Master Génie des

Procédés

Détails des enseignements

Master 1

Master 2 GPN

Master 2 Ecotech

Sommaire

Informations

Architecture générale du Master

Master Génie des Procédés première année

Master deuxième année - Ecotechnologie et Procédés Propres

Master deuxième année - Génie des Procédés appliqués au Nucléaire

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DOMAINE DE RATTACHEMENT : STS (SCIENCES, TECHNOLOGIES ET SANTÉ)

INTITULÉ DE LA MENTION : GÉNIE DES PROCÉDÉS

COMPOSANTE DE RATTACHEMENT : UFR SCIENCES AIX-MARSEILLE UNIVERSITÉ

RESPONSABLE DE LA MENTION : Émilie CARRETIER emilie.carretier@univ-amu.fr+334 42 90 85 10 / +336 46 37 42 88

Responsables Universitaires

Responsable du Master deuxième année option GPN : Élisabeth BADENS (elisabeth.badens@univ-amu.fr)

Responsable du Master deuxième année option EcoTech : Émilie CARRETIER (emilie.carretier@univ-amu.fr)

Directeur des études Master première année : Adil MOUAHID (adil.mouahid@univ-amu.fr)

Responsables CEA

Co-responsables de la spécialité GPN : Christian LATGÉ & Leïla GICQUEL (christian.latge@cea.fr ; leila.gicquel@cea.fr)

Adresse

Campus Scientifique de Saint-Jérôme à MarseilleFaculté des Sciences Aix-Marseille UniversitéAvenue Escadrille Normandie Niémen - 13397 Marseille Cedex 20

INFORMATIONS

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Architecture générale du Master

MASTER 1 Tronc commun

S 1 UE 1 Phénomènes de transport (60h)

UE 2 Mathématiques appliquées (60h)

UE 3 Opérations Unitaires 1 (60h)

UE 4 Outils du Génie des Procédés (60h)

S 2

UE 5 Opérations Unitaires 2 (60h)

UE 6 Langues et Projets (60h)

UE 7 Problématiques industrielles (60h)

UE 8 Travaux pratiques de Génie des Procédés (60h)

UE 9 Formation Professionnelle (45h + stage de 3 mois)

UE 10 Options (60h)

UE 10A Conduite des procédés

UE 10B Méthodes de résolution numériques appliquées au Génie des Procédés

MASTER 2Deux spécialités

Génie des Procédés, Ecotechnologies et Procédés Propres (EcoTech)

Génie des Procédés appliqués au Nucléaire (GPN) 214h spécifiques "Nucléaire" (sur 307h)

S 3

UE 11 Traitement des eaux (60h)UE 11 Traitement des eaux (63h) dont 35h

spécifiques "Nucléaire"

UE 12 Traitement des gaz (60h)UE 12 Traitement des gaz (61h) dont 36h spécifiques

"Nucléaire"

UE 13 Traitement des déchets solides (60h) UE 13 Traitement des déchets solides (60h) dont 60h

spécifiques "Nucléaire"

UE 14 Options (60h)

Option 1 : Chimie analytique de l’environnement

(60h)

ou 4 options au choix parmi les options suivantes :

Option 2 : Séparations membranaires (15h)

Option 3 : Fluides supercritiques (15h)

Option 4 : Ecoulements diphasiques (15h)

Option 5 : Turbulence (15h)

Option 6 : Bioprocédés (15h)

Option 7 : Phénomènes aux interfaces (15h)

Option 8 : Extraction liquide-liquide (15h)

Option 9 : Dynamique des systèmes (15h)

UE 14 Généralités sur le nucléaire (63h)

63h spécifiques "Nucléaire"

UE 15 (60h)

Langues et Communication Environnementale (40h)

Conception et Optimisation des Procédés (20h)

UE 15 (60h)

Langues et Communication Environnementale (40h)

Conception et Optimisation des Procédés (20h)

dont 20h spécifiques "Nucléaire"

S 4UE 16 Stage en entreprise ou dans un laboratoire de

recherche (durée : 6 mois)

UE 16 Stage en entreprise ou dans un laboratoire de

recherche dans le secteur du nucléaire (durée : 6mois)

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Première année

Master Génie des Procédés

UE 1 Phénomènes de Transport (60h)

Les transferts de quantité de mouvement, matière ou énergie, qu’ils soient couplés ou non, constituentles briques élémentaires de l’enseignement en Génie des Procédés. Ils sont le support de tous les coursconsacrés aux opérations unitaires.

Module 1 - Mécanique des fluides & Transfert de Chaleur (20hCM, 20hTD) Denis MARTINAND, FrédéricSCHWANDERTransfert de quantité de mouvement : rappels de statique des fluides, viscosité, nombre deReynolds, régimes d’écoulement, théorème de Bernoulli, pertes de charge régulières et singulières,écoulements dans les milieux poreux.Transfert de chaleur : loi de Fourier et conduction, convection naturelle et convection forcée,nombres adimensionnels, corrélations, échangeurs de chaleur, rayonnement.

Module 2 - Transfert de matière (10hCM, 10hTD) Adrien SAVOYANTTransfert de matière en écoulement laminaire : diffusion, définition de base des vitesses et des fluxmolaires pour un mélange multi constituants, bilan matière en transitoire et multidirectionnel,bilans en coordonnées cartésiennes, sphériques et cylindriques, loi de Fick, calcul des coefficients dediffusion.Transfert de matière en régime turbulent : définitions, convection forcée, nombres adimensionnels,analogies avec le transfert thermique, corrélations.Transfert de matière aux interfaces : coefficients de film et coefficients globaux, applications à desexemples de Génie des Procédés (membrane, transfert gaz liquide, nombre de Hatta).

UE 2 Mathématiques appliquées (60h)

Eléments de mathématiques indispensables à la résolution des équations différentielles ou algébriqueslargement utilisées en Génie des Procédés lors de l’établissement des bilans matière, énergie ou dequantité de mouvement.

Module 1 - Maths appliquées (20hCM, 20hTD)AMUIntégrales généraliséesTransformée de FourierTransformée de LaplaceRésolution d’équations aux dérivées partielles

Module 2 - Méthode de la Recherche Expérimentale (14hCM, 6hTD)Michelle SERGENTCe module a pour objet des méthodes de planification expérimentale permettant d’optimiser l’efficacitéd’une expérimentation. En effet, il existe des outils mathématiques permettant de sélectionner aumieux l’ensemble des expériences à réaliser (construction de "matrices d’expériences") pour répondreaux objectifs de l’expérimentateur.

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UE 3 Opérations Unitaires 1 (60h)

Les opérations unitaires constituent les maillons élémentaires de toute installation de transformationde la matière dans l’industrie, et ce quel que soit le domaine d’activité. Cette UE présente les méthodespermettant de calculer l’efficacité des appareillages, de permettre leur dimensionnement et donneégalement un aperçu de l’aspect technologique.

Module 1 - Approche unifiée des opérations unitaires - Rectification, absorption, Extraction (23hCM,12hTD) Élisabeth BADENS1/ Transfert isotherme de matière entre phasesNotion d’efficacité – Etages théoriques d’équilibre – Unités de Transfert – Dimensionnement descontacteurs – Comparaison HUT et HEPT.2/ Diagrammes de phase liquide-vapeur (mélanges binaires), liquide- liquide (mélanges ternaires)3/ Etude des opérations d’absorption, d’extraction liquide-liquide et de distillation.Distillation continue ; Calcul de l’efficacité d’une colonne de rectification (méthodes graphiques de MacCabe et Thiele et de Ponchon et Savarit).Distillation discontinue.

Module 2 - Séparations membranaires (10hCM, 5hTD) Émilie CARRETIERLes différentes techniques de séparation membranaires. Les applications industrielles.Méthode de préparation et de caractérisation des membranes, technologie des modules membranaires.Agencement des modules, développement d’un procédé membranaire.

UE 4 Outils du Génie des Procédés (60h)

Les deux modules constituant cette UE sont caractéristiques de l’approche systémique du Génie desProcédés. Le premier module initie aux techniques de simulation et d’optimisation. Le second moduleest consacré à la description du fonctionnement de système en régime transitoire.

Module 1 - Conception, Simulation et optimisation des procédés (12hCM, 23hTP) Pascal DENISCe cours s’intéresse à la naissance, la vie et la mort d’un procédé :- Origine du procédé, développement, mise en œuvre sous l’ensemble des aspects industriels. Du

développement en laboratoire, en passant par la modélisation, la simulation, puis l’établissement desPID dans le cadre des Avant-Projets.

- Mise en place du procédé, gestion de la logistique de la construction, des aspects réglementaires, desnormes et des aspects externes au Génie des procédés.

- Conduite du process : instrumentation, entretien, maintenance, approvisionnement, logistique,arrêt/démarrage d’unités.

- Arrêt d’un process : précaution, sécurité, environnement, démantèlement, dépollution.

Module 2 - Dynamique des systèmes - DTS (13h CM, 12h TD) Olivier BOUTINLa transformation de Laplace – La fonction de transfert, Systèmes linéaires du premier etsecond ordre à paramètres localisés, Systèmes linéaires à retard et paramètres distribués,DTS-Modélisation.

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UE 5 Opérations Unitaires 2 (60h)

Cette UE est complémentaire à l’UE 3. L’ensemble de ces enseignements doit permettre une bonneconnaissance des opérations du Génie des Procédés, en particulier des opérations de séparation, et desréacteurs.

Module 1 - Opérations sur le solide : Broyage, séchage, fluidisation, filtration, cristallisation (15hCM, 15hTD)Émilie CARRETIERDéfinitions : taille moyenne de particules, distribution de taille, Diagramme de Mollier.Cinétiques de séchage. Les différentes limitations au transfert de masse. Temps de séchage.Relation perte de charge-vitesse en fluidisation gaz-solide.Vitesse terminale de chute et vitesse minimale de fluidisation : nombre de Galilée.Théorie de la filtration.Filtration à débit constant, à pression constante. Loi de Ruth. Cas des gâteaux compressibles.

Module 2 - Réacteurs idéaux (10hCM, 10hTD) Yasmine MASMOUDIRappels de cinétique des réactions complexes.Cinétique chimique, avancement d’une réaction, classification des réacteurs, réacteurs idéaux.Bilans matière dans les réacteurs idéaux, réactions à stœchiométrie unique et multiple.Influence des variables physiques sur l’avancement des réactions.Bilan d’énergie, couplage bilans matière- énergie, réacteur adiabatique, stabilité des réacteurs.

Module 3 - Introduction aux Réacteurs Polyphasiques (5hCM, 5hTD) Élisabeth BADENS- Transport externe - Transport interne - Nombre adimensionnels caractéristiques- Réactions catalytiques (fluide-solide non consommable)- Réactions fluide-solide consommable (Modèle du cœur rétrécissant )- Réactions fluide-fluide - Critère de Hatta - Vitesse apparente d’une réaction fluide-fluide

UE 6 Langues et projets (60h)

L’objectif principal de ce module est de renforcer les compétences dans une langue vivante pouraméliorer l’intégration dans le monde professionnel d’une part et valider la maîtrise d’une langued’autre part.

Module 1 - Langues (30hTD) Fidel MARTINEZCe module est destiné à l’étude de l’anglais, que ce soit au niveau d’un approfondissement des bases dela langue ou de l’adaptation à la communication et au langage scientifique.

Module 2 - Projets (30hTP) Laurence D’ALIFE MARTINEZDans ce module, il est demandé à un groupe d’étudiants de mener une recherche sur un sujet lié auxprocédés et à l’environnement, en accord avec l’équipe responsable qui comprend des enseignants desciences et de langues. Cette recherche donne lieu en fin de semestre à la remise d’un rapport écritsynthétique d’une vingtaine de pages, rédigé en anglais, et d’une soutenance orale d’une vingtaine deminutes également en anglais.

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UE 7 Problématiques Industrielles (60h)

Le premier objectif de cette UE concerne la notion de « risque » au sens large inhérente audéveloppement d’un procédé industriel. Ces modules doivent permettre d’acquérir les compétences debase nécessaires au développement de la qualité des procédés tout en maîtrisant la sécurité desinstallations et en prévenant certains risques chimiques classiques. Le dernier module permet, à partird’exemples concrets, de montrer quelles sont les contraintes et les problématiques rencontrées lors dudéveloppement d’un procédé, du laboratoire à l’usine. Ce dernier module se penche également surl’évaluation technico-économique du procédé qui demeure la contrainte ultime.

Module 1 - Sûreté des Procédés (23hCM, 2hTD) Florence BLOISE, Karine LIGER, Alain MICHEL, ChristianLATGÉ (CEA)Sûreté, Sécurité, Phénoménologie des accidents chimiquesVocabulaire de la sûreté, Notions de risques, Description des phénoménologies accidentellesEmballement thermique, BLEVE, explosion poussière, risque hydrogène.Risques chimiques, arbre des causesSûreté nucléaire

Module 2 - Management de la Qualité (12hCM, 8hTD) Nathalie CHASSEFAIRESystème de management de la qualitéContenu : l’objectif du module est de découvrir les notions de maitrise et de gestion de la qualité et d’encomprendre les enjeux et les finalités. Différents thèmes sont abordés :Qualité et système de management : évolution du concept, les enjeux de la maitrise de la qualité, lesprincipes de management, le système de management de l’environnement (ISO 14001)La norme ISO 9001 : présentation et illustration des exigences, certification des systèmes demanagementL’audit qualité : méthodologie et cas pratique

Module 3 - Développement d’un procédé (CM 10h, TD 5h)Méryl BROTHIER (CEA)La recherche au laboratoire, le passage au pilote, retour sur le laboratoire.Extrapolation – Dimensionnement.Aspects technico-économiques.

UE 8 Travaux pratiques du Génie des Procédés (60h)

Appliquer les notions apprises en travaillant sur des installations à l’échelle pilote. Ces TP se déroulentdans une halle technologique entièrement dédiée au Génie des Procédés. Ils permettent d’appréhender lesproblèmes de mécanique des fluides et d’hydrodynamique, de transfert de chaleur et de matière, detraitements de l’eau et de calculs de réacteur.

Travaux pratiques de 5 heures (Total : 25h) AMUTP de Mécanique des Fluides (Mesures de Pertes de Charge, Etude de Pompes).TP de Transfert de chaleur (Echangeur de chaleur, Transfert thermique dans une cuve agitée).TP de Fluidisation.Travaux pratiques de 7 heures (Total : 35h) Yasmine MASMOUDITP Opérations Unitaires (Distillation continue, Distillation discontinue, Extraction, Absorption)TP Réacteurs

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UE 9 Formation professionnelle (60h)

Cet enseignement est axé sur les connaissances élémentaires de comptabilité, de fiscalité, de droit et degestion des entreprises afin de faciliter la future insertion des jeunes diplômés dans la vieprofessionnelle.

Module 1 - Comptabilité, Droit des entreprises, Fiscalité des entreprises (10hCM, 5hTD) Fabien BALMEComparaison EURL/SARL/SA/SAS/SASU/SNCCréation d’entreprise avec étude de marché, éléments financiers, étapes préalables au démarrage del’activité, formalités d’immatriculation, aide à la création, environnement fiscal, obligations comptables,statut du conjoint, embaucher 1 salarié, le local professionnel, le démarrage de l’entreprise.Les entreprises en difficultés avec la procédure de conciliation, la procédure de sauvegarde, leredressement judiciaire, la liquidation judiciaire.Les taxes diverses (la taxe sur les salaires, la taxe sur les véhicules de sociétés, la taxe d’apprentissage).La TVALa taxe locale sur la publicité extérieureLe statut d’auto-entrepreneur

Module 2 - Gestion des entreprises - Gestion de projet (6hCM, 6hTD)Marie-Laure DUFOURLa gestion d’entreprise : les concepts, les différents types d’entreprises, la création d’entreprise.Le chef d’entreprise : fonctions et responsabilités.Les différentes structures d’organisation, les différentes fonctions de la gestion.La communication d’entreprise. La gestion de projet : principes et méthodologie.

Module 3 - Préparation aux entretiens (5hCM, 13hTD) Céline DUVINBilan de compétencesRecherche documentaireRédaction de CV/Lettre de motivationConduite d’entretiens

Module 4 - Pratique professionnelleLes étudiants peuvent suivre au choix :- Stage en entreprise (de 7 à 12 semaines)- Stage en laboratoire de recherche (Initiation à la recherche scientifique)

UE 10 option A Conduite des Procédés (60h)

On s’intéressera d’abord à la prise d’informations sur un procédé, à savoir les capteurs ; seront plus

particulièrement développés les capteurs spécifiques au Génie des Procédés ainsi que les capteurs liés à

l’Environnement. On regardera ensuite comment utiliser ces informations dans une régulation de procédé. Des

travaux pratiques complètent cette formation

Module 1 - Capteurs, Régulation Industrielle (25hCM, 15hTD) Olivier BOUTIN

La boucle de régulation (capteur, procédé, actionneur : exemple de la vanne)

Mise au point des boucles de régulation (exemple du régulateur PID), commande des procédés.

Module 2 - Travaux Pratiques (20hTP) Olivier BOUTIN

Débitmétries liquide et gaz, régulation de niveau, régulation cascade sur un échangeur de chaleur.

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UE 10 option B Modélisation appliquée au Génie des Procédés (60h)

Le but de ce cours est de familiariser les étudiants aux méthodes permettant la modélisation desphénomènes physiques intervenant dans les matières du Génie des Procédés (transfert de matière,transfert thermique, thermodynamique, etc.). Les méthodes numériques permettant de résoudre avecun ordinateur des problèmes mathématiques rencontrés dans le domaine du Génie des Procédés, qui nepeuvent être traités simplement avec une feuille et un stylo, sont traitées. Les notions du calculscientifique sont présentées : recherche des zéros, dérivation et intégration numérique, résolutionsapprochées d’équations différentielles. Des exemples concrets sont traités durant les TD et TP.

(20hCM, 10hTD, 30hTP)Adil MOUAHIDCours- Principes et but de la modélisation,- Méthodes numériques de résolution des équations non linéaires- Initiation au langage de programmation Matlab- Dérivation et intégration numérique- Interpolation et approximation- Recherche des zéros- Méthodes numériques de résolution des équations différentielles (premier et deuxième ordre)

TD / TP- Modélisation des problèmes rencontrés dans le domaine du Génie des Procédés (adsorption,

séchage, transfert de chaleur, etc.)- Première approche de la modélisation : utilisation du logiciel Excel (résolution des équations non

linéaires et mise en forme des résultats)- Prise en main du logiciel Matlab : apprentissage du langage de programmation- Résolution des équations non linéaires sur Matlab- Résolution numérique des équations différentielles (premier et second ordre)- Projets

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Master Génie des Procédés

deuxième année : EcoTech

UE 11 Traitement des Eaux (60h)

Approche macroscopique des problématiques du traitement des effluents aqueux. Cette UE comprenddes enseignements théoriques, une partie pratique et des études de cas.

Module 1 - Traitement des eaux (11hCM, 7hTD) AMU, ProfessionnelsOpérations unitaires du traitement des eaux :Présentation des méthodes de caractérisation des eaux (matières solides, dissoutes …) et des filières detraitement (2hCM, 2hTD) (Olivier BOUTIN, AMU)Traitements physico-chimiques, décantation (6hCM, 4hTD) (Émilie CARRETIER, AMU)Traitements physico-chimiques, cristallisation (3hCM, 1hTD) (Éric BARBIER, Véolia)

Module 2 -Traitement des eaux 2 (15hCM, 7hTD) Professionnels, AMUNormes et législation dans le domaine de l’eau, potable et industrielle (3hCM, 1hTD) (PhilippeHARMANT, co-directeur Aquafluence)Filières industrielles classiques du traitement de l’eau (3h CM, 1h TD) (Emmanuel GUIOL, SEM)Eau potable (2h CM, 1h TD) (Emmanuel GUIOL, SEM)Les traitements biologiques des eaux de station d’épuration (7h CM, 4h TD) (Olivier BOUTIN, AMU)

Module 3 - Travaux pratiques (20hTP) AMUTraitement des effluents aqueux par ultrafiltration (5h TP)Coagulation et optimisation des variables opératoires de l’étape de décantation (5h TP)Dégradation biologique de pollution soluble, respirométrie et mesure de kLa (5h TP)Dessalement de saumure par osmose inverse (5h TP)

UE 12 Traitement des Gaz (60h)

Donner une approche des applications du Génie des Procédés au traitement des gaz en tant que rejetsde l’industrie.

Module 1 - Opérations unitaires de traitement des gaz (10hCM, 10hTD)Adil MOUAHIDOpérations unitaires du traitement des gazPrésentation générale des différentes filièresLa filtration, la condensation, l’absorption, l’adsorption (régénérative et non régénérative), l’oxydationthermique, la perméation gazeuse.

Module 2 - Gestion des problématiques liées au traitement des gaz (10hCM, 5hTD) ProfessionnelsProblématiques industrielles liées au traitement des odeurs dans les STEP (Catherine GRACIAN, Egis)(3h CM, 1h TD) Dispersion atmosphérique des effluents gazeux (Catherine GRACIAN, Egis) (3hCM,1hTD) La biofiltration (Marc BEERLI, Eau Pure) (4hCM, 3hTD)

Module 3 - Traitement des gaz appliqué au nucléaire (12hCM, 3hTD)CEA, IRSN1 - Traitement des aérosols (4hCM) (François GENSDARMES, IRSN)2 - Confinement des installations nucléaires (4hCM) (Alain MICHEL, CEA Cadarache)3 - Purification des gaz (2hCM) (Karine LIGER, CEA Cadarache)4 - Études d’impact (2hCM, 3hTD) (Franck JOURDAIN, CEA Cadarache)

Module 4 - Travaux Pratiques (10hTP)AMUTP Absorption de SO2

TP Adsorption sur phase solide 10

UE 13 Traitement des déchets solides (60h)

Donner les bases du traitement des sols et des déchets et faire le lien avec les opérations unitaires debase du Génie des Procédés. Présenter les différentes filières classiques de traitement, avec une partplus importante faite aux filières de valorisation thermochimique.

Module 1 - Traitement des déchets solides (22hCM, 15hTD, 6hTP) Jean-Henry FERRASSE, Olivier BOUTIN,Christelle CRAMPONTraitement des sols : Les normes et les filières de traitement Décontamination des sols pollués(Christelle CRAMPON) Traitement des déchets solides et valorisation de biomasse / aspectsénergétiques :Aspects énergétiques : rappel de thermodynamique, rendements énergétiques et exégétiques, efficacitéénergétique sur une installation (ex : méthode du pincement).Les procèdes de traitement (incinération …)Valorisation de biomasse : quel potentiel ? quelles filières ? quels débouches ? fabrication debiocarburants et positionnement au sein des énergies renouvelablesUne application particulière : le traitement (et la valorisation) des boues issues de station d’épurationVisites sur siteEn deux demi-journées de visite, l’idée est ici de montrer aux étudiants des exemples de traitement deseaux, gaz et déchets solides et leurs interactions. La rédaction d’une courte note sera demandée auxétudiants dans cette optique d’intégration des différents traitements.

Module 2 : Déchets solides et nucléaires (16hCM, 2hTD) CEA, ANDRAFilières et exutoires (3hCM) (Arnaud LECLAIRE, ANDRA)Procédés de traitement : Compactage, Cimentation, Vitrification (6hCM) (Cimentation : 3hCM, CélineCAU DIT COUMES, CEA Marcoule ; Vitrification : 3h CM, Olivier PINET, CEA Marcoule)Traitement de déchets métalliques (2hCM) (Florent LEMONT, CEA Marcoule)Traitement des déchets tritiés (2hCM) (Karine LIGER, CEA Cadarache)Comportement à long terme des colis (3hCM, 2hTD) (Pierre FRUGIER et Diane REBISCOUL, CEAMarcoule)

UE 14 Options – O1 Chimie analytique de l’environnement

Donner les bases sur les principales méthodes d’extraction / préparation d’échantillons et d’analysesséparatives, électrochimiques et spectroscopiques. Les techniques seront mises en regard avec desapplications environnementales (analyses de substances d’intérêt environnemental dans le milieunaturel).

Module 1 - Introduction a la chimie analytique de l’environnement (33hCM, 27hTP) Yann TERNOIS, LaureMALLERET, Pierre DOUMENQ, Gilbert MILLETechniques modernes d’extraction et de préparation d’échantillons (air/eau/sol-sediment-boues) : solidphase extraction, solid phase. Microextraction, microwave assisted extraction, accelerated solventextraction … techniques séparatives (gas chromatography, high pressure liquid chromatography).Techniques électrochimiques, techniques spectrales (infrared, nuclear magnetic resonance, massspectrometry)

Trois séances de 9 heures permettent d’aborder en pratique les techniques suivantes :solid phase microextraction couplée à GCMS, liquid/liquid extraction couplé à IRaccelerated solvent extraction puis spe couplée à HPLC / fluorimétrie

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UE 14 Options

4 options au choix parmi les modules suivants

O2 - Séparation membranaire II (12hCM, 3hTD) Émilie CARRETIER, Sylvain FAURECe module fait suite à celui proposé en première année. Il vise à faire le point sur les modèles detransfert de masse dans les différents modes de filtration. Des applications du nucléaire et du non-nucléaire viennent illustrer ces théories.Contenu :Introduction et généralités, Définitions des différentes classes et caractéristiques, Mise en œuvre,procédés, performances et limitations, les modèles du transfert séparatif, écoulements dans les milieuxporeux, filtration en mode frontal, filtration en mode tangentiel, perspectives en modélisation,applications (Problématiques classiques ; Applications nucléaires ; Applications dans le domaine del’eau), traitements d’effluents.

O3 - Fluides supercritiques (15hCM) Élisabeth BADENS, Olivier BOUTINCe cours dédié aux fluides supercritiques (FSC) présente les propriétés spécifiques des FSC et lesconditions les plus courantes de leur mise en œuvre. Les différents procédés utilisant le C02

supercritique, l’eau sub- ou supercritique sont développés. Les applications industrielles actuelles ou enémergence des procédés utilisant les FSC sont abordées et une vue d’ensemble de ces applications aussibien à l’échelle nationale qu’à l’échelle internationale est présentée.

O4 - Écoulements diphasiques (12hCM, 3hTD) Sébastien PONCETDéfinition – configuration des écoulements – classification. Exemple d’écoulements diphasiquesindustriels, notion de mélange de phases

O5 - Phénoménologie pratique de la turbulence (12hCM, 3hTD) Sébastien PONCETAprès un bref rappel descriptif des écoulements laminaires et turbulents par les expériences deReynolds, ce cours introduit les théories de la turbulence et présente les limitations de certains modèlesafin d’introduire d’autres approches plus élaborées.Contenu :Analyse descriptive des écoulements laminaires et turbulents (expérience de Reynolds) - exempled’écoulement turbulent – rôle de la turbulence – notion de flux turbulent. Descriptionphénoménologique des mécanismes de transition, laminaire-turbulent et des mécanismes deproduction de turbulence (dynamique et par gravité) – notion globale de diffusion turbulente en milieuconfiné, semi confiné, libre. Introduction à l’analyse de la turbulence : le problème spatiotemporel –analyse statistique, échelle intégrale, micro échelle, échelle dissipative. Turbulence de température, deconcentration – turbulence et force de gravité, turbulence et compressibilité, turbulence et réactionchimique. Modélisation au premier ordre (viscosité, diffusion turbulente) – Insuffisance du modèle – Laphilosophie des modèles sophistiqués (méthodes numériques).Exemple de calcul : écoulement en conduite – la couche limite – le jet libre.

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UE 14 Options

4 options au choix parmi les modules suivants (suite)

O6 - GP et sciences du vivant (12hCM, 3hTD) Audrey SORICModèles biologiques de la dégradation de la pollution, azotée, carbonée et phosphorée. Modèlesphysiques de décantations primaire et secondaire. Modèles de transfert gaz/liquide dans lesbioréacteurs. Couplages des modèles et interactions entre les procédés.

O7 - Phénomènes aux interfaces (12hCM, 3hTD) Sylvain FAURE (9h CM et 3h TD) et Kévin PAUMEL ouFrançois BAQUÉ (3h CM) (CEA)La finalité de ce cours est de faire ressortir la spécificité de la réactivité aux interfaces par rapport àcelle en solution. Le contenu du cours fournit les connaissances de base nécessaires à la réalisation decet objectif.Contenu :Mouillage - angle de contactTension superficielle - tensioactifs - micellesMoussesApplications industrielles : Décontamination dans les domaines du nucléaire, et autres domaines del’industrie… (9h CM, 3hTD) (Sylvain FAURE, CEA Marcoule)Incidence du mouillage sur les méthodes US de contrôle des structures dans les métaux liquides.Autres conséquences du mouillage sur la mise en œuvre des métaux liquides (caloporteurs desRNR) (3h CM) (Kévin PAUMEL ou François BAQUÉ, CEA Cadarache)

O8 - Extraction liquide-liquide (13hCM, 3hTD) Binh DINH (CEA) Philippe BRETAULT (AREVA)Principes généraux. Rappels succincts de thermodynamique. Les solvants : critères de choix, procédésorganiques, hydrométallurgie. (3hCM) (Binh DINH, CEA Marcoule)Procédés. Étude de cas concrets (3hCM, 3hTD) (Binh DINH, CEA Marcoule)Mise en œuvre. Hydrodynamique. Procédure de dimensionnement. Maîtrise des appareillages.Présentation des principaux éléments industriels. (3hCM Binh DINH, CEA Marcoule, 4hCM PhilippeBRETAULT, AREVA)

O9 - Dynamique des systèmes (12hCM, 3hTD)Olivier BOUTINTransformation de Laplace, fonction de transfert, systèmes linéaires du 1er et 2nd ordre à paramètreslocalisés, systèmes linéaires à retard et paramètres distribués, DTS et modélisation.

UE 15 Procédés et communications (60h)

Une partie de cette UE permet de renforcer les connaissances dans une langue vivante. La deuxième partiedonne des notions de communication, en particulier en cas de crise, et d’apprentissage du suivi desconnaissances scientifiques.

Module 1 - Anglais (30hTD) Enseignant AMUAnglais

Module 2 - Communication environnementale et gestion de crise (12hTD) Professionnel, CEACommunication environnementale - Gestion de crise - Gestion de crise nucléaire (2hTD) (Bernard LINET,INSTN Cadarache)

Module 3 - Conception, simulation, optimisation des procèdes (12hCM, 6hTD) ChristianLATGÉ, Olivier GASTALDI, Karine LIGER (CEA)Approche hiérarchisée et conception (6hCM, 2hTD) (Christian LATGÉ, CEA Cadarache)Simulation, approche séquentielle, utilisation d’un simulateur (6hCM, 4hTD) (OlivierGASTALDI et Karine LIGER, CEA Cadarache)

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UE 16 Stage

Le stage permet de découvrir le monde socio professionnel et d’affiner son propre choix de métier

Module 1 - Evaluation du stageL’évaluation est effectuée par le professionnel responsable au sein de l’entreprise (attitude générale,intégration, dynamisme, respect des règles, autonomie, initiative, compréhension et maîtrise et sujet,connaissances générales).

Module 2 - Rapport écritLe stage donne lieu à la rédaction d’un rapport scientifique écrit, qui peut être différent de celui laissépour l’entreprise. Il doit répondre à certains critères de longueur et de présentation. Il est évalué seloncertains critères (présentation, organisation, style, qualité rédactionnelle, précision scientifique,maîtrise du sujet).

Module 3 - Présentation oraleLe stage donne lieu à une présentation orale dont les critères de notation sont les suivants : qualité dessupports, expression, pédagogie de la présentation, réponse aux questions.

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Master Génie des Procédés

deuxième année : GPN

UE 11 GPN Traitement des eaux (60h)

Approche macroscopique des problématiques du traitement des effluents aqueux. Cette UE comprenddes enseignements théoriques, une partie pratique et des études de cas. Seront abordées plusparticulièrement certaines problématiques du traitement des eaux des réacteurs nucléaires (fluidecaloporteur, fluide de conversion d’énergie, effluents) et du retraitement (extraction liquide-liquide)

Module 1 - Opérations Unitaires de traitement des eaux (11hCM, 7hTD) Universitaires, ProfessionnelsOpérations unitaires du traitement des eaux :Présentation des méthodes de caractérisation des eaux (matières solides, dissoutes …) et des filières detraitement (2h CM, 2h TD) (Olivier BOUTIN, AMU)Traitements physico-chimiques, décantation (6h CM, 4h TD) (Émilie CARRETIER, AMU)Traitements physico-chimiques, cristallisation (3h CM, 1h TD) (Éric BARBIER, Véolia)

Module 2 GPN - Traitement des solutions liquides des installations nucléaires (12hCM, 3hTD) CEA, EDFTraitement de l’eau, caloporteur du circuit primaire des REP (4hCM) (Didier MOLÉ, EDF)Traitement de l’eau des générateurs de vapeur du Système de Conversion d’Énergie (3hCM) (DidierMOLÉ, EDF)Traitement des effluents des Stations de Traitement des Effluents Liquides (STEL, Centrales) :législation et normes, contrôle des rejets… (3h CM) (Yves BARRÉ, CEA Marcoule)Traitement des effluents des installations nucléaires : procédés (extraction solide liquide, liquide-liquide…) (2h CM, 3h TD) (Yves BARRÉ, CEA Marcoule)

Module 3 GPN - Extraction liquide-liquide (13h CM, 3h TD) Binh DINH (CEA) Philippe BRETAULT(AREVA)Principes généraux. Rappels succincts de thermodynamique. Les solvants : critères de choix, procédésorganiques, hydrométallurgie. (3hCM) (Binh DINH, CEA Marcoule)Procédés. Étude de cas concrets (3hCM, 3hTD) (Binh DINH, CEA Marcoule)Mise en œuvre. Hydrodynamique. Procédure de dimensionnement. Maîtrise des appareillages.Présentation des principaux éléments industriels. (3hCM Binh DINH, CEA Marcoule, 4hCM PhilippeBRETAULT, AREVA)

Module 4 GPN : Travaux pratiques (14hTP)AMU, CEATraitement des effluents, ultrafiltration sur membrane céramique (5h) (Halle pilote Campus Saint-Jérôme)Coagulation et optimisation des variables opératoires de l’étape de décantation (5h) (Halle piloteCampus Saint-Jérôme)SIMULEX (simulation dynamique des profils de concentration des espèces d’intérêt au sein desextracteurs d’un cycle de séparation du procédé PUREX) (4hTP) (à l’INSTN, Binh DINH, CEA Marcoule)

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UE 12 GPN Traitement des gaz (61h)

Cette UE propose une approche des applications du Génie des Procédés au traitement des gaz en tantque fluide interne ou rejet des installations de l’industrie. Elle aborde plus particulièrement lesproblématiques de traitement des gaz des installations ou réacteurs nucléaires.Une introduction sur les propriétés spécifiques des fluides supercritiques et leurs applications est faitedans le cadre d’un module différencié.

Module 1 - Opérations unitaires de traitement et gestion des problématiques liées au traitement des gaz(10hCM, 10hTD) Adil MOUAHIDOpérations unitaires du traitement des gazPrésentation générale des différentes filièresLa condensation, l’absorption, l’adsorption (régénérative et non régénérative), la perméation gazeuse.

Module 2 - Fluides supercritiques (15hCM) Élisabeth BADENS, Olivier BOUTINCe cours dédié aux fluides supercritiques (FSC) présente les propriétés spécifiques des FSC et lesconditions les plus courantes de leur mise en œuvre. Les différents procédés utilisant le C02

supercritique, l’eau sub- ou supercritique sont développés. Les applications industrielles actuelles ou enémergence des procédés utilisant les FSC sont abordées et une vue d’ensemble de ces applications aussibien à l’échelle nationale qu’à l’échelle internationale est présentée.

Module 3 - Traitement des gaz appliqué au nucléaire (12hCM, 3hTD) CEA, IRSN1 - Traitement des aérosols (4hCM) (François GENSDARMES, IRSN)2 - Confinement des installations nucléaires (4h CM) (Professionnel)3 - Purification des gaz (2hCM) (Karine LIGER, CEA Cadarache)4 - Études d’impact (2hCM, 3hTD) (Franck JOURDAIN, CEA Cadarache)

Module 4 - Travaux pratiques (11hTP) AMU, CEATP Cadarache Transfert tritium (simulant) (3hTP) (Michèle TROULAY et Pierre TRABUC, CEACadarache)TP Cadarache Filtration dans les installations nucléaires (3hTP) (Professionnel)TP Adsorption sur phase solide (5hTP) (Halle pilote Campus Saint-Jérôme)

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UE 13 GPN Traitement des déchets solides (60h)

Cette UE propose une approche des applications du Génie des Procédés au traitement des déchetssolides des installations de l’industrie. Elle aborde plus particulièrement certaines problématiques detraitement des solides des installations ou réacteurs nucléaires.

Module 1 GPN - Maintenance et démantèlement des installations nucléaires (14hCM, 3hTD) CEA, ONETTechnologies, EDF, AREVALa finalité de ce cours est de présenter les politiques et stratégies de la maintenance et dudémantèlement, en insistant sur les procédés "physico-chimiques" relevant du Génie des procédés.Politiques et stratégies de maintenance et démantèlement des principaux acteurs (incluant desexemples de scenario) (2hCM CEA, 2hCM EDF et 2hCM AREVA)Décontamination et assainissement : choix des procédés, méthodes et appareillages dedécontamination (2hCM CEA, 2hCM ONET Technologies)Recyclage des déchets de démantèlement : procédures, méthodologies (2h CM) (ONET Technologies)Les procédés spécifiques au démantèlement des RNR refroidis au sodium (2h CM) (AREVA)Visite d’un chantier de démantèlement (3h TD) (AREVA)

Module 2 - Déchets solides et nucléaires (16hCM, 2hTD) CEA, ANDRAFilières et exutoires (3hCM) (Arnaud LECLAIRE, ANDRA)Procédés de traitement : Compactage, Cimentation, Vitrification (6hCM) (Cimentation : 3hCM, CélineCAU DIT COUMES, CEA Marcoule ; Vitrification : 3hCM, Olivier PINET, CEA Marcoule)Traitement de déchets métalliques (2hCM) (Florent LEMONT, CEA Marcoule)Traitement des déchets tritiés (2hCM) (Karine LIGER, CEA Cadarache)Comportement à long terme des colis (3hCM, 2hTD) (Pierre FRUGIER et Diane REBISCOUL, CEAMarcoule)

Module 3 GPN - Phénomènes aux interfaces (12hCM, 3hTD) Sylvain FAURE (9hCM et 3hTD) et KévinPAUMEL ou François BAQUÉ (3hCM) (CEA)La finalité de ce cours est de faire ressortir la spécificité de la réactivité aux interfaces par rapport àcelle en solution. Le contenu du cours fournit les connaissances de base nécessaires à la réalisation decet objectif.Contenu :Mouillage - angle de contactTension superficielle - tensioactifs - micellesMoussesApplications industrielles : Décontamination dans les domaines du nucléaire, et autres domaines del’industrie… (9hCM, 3hTD) (Sylvain FAURE, CEA Marcoule)Incidence du mouillage sur les méthodes US de contrôle des structures dans les métaux liquides.Autres conséquences du mouillage sur la mise en œuvre des métaux liquides (caloporteurs desRNR) (3h CM) (Kévin PAUMEL ou François BAQUÉ, CEA Cadarache)

Module 4 GPN - TP Traitement et conditionnement des déchets nucléaires (10hTP) CEATP Conditionnement des déchets nucléaires : Cimentation-Vitrification (6hTP) (Visite Visiatome :Etienne VERNAZ, Visite Cimentation : Céline CAU DIT COUMES, CEA Marcoule)TP Purification du sodium, traitement des résidus sodés (4h TP) (Serge SELLIER, CEA Cadarache)

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UE 14 GPN Généralités sur le nucléaire (60h)

UE introductive des filières de réacteurs, de la fabrication et du cycle du combustible. Sont abordés dansun second temps, les phénoménologies spécifiques du nucléaire et les bases de la sûreté nucléaire. Laproblématique du transfert de matière et ses conséquences dans les réacteurs (contamination,dosimétrie, purification…) sera traitée.

Module 1 GPN - Physique des réacteurs (14hCM, 2hTD, 3hTP) INSTN, CEAPhysique nucléaire (2h30 CM, 0h30 TD) (Jean-Christophe KLEIN, INSTN Cadarache)Principe et contrôle de la réaction en chaîne (3hCM, 0h30TD) (Jean-Christophe KLEIN, INSTNCadarache)Évolution du combustible (1hCM, 0h30TD) (Jean-Christophe KLEIN, INSTN Cadarache)Filière REP et thermodynamique (3h30CM, 0h30TD) (Leïla GICQUEL, INSTN Cadarache)Autres filières (4hCM) (Christian LATGÉ, CEA Cadarache)Visite du Centre de Cadarache (3hTP)

Module 2 GPN - Culture nucléaire et sûreté (22h CM, 2h TD) INSTN, CEARadioprotection (2h30 h CM, 0h30 TD) (Patrice Da SILVA, INSTN Cadarache)Cycle du combustible nucléaire, de la mine au retraitement (7h30CM) (Pascal DANNUS, INSTN Saclay)Sûreté nucléaire (12hCM) (Bruno TARRIDE, CEA Cadarache)Démonstration sur simulateur SIREP (1h30TD) (Bruno TARRIDE, CEA Cadarache)

Module 3 GPN - Transfert de matière dans les réacteurs nucléaires (18hCM, 2hTD) CEADistribution de temps de séjour et utilisation de traceurs radioactifs (3hCM) (Xavier VITART, INSTNSaclay)Transfert de radionucléides dans les Réacteurs à Eau Pressurisée (4hCM) (2hCM Frédéric DACQUAIT,2hCM Jean-Baptiste GENIN, CEA Cadarache)Transfert de radionucléides dans les Réacteurs à Neutrons Rapides (3hCM) (1hCM LaurentBRISSONNEAU, 1hCM Jean-Baptiste GENIN, 1hCM Thierry GILARDI, CEA Cadarache)Purification des caloporteurs mis en œuvre dans les installations nucléaires (4hCM) (Christian LATGÉ,CEA Cadarache)Cycle du tritium ITER (4hCM) (Olivier GASTALDI, CEA Cadarache)TD : Bilans Hydrogène-tritium (2hTD) (Thierry GILARDI, CEA Cadarache)

UE 15 Procédés et communications (60h)

Une partie de cette UE permet de renforcer les connaissances dans une langue vivante. La deuxième partiedonne des notions de communication, en particulier en cas de crise, et d’apprentissage du suivi desconnaissances scientifiques.Module 1 - Anglais (30hTD) AMUAnglaisModule 2 - Communication environnementale et gestion de crise (12hTD) Professionnel, CEACommunication environnementale, Gestion de crise, Gestion de crise nucléaire (2hTD) (Professionnel)

Module 3 - Conception, simulation, optimisation des procédés (12hCM, 6hTD) Christian LATGÉ, OlivierGASTALDI, Karine LIGER (CEA)Approche hiérarchisée et conception (6hCM, 2hTD) (Christian LATGÉ, CEA Cadarache)Simulation, approche séquentielle, utilisation d’un simulateur (6hCM, 4hTD) (Olivier GASTALDIet Karine LIGER, CEA Cadarache)

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UE 16 Stage en entreprise ou laboratoire de recherche

Le stage permet de découvrir le monde socio professionnel ou dans un laboratoire de recherche dans lesecteur du nucléaire.

Module 1 - Evaluation du stage

L’évaluation est effectuée par le professionnel responsable au sein de l’entreprise (attitude générale,intégration, dynamisme, respect des règles, autonomie, initiative, compréhension et maîtrise et sujet,connaissances générales)

Module 2 - Rapport écrit

Le stage donne lieu à la rédaction d’un rapport écrit universitaire, qui peut être différent de celui laissépour l’entreprise. Il doit répondre à certains critères de longueur et de présentation. Il est évalué seloncertains critères (présentation, organisation, style, qualité rédactionnelle, précision scientifique,maîtrise du sujet).

Module 3 - Présentation orale

Le stage donne lieu à une présentation orale dont les critères de notation sont les suivants : qualité dessupports, expression, pédagogie de la présentation, réponse aux questions.

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