Chimie appliquée

Ce cours de chimie appliquée donne au futur technicien en génie mécanique les outils chimiques dont il a besoin dans l’industrie : comprendre et chiffrer les réactions des procédés (cuisson du clinker à la cimenterie de Malbaza, combustion du charbon à la centrale SONICHAR, combustion du gazole et du butane, production et usage de l’acide sulfurique dans le traitement du minerai d’uranium), prévoir le sens et l’énergie d’une réaction (thermodynamique), sa vitesse (cinétique), puis appliquer ces notions à la corrosion des métaux, aux traitements de surface et à la gestion des risques chimiques en atelier et en usine.

Objectifs d’apprentissage

• Écrire et équilibrer les réactions industrielles courantes et établir des bilans matière (stœchiométrie, réactif limitant, rendement).
• Calculer une enthalpie de réaction par la loi de Hess, un pouvoir calorifique, et prévoir la spontanéité par ΔG = ΔH − T·ΔS.
• Exploiter une loi de vitesse d’ordre 1, un temps de demi-réaction et la loi d’Arrhenius.
• Expliquer les mécanismes électrochimiques de la corrosion et quantifier une perte de métal par la loi de Faraday.
• Choisir un moyen de protection ou un traitement de surface adapté et appliquer les règles de prévention du risque chimique (SGH, FDS).

Prérequis

Bases de chimie générale : atome, mole, masse molaire, équation-bilan, notions d’oxydoréduction et d’acides-bases.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Réactions chimiques industrielles et bilans matière
2. Leçon 2 — Thermodynamique chimique appliquée aux procédés
3. Leçon 3 — Cinétique chimique et catalyse
4. Leçon 4 — Corrosion, traitement des matériaux et risques chimiques

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP, 20 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, quiz, 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

Bibliographie

• Sharma B. K., Industrial Chemistry, Goel Publishing House.
• Shreve R. N. (Austin G. T.), Shreve’s Chemical Process Industries, McGraw-Hill.
• Atkins P., de Paula J., Chimie physique, De Boeck.
• Landolt D., Corrosion et chimie de surfaces des métaux, Presses polytechniques et universitaires romandes.
• Béranger G., Mazille H. (dir.), Corrosion des métaux et alliages, Hermès-Lavoisier.