École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : PET · S5 · UE1 — Acoustique et chimie des hydrocarbures

  • Chimie des hydrocarbures

    Le pétrole brut et le gaz naturel sont des mélanges extrêmement complexes composés principalement d’hydrocarbures, molécules formées uniquement de carbone et d’hydrogène, accompagnées de composés soufrés, azotés, oxygénés et de traces de métaux. Comprendre leur structure et leur réactivité est indispensable pour le technicien pétrolier : c’est la chimie qui explique pourquoi le brut d’Agadem se comporte ainsi lors de son transport dans l’oléoduc Niger–Bénin, comment la raffinerie SORAZ de Zinder le transforme en GPL, essence, gasoil et fioul, et pourquoi le soufre ou les paraffines posent des problèmes d’exploitation. Ce cours (14 h de CM, 6 h de TD, 20 h de travail personnel, 2 crédits) relie la chimie organique fondamentale aux réalités industrielles.

    Objectifs d’apprentissage

    • Classer et nommer les hydrocarbures (alcanes, cycloalcanes, alcènes, alcynes, aromatiques) selon les règles IUPAC.
    • Relier la structure moléculaire aux propriétés physiques (ébullition, densité, indice d’octane, pouvoir calorifique).
    • Écrire et équilibrer les principales réactions : combustion, substitution, addition, craquage, reformage, isomérisation, alkylation, hydrotraitement.
    • Effectuer des calculs stœchiométriques sur les combustions et les transformations.
    • Décrire la composition du gaz naturel et du pétrole brut et calculer les propriétés d’un mélange gazeux.

    Prérequis

    Chimie organique de base (liaisons, fonctions, isomérie) et chimie analytique ; notions de mole, masse molaire et équilibrage d’équations.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Classification et nomenclature des hydrocarbures
    2. Leçon 2 — Propriétés physiques et structure des familles d’hydrocarbures
    3. Leçon 3 — Réactions chimiques spécifiques aux hydrocarbures
    4. Leçon 4 — Chimie du gaz naturel et du pétrole brut

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 14 h, TD 6 h, TP 0 h, TPE 20 h (2 crédits). Évaluation : contrôle continu (quiz, exercices de TD, interrogation écrite) 40 % et examen terminal écrit 60 %.

    Bibliographie

    • J. G. Speight, The Chemistry and Technology of Petroleum, CRC Press.
    • J.-P. Wauquier (dir.), Le raffinage du pétrole, tome 1 : Pétrole brut, produits pétroliers, schémas de fabrication, Éditions Technip / IFP.
    • P. Arnaud, Chimie organique, Dunod.
    • J. H. Gary, G. E. Handwerk, M. J. Kaiser, Petroleum Refining: Technology and Economics, CRC Press.

  • Acoustique

    L’acoustique est la science des ondes mécaniques qui se propagent dans les gaz, les liquides et les solides. Dans l’industrie pétrolière, elle est omniprésente : la sismique réflexion qui a permis de découvrir les structures du bassin d’Agadem (Termit) repose sur la propagation d’ondes élastiques dans le sous-sol ; la diagraphie sonique mesure la vitesse du son dans les roches pour en estimer la porosité ; les sonars, échosondeurs et sondes ultrasonores servent à l’imagerie sous-marine, au contrôle de la cimentation des puits et à l’inspection des pipelines comme celui de l’oléoduc Niger–Bénin. Ce cours de 20 h de CM, 10 h de TD et 30 h de travail personnel donne au futur technicien supérieur les bases physiques nécessaires pour comprendre, contrôler et interpréter ces mesures.

    Objectifs d’apprentissage

    • Décrire une onde acoustique par ses grandeurs (fréquence, longueur d’onde, célérité, intensité, niveau en décibels, impédance).
    • Relier la vitesse des ondes P et S aux propriétés élastiques et à la densité des roches et des fluides.
    • Calculer des coefficients de réflexion, des angles de réfraction et l’atténuation d’une onde.
    • Expliquer la chaîne d’acquisition et de traitement d’un signal acoustique (échantillonnage, filtrage, sommation, correction NMO).
    • Appliquer ces notions à la sismique terrestre et marine, à l’imagerie sous-marine et à la diagraphie sonique.

    Prérequis

    Bases de physique générale (mécanique, ondes, énergie), trigonométrie, logarithmes et puissances de dix.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Ondes acoustiques et ultrasonores : grandeurs fondamentales
    2. Leçon 2 — Propagation des ondes dans les milieux géologiques et pétroliers
    3. Leçon 3 — Acquisition et traitement des signaux acoustiques
    4. Leçon 4 — Applications en géophysique et imagerie acoustique

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 20 h, TD 10 h, TP 0 h, TPE 30 h (3 crédits). Évaluation : contrôle continu (quiz en ligne, exercices de TD, devoir surveillé) 40 % et examen terminal écrit 60 %.

    Bibliographie

    • A. D. Pierce, Acoustics: An Introduction to Its Physical Principles and Applications, Springer / Acoustical Society of America.
    • L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, J. V. Sanders, Fundamentals of Acoustics, Wiley.
    • R. E. Sheriff, L. P. Geldart, Exploration Seismology, Cambridge University Press.
    • Ö. Yilmaz, Seismic Data Analysis, Society of Exploration Geophysicists.
    • X. Lurton, An Introduction to Underwater Acoustics, Springer.