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Cours d’environnement 2 Procédés industriels et environnement Par Pr Dr Ir Will

Cours d’environnement 2 Procédés industriels et environnement Par Pr Dr Ir Willy KITOBO Pour étudiants de Bac 2 en science de l’ingénieur UNIVERSITE DE LUBUMBASHI Ecole Supérieure des Ingénieurs Industriels et Faculté Polytechnique Année 2015 Introduction Cours d’environnement 2 Objet : l’enseignement des procédés industriels et leurs impacts sur l’environnement Besoin de la maitrise des pré requis suivant : - Chimie 1 et 2 de premiers Bacheliers ; -Environnement et développement durable. Cours de 75 heures au total dont 30 heures de cours théoriques, 20 heures des TP (Exercices et visites usines) et 25 heures de Travail personnel encadré (TPE) Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 2 Introduction Le premier objectif à atteindre est l’apprentissage aux étudiants candidats ingénieurs les grands procédés industriels développés par l’homme pour la fabrication des produits utiles à sa vie. 3 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Introduction Nous citons ici -la production des acides, -La production des bases, - la production des ciments et des matières silicatées (céramiques et verres) - et une partie de la production des matériaux métalliques (matière du cours de métallurgie) est donnée en insistant sur les impacts environnementaux ; il s’agit de la production de l’acier et du traitement des minerais au Katanga (RDC). 4 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Introduction Le second objectif est d’apprendre les aspects écologiques liés à ces techniques de production industrielle. 5 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Introduction La finalité est que tout étudiant en science de l’ingénieur comprenne comment se déroule les grands procédés industriels et qu’il arrive à décrire les principes de production ainsi que les impacts possibles sur l’environnement. 6 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Introduction Ce cours vous aide des choix des technologies propres prônées dans les politiques du développement durable. Il sert également à des cours tels que les sciences de matériaux et les cours spécifiques ou approfondis de chimie industrielle, métallurgie, environnement, génie minéral. 7 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Introduction Les matières d’études sont les suivantes : généralités sur la production industrielle et les impacts environnementaux ; - le traitement des eaux ; - les grands procédés industriels et leurs impacts environnementaux - la production des acides et des bases, - la production de la chaux, 8 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Introduction Les matières d’études sont les suivantes : - la production des ciments et des matières silicatées (céramiques et verres), - la production des aciers, - l’exploitation et le traitement des minerais, - les notions de carbochimie et pétrochimie, - la fabrication de la pâte à papier. 9 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT La Production industrielle (à l’opposé de la production artisanale) = transformation d’une quantité importante des biens naturels ou des rejets (= matière première) en biens de consommation ou d’utilisation (produit fini), à l’aide des connaissances scientifiques cohérentes et des moyens techniques appropriés. 10 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT L’activité industrielle vise un profit en vendant des substances utiles aux besoins de l’homme. La production artisanale concerne la transformation de la matière première en des produits de valeur pour l’homme mais cette production est de petits tonnages. 11 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Exemples de production industrielle : 12 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Concentration par flotation Minerais de cuivre Lixiviation acide ou bactérienne SX – EW Cathodes Cu - le bois est de fois transformé en pâte de papier puis formulé avec beaucoup d’additifs pour obtenir le papier ; - l’alcool est un produit obtenu à partir de maïs qui subit une première fois l’hydrolyse et en deuxième lieu une fermentation alcoolique ; GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Il faut distinguer les transformations chimiques des transformation physiques : Aux cours des transformations chimiques, les matières de départ changent intimement leur nature ; Citons l’exemple de l’huile de palme en addition avec la soude caustique qui se transforme en savon et de la glycérine ; le bois lors de la combustion qui brûle avec l’oxygène de l’air pour former le CO2 et l’H2O. 13 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Aux cours des transformation physiques, quelques propriétés physiques des matières de départ deviennent différentes de celles des produits d’arrivée. Ces propriétés sont par exemple la forme, la couleur, l’état physique tel que solide, liquide ou gaz, etc. 14 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Les installations industrielles sont, dans la plupart des cas, constituées d’unités élémentaires de production dont l’association a pour rôle la fabrication de biens de nature diverse, obéissant à des spécifications précises. Cette production de biens doit être réalisée dans des conditions optimales de sécurité, de qualité, de productivité et de rentabilité. 15 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Exemple Une centrale électrique (centrale TGV – Turbine Gaz Vapeur – ou une centrale électrique fuel- gaz) est une installation industrielle constituée d’unités élémentaires (turbine à gaz, alternateur, chaudière, turbines à vapeur…) travaillant dans des conditions optimales de sécurité, de productivité et de rentabilité pour fournir au client du courant alternatif à 50Hz sous une tension bien déterminée. 16 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Beaucoup de procédés industriels découlent de l’industrie chimique Il n’existe pas une industrie chimique mais un vaste secteur d’activités : - Chimie de base (minérale et organique) - la parachimie - la pharmacie - la métallurgie chimique 17 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT La chimie de base concerne l’obtention des grands produits dits de base et des grands intermédiaires de la chimie minérale et organique, à partir de quelques dizaines de matières premières soumises à des transformations de plus en plus complexes. 18 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Notons qu’on subdivise le plus souvent la chimie de base en : - Chimie lourde : cycle de fabrication court, installation à marche continue et automatisée, gros tonnage, bas prix - Chimie fine : prix plus élevés, tonnage plus restreints, opérations effectuées dans des ateliers. 19 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Les industries de la parachimie partent de la chimie de base et les formulent. Les produits élaborés sont des produits fonctionnels ayant une fonction précise : savons et détergents, parfums et cosmétiques, peintures, vernis, encres d’imprimerie, produits d’entretien et produits ménagers, liants, colles et adhésifs, abrasifs, explosifs,… La pharmacie est également une production parachimique mais elle est classée séparément en raison de sa spécificité très particulière. 20 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Matières premières et énergie Les matières premières constituent une donnée de toute première importance puisqu’aucune substance utile ne peut être produite si l’on ne dispose pas de cette matière. Les matières premières peuvent être naturelles : - Air, l’eau, sel (NaCl), présents dans les mines et contenu dans l’eau des mers et des océans, les minerais du sous sol, 21 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 GENERALITES SUR LA PRODUCTION INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENT Matières premières et énergie - Produit de cultures ou d’élevage (renouvelables) et charbon minéral, pétrole (produits épuisable) Les matières premières sont de fois des produits intermédiaires de la chimie de base ou des déchets recyclés 22 Cours d’environnement 2 de Bac 2 ESI par le Pr Dr Ir Willy KITOBO 2014 Pour construire une usine, il faut tenir compte des problèmes de l’approvisionnement en matières premières et de l’énergie Ces deux points conditionnent même le choix du site de l’usine et même du procédé et sa mise en œuvre. Le problème d’approvisionnement est à la base des fermetures de beaucoup d’usines européennes et même à la base de beaucoup de uploads/Industriel/ cours-d-x27-environnement-2-procedes-industriels-et-environnement.pdf