Enseignants
Langue
d'enseignement
d'enseignement
Thèmes abordés
De la conception à la transposition à l'échelle pilote de processus microbiologiques et enzymatiques. Bases théoriques et méthodologiques de la cinétique chimique appliquée et de la conception des réacteurs chimiques avec les particularités (cinétiques et phénomènes de transport) des processus biochimiques et microbiologiques dans le but de systématiser les principes sous-jacentes à l'analyse et au dimensionnement des bioréacteurs.
Processus (micro)biologiques caractérisés cinétiquement et thermodynamiquement : Croissance cellulaire, sa mesure ou estimation, utilisation de(s) substrat(s), production de(s) produit(s). Rendements. Productivités. Modèles cinétiques. Estimation de paramètres.
Méthodologie des bilans de matière et d'énergie au service de l'analyse des systèmes biotechnologiques et de leurs performances.
Réacteurs discontinus, continus, semi-continus.
Phénomènes de transfert appliqués à l'analyse de l'aération, l'agitation, la rhéologie, la transposition d'échelle et la stérilisation des bioréacteurs.
Processus (micro)biologiques caractérisés cinétiquement et thermodynamiquement : Croissance cellulaire, sa mesure ou estimation, utilisation de(s) substrat(s), production de(s) produit(s). Rendements. Productivités. Modèles cinétiques. Estimation de paramètres.
Méthodologie des bilans de matière et d'énergie au service de l'analyse des systèmes biotechnologiques et de leurs performances.
Réacteurs discontinus, continus, semi-continus.
Phénomènes de transfert appliqués à l'analyse de l'aération, l'agitation, la rhéologie, la transposition d'échelle et la stérilisation des bioréacteurs.
Acquis
d'apprentissage
d'apprentissage
A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de : | |
| 1 |
a. Contribution de l'activité au référentiel AA (AA du programme) 1.2 2.1 ; 2.2 ; 2.4 4.1 ; 4.2 ; 4.5 8.5 b. Formulation spécifique pour cette activité des AA du programme A la fin de cette activité, l'étudiant est capable de :
|
Contenu
Introduction au génie des bioprocédés et aux principes de conception, d'analyse et d'optimisation des procédés biochimiques et microbiens. Bilans de matière et d'énergie, stœchiométrie, cinétiques et rendements des réactions biologiques. Modélisation et analyse des procédés de fermentation en réacteurs discontinus (batch), discontinus alimentés (fed-batch) et continus (chémostat), pour la production de produits cataboliques (ex. : éthanol, acides organiques) ou anaboliques (ex. : 1,4-butanediol, protéines recombinantes). Évaluation des performances des réacteurs (capacité, productivité) et détermination des conditions opératoires optimales. Étude des phénomènes de transfert de matière et de chaleur, du mélange et des transferts gaz-liquide dans les procédés de fermentation. Application de ces concepts au dimensionnement, à la simulation et à l'optimisation des bioprocédés.
Méthodes d'enseignement
1. Exposés magistraux, avec questions guidées, incluant des exemples concrets tirés de l'industrie, ou avec analyse de cas par l'enseignant [exposés oraux classiques, exposés interactifs à l'aide de matériel audiovisuel (projections vidéo, PowerPoint)].
2. Séances d'exercices (seul ou en équipes), dirigées. Ces exercices visent à familiariser l'étudiant.e avec la méthodologie de résolution de problèmes quantitatifs en conception, modélisation et analyse de bioprocédés microbiens.
2. Séances d'exercices (seul ou en équipes), dirigées. Ces exercices visent à familiariser l'étudiant.e avec la méthodologie de résolution de problèmes quantitatifs en conception, modélisation et analyse de bioprocédés microbiens.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
des acquis des étudiants
L’évaluation de l’unité d’enseignement repose sur un examen écrit (en session) portant sur la compréhension conceptuelle, les développements théoriques et la résolution de problèmes.
L’examen est composé de trois parties :
L’examen est composé de trois parties :
- des questions à choix multiple et/ou des questions vrai/faux, évaluant la compréhension conceptuelle (10 % de la note finale) ;
- des problèmes quantitatifs, similaires à ceux abordés lors des séances d’exercices (50 % de la note finale) ;
- des développements théoriques fondés sur les concepts expliqués, démontrés et discutés au cours des séances magistrales (40 % de la note finale).
Ressources
en ligne
en ligne
Tout le matériel de cours est disponible sur Moodle et comprend :
- Le plan de cours (Syllabus) : la feuille de route du cours. Il précise ce qui sera enseigné, les objectifs d'apprentissage, les sujets abordés, l'horaire, les méthodes d'évaluation, les lectures obligatoires et les attentes envers les étudiant·e·s ;
- Le manuel (Textbook, rédigé par B. Stenuit) : la ressource d'apprentissage principale. Il développe et explique en profondeur la matière du cours et est destiné à l'étude par les étudiant·e·s ;
- Une compilation des diapositives de cours (qui offrent une illustration complémentaire de la matière du manuel, avec des exemples) ;
- Une compilation des séances d'exercices et des rappels théoriques associés ;
- Les solutions des séances d'exercices ;
- Un rappel mathématique (ex. : taux du métabolisme microbien et expressions des variables dépendantes basées sur des équations différentielles ordinaires) ;
- Un guide de résolution de problèmes ;
- Des ressources complémentaires, telles qu'une compilation des constantes de la loi de Henry ou des vidéos.
Bibliographie
* Bioprocessing engineering principles, 2024, 3rd Ed., Ross Carlson, Kate Morrissey, Pauline M. Doran, Academic Press, ISBN: 9780128221914 (BST: TP248.3 .D)
* Bioprocess engineering : basic concepts, 2017, 3rd Ed., Michael L. Shuler, Fikret Kargi, Matthew P. DeLisa. Pearson, ISBN-13: 978-0-13-706270-6 (BST: TP248.3 .S).
* Bioprocess engineering : basic concepts, 2017, 3rd Ed., Michael L. Shuler, Fikret Kargi, Matthew P. DeLisa. Pearson, ISBN-13: 978-0-13-706270-6 (BST: TP248.3 .S).
Faculté ou entité
en charge
en charge
Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)
Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil en chimie et science des matériaux
Master [120] en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire
Master [120] : ingénieur civil biomédical
Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries