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Bienvenue sur la page du Master Procédés pour la Chimie, l’Environnement et l’Energie (PCE2)

Ce master propose une formation dans le domaine du Génie des Procédés, avec une coloration spécifique sur les procédés physico-chimiques. Il est co-accrédité par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) et l'Institut National Polytechnique de Toulouse (Toulouse INP). 
 
Qu'est-ce que le Génie des Procédés ?

Citons l'excellente description de cette discipline que vous pourrez retrouver plus en détail dans le livre blanc "Le génie des procédés en France" : 

" Nous définissons le Génie des Procédés comme une discipline d’intégration d’autres sciences telles que la chimie, la biologie, la physique, les mathématiques, la mécanique, et qui a pour objet l’élaboration de produits finis, le recyclage de produits intermédiaires ou la transformation de ressources énergétiques. C’est une expertise technique clé pour toutes les industries de procédés, dont l’importance économique et sociale est considérable. Par son caractère pluridisciplinaire, c’est aussi une science de l’ingénieur essentielle pour l’étudiant qui veut se projeter dans sa carrière, accompagner les transformations de l’industrie ou répondre aux enjeux sociétaux majeurs.

Le Génie des Procédés est une science en constante évolution: la plus grande efficacité des procédés requiert une connaissance toujours plus fine des mécanismes réactionnels, des données thermodynamiques, des données cinétiques ou de la qualité des transferts de matière et de chaleur. Ces données sont à la base d’une réelle conception de procédé, révélant le fait chimique et minimisant la consommation de matière et d’énergie : on parle alors d’intensification de procédé.

Il s’agit bien de développer des procédés innovants, de concevoir l’usine du futur, performante, sûre et mieux intégrée à son environnement : c’est là tout l’enjeu du Génie du Procédé et de son approche systémique mobilisant l’ensemble des acteurs industriels et académiques ! "
 

Le Génie des Procédés comme suite à une formation en chimie ?

En lisant la description ci-dessus, il ne vous a probablement pas échappé que le Génie des Procédés est un domaine multi-disciplinaire. Pourquoi trouve-t-on cette formation au département de Chimie et pourquoi des étudiants chimistes ont un bon profil pour continuer leurs études sur cette voie ? C'est simple, les emplois en Génie des Procédés sont souvent dans les industries chimiques. Historiquement, les domaines principaux d'applications ont été la production industrielle de réactifs, la valorisation des ressources fossiles, le traitement des déchets (en particulier nucléaires), l'électrochimie associée à la métallurgie, etc. 

Le Génie des Procédés ne se résume cependant pas à la chimie pour deux raisons principales.

Premièrement, l'étude de la production industrielle dans le domaine de la chimie demande de résoudre des problèmes scientifiques au delà de la chimie pure. En effet, si une nouvelle réaction développée en laboratoire est relativement bien contrôlée dans un bécher, elle peut être bien plus difficile à mener à bien dans un réacteur industriel dont le volume est typiquement de plusieurs mètres cubes. Dans ces conditions, de nouvelles questions impliquant d'autres domaines scientifiques se posent. Il s'agit de comprendre les écoulements de fluides notamment pour réaliser un mélange efficace, de maîtriser les transferts thermiques par exemple pour refroidir un réacteur industriel dans lequel une réaction fortement exothermique a lieu, d'optimiser les transferts de masse pour amener les réactifs au bon endroit, au bon moment, avec la bonne stoechiométrie dans cet immense réacteur. Ces dernières années la conscience aigüe d'un besoin de gestion des ressources naturelles plus raisonnée fait aussi que les différentes tâches exécutées dans une usine sont de plus en plus couplées: il est par exemple intéressant de récupérer la chaleur d'une réaction exothermique pour alimenter en énergie thermique une autre unité de production, par exemple une colonne à distiller. Concevoir et optimiser de tels couplages est un enjeu majeur du 21eme siècle. Il fait intervenir des sciences comme la mécanique des fluides ou la thermique, mais aussi l'informatique et plus récemment l'intelligence artificielle. 

Deuxièmement, le Génie des Procédés fait intervenir des notions autres que la chimie car il concerne aussi les procédés de séparation souvent basés sur des mécanismes physiques. Il s'agit par exemple de séparation de colloïdes ou d'ions par filtration membranaire ou électrodialyse (potabilisation de l'eau, dessalement), de particules plus grosses par centrifugation ou sédimentation (génie pétrolier, stations d'épuration, métallurgie), ou encore de molécules par absorption (captage de CO2 en sortie d'usine) ou extraction liquide-liquide (retraitement des déchets nucléaires, production d'huiles essentielles...). Ces deux dernières décennies, la production complexe de nouveaux produits ou nouveaux matériaux a forte valeur ajoutée est de plus en plus nécessaire. Ceci se fait grâce à de nouvelles techniques qui nécessitent un contrôle au delà de ce qui est possible dans les grands réacteurs. Des techniques comme la millifluidique ou la microfluidique font ainsi leur apparition dans le domaine, ces dernières demandant une bonne compréhension notamment de la physique à petite échelle

Le master Génie des Procédés et Bioprocédés (GPBP)

Ce master constitue une poursuite d’études naturelle pour les étudiants ayant suivi le parcours Procédés Physico-Chimiques de la Licence de Chimie de l'UT3. Il a pour objectif de donner aux étudiants une formation scientifique solide dans le domaine des procédés physico-chimiques, leur permettant de concevoir, réaliser, étudier et maîtriser les procédés de transformation de la matière et de l’énergie, et de contrôler la qualité et les propriétés des produits finis. Les enseignements théoriques et pratiques dispensés s’appuient sur un socle de connaissances scientifiques fondamentales et permettent aux étudiants d’acquérir des compétences disciplinaires, transversales et professionnelles, les préparant à une insertion professionnelle immédiate ou à une éventuelle poursuite d’études en thèse. Les secteurs d’activité visés concernent aussi bien les industries de la chimie, de l’agroalimentaire, d’élaboration des matériaux, de la pharmacie ou l’ingénierie de la santé que l’étude et le contrôle de l’impact de ces procédés de fabrication et de transformation sur l’environnement ou sur la maîtrise de l’énergie. A la prochaine rentrée, le seul parcours-type qui sera ouvert est le parcours type Procédés Physico-Chimiques pour la Chimie, l’Environnement et l’Energie (PCE2). Il donne aux étudiants des compétences leur permettant de concevoir, dimensionner et optimiser le fonctionnement d’opérations unitaires conventionnelles en génie des procédés et de chaînes de transformation de la matière et de l'énergie innovantes, notamment les procédés électrochimiques et les procédés de séparation membranaire. Quelques UE plus fondamentales permettent d'approfondir les connaissances et préparent à une poursuite d’études en thèse sur l’ensemble des disciplines du génie chimique, en s’appuyant sur les compétences des laboratoires associés. Les domaines d’applications majeurs concernent les procédés de l’industrie chimique, la gestion de l’énergie et la maîtrise de l’impact des procédés sur l’environnement. Les débouchés essentiels concernent les postes d'ingénieur d'études de procédés physico-chimiques, conception de pilotes et unités industrielles, responsable de chaînes de traitement de surface, ingénieur / chef de projet en optimisation de procédés de production et qualité, ingénieur recherche dans l'industrie et une poursuite d’études en doctorat.