafptfon d'une d'une boude boude simple.
simple.
MIGENCES ÉLÈVE
MIGENCES ÉLÈVE INSTRUCTIONS INSTRUCTIONS
ET
ET CCMMENTAIRES CCMMENTAIRES
*
Leschéma
d'uneboucle boucle étant étant dwné, dwné, On On partira partira d'un d'un dispositii dispositii cwcret cwcret simpte. simpte.
savoir savoir ident&: ident&:
-- grandeur grandeur àà régler, régler, -- grandeurfs) grandeurfs) perturbamce(s), perturbamce(s), -- grandeur grandeur r@lante, r@lante, -- corl.signe. corl.signe.
SJr SJr lele m&ne m&ne dispositii, dispositii, identitier: identitier:
-- capmur(S), capmur(S), -- transmetteur(s), transmetteur(s), -- régUtateur(S), régUtateur(S), -- actionneurfs). actionneurfs).
- Exemple Exemple de de régulatii régulatii ::
toutourien, toutourien,
** PD. PD.
1v.3.
1v.3. capteurs. capteurs.
Miseenceuvredeswpteu~
Miseenceuvredeswpteu~
de:
de: -- temperature, temperature, -- pression, pression, -- niveau, niveau, -- vitesse vitesse de de rotation, rotation, _débL, _débL, -- der&, der&, -- pH. pH.
IV.4. Actionneurs.
IV.4. Actionneurs.
V. SCHÉMA
Etude
Etude des des titits titits types types de
de schémas: schémas: schéma schéma de de principe,
principe, schéma schéma de de pro- pro- cédé;
cédé; schéma schéma d'appareil- d'appareil- tage,
tage, schéma schéma détaillé détaillé de de fa- fa- brfcation.
brfcation.
00 Bavoir, Bavoir, sur sur te te schéma schéma de de fabdcation, fabdcation, placer
placer les les wpteurs wpteurs néwssaires néwssaires au au con- con- troie
troie etet àà lala régulation. régulation.
aa Savoir, Savoir, sur sur le le schema schema de de fabrication, fabrication, placer
placer les les actionneurs actionneurs nécessaires. nécessaires.
00 Bavoir Bavoir utiliser utiliser les les cfWrents cfWrents tvpes tvpes de de schema.
schema.
.. Bavoir Bavoir réaliser réaliser un un schema schema de de fabrka- fabrka- tion
tion àà partir partir d'un d'un descriptif descriptif de de procede. procede.
O n
O n se se limitera limitera àà un un exempte exempte simpfe. simpfe.
En
En montrant montrant ks ks insuffkances insuffkances d'une d'une ac- ac- tion
tion tout tout ou ou rieri,, rieri,, on on montrera montrera quafhative- quafhative- ment
ment I'interet I'interet d'une d'une action action proportion- proportion- nelle et d'une action integrale. On se nelle et d'une action integrale. On se limftera
limftera aa signafer signafer te te role role d'une d'une action action dérfvée.
dérfvée.
On
On pourra pourra &entuel!ement &entuel!ement simuler simuler les les courbes
courbes de de réponses réponses wrrespondant wrrespondant aux aux dtierents
dtierents rnodes rnodes de de r@ulation. r@ulation.
AA partir partir de de situatkns situatkns rencontrées rencontrées en en génii
génii chimique, chimique, &sdfier, &sdfier, fefe choix choix etet krnplacement d'un capteur.
krnplacement d'un capteur.
Cn
Cn pouna pouna analywr analywr en en Travaux Travaux Pratiques Pratiques les
les condiiions condiiions de de fonctionnement fonctionnement de de capteurs
capteurs plus plus spéwiques. spéwiques.
Toute
Toute etude etude de de type type encyclofx+dique encyclofx+dique est est totalement
totalement excfue. excfue.
Onseréfere,sibescinest,àladocu- Onseréfere,sibescinest,àladocu- mentation technique foumie.
mentation technique foumie.
Bur
Bur l e s l e s instalfatiw instalfatiw rencontrkes, rencontrkes, o n o n identiiera
identiiera les les actionneurs, actionneurs, on on pkcisera pkcisera leur
leur role, role, on on @Mera @Mera leur leur emplawment. emplawment.
L'enseignement
L'enseignement du du schéma schéma est est intégré intégré àà la
la technologff. technologff.
Les
Les nwnes nwnes étant étant foumies, foumies, le le role role des des
&$ves
&$ves consiste consiste àà repréwnter repréwnter I'instaila- I'instaila- tfon
tfon d'après d'après une une descrfption descrfption d&aill&. d&aill&.
Leur
Leur travail travail se se bome bome àà lala mise mise en en place place d'appareils
d'appareils de de mesure mesure ou ou de de tiri% tiri%
mais
mais aussi, aussi, éventuetfement éventuetfement àà la la resotu- resotu- tion
tion de de probkkes probkkes simpfes simpfes d'imptanta- d'imptanta- tion
tion relative relative et et de de racwrdement racwrdement des des appareillages.
appareillages. Dans Dans la la réalisation réalisation de de schémas
schémas on on integrera integrera l'étude l'étude de de boucks boucks de
de mgulation. mgulation.
En
En aucun aucun ws ws Wlève Wlève n'aura n'aura àà concevoir concevoir tout
tout ou ou partie partie d'une d'une chaine chaine de de fabrfca- fabrfca- tion.
tion.
PROGRAMME
PROGRAMME EXIGENCES EXIGENCES ÉLÈVE ÉLÈVE INSTRUCTIONS INSTRUCTIONS ET COMMENTAIRES ET COMMENTAIRES
I I I
