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Auteur(s)
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Jean-Jacques BIMBENET : Professeur émérite à l’École nationale supérieure des industries agricoles et alimentaires (ENSIA) Massy
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le génie chimique est né au début du XX e siècle pour répondre au développement rapide de certaines industries, notamment pétrolières au départ. Intégrant les avancées scientifiques de l’époque, il s’est forgé des concepts et des outils (décrits dans cet article) qui en ont fait un domaine scientifique nouveau.
L’industrie alimentaire a rejoint ce mouvement dans les années 1960 au moment où beaucoup de ses secteurs s’industrialisaient. Le génie des procédés alimentaires (GPA) fournit des outils de compréhension, de calcul, d’extrapolation nécessaires à cette démarche d’industrialisation.
Cet article montre la place du GPA dans l’évolution actuelle de l’industrie alimentaire :
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tendance à s’organiser en industries d’ingrédients et d’additifs, d’une part, et en industries de formulation et de mise en forme, d’autre part ;
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réponse aux exigences croissantes de la société en matière de qualités, d’innocuité, de respect de l’environnement, de rentabilité, ce qui oblige à une maîtrise croissante de tous les facteurs de production ;
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utilisation de plus en plus importante, dans la recherche comme dans l’exploitation quotidienne des usines, de concepts et d’outils venant des mathématiques, de la biologie, de la physico-chimie, de la mécanique, de l’automatique, de l’économie, etc. Tout cela permet une prise en compte toujours meilleure de la complexité des phénomènes.
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1. Origine et évolution du génie chimique et du génie des procédés
1.1 Les pionniers
C’est la naissance et le développement de l’industrie chimique qui, dès la fin du XVIIIe siècle dans les pays occidentaux, ont entraîné la nécessité de former des ingénieurs pour maîtriser et faire évoluer cette industrie.
Cette évolution est résumée dans l’encadré 1.
HAUT DE PAGE1.2 Les concepts de base. Les « trois paradigmes »
Répondant, comme on l’a vu, aux besoins de l’industrie chimique de former des ingénieurs capables de faire tourner ses usines, mais plus encore d’en créer de nouvelles et de faire évoluer ses procédés, le génie chimique s’est constitué comme un outil efficace (à en juger par le succès de ses méthodes), rassemblant au départ les acquis de divers domaines scientifiques, puis devenu par lui-même un ensemble scientifique cohérent.
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Sont considérés comme ses principaux concepts de base :
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les transferts, dont la présentation unifiée a été faite en 1960 dans l’ouvrage « Transport Phenomena » de Bird, Stewart et Lightfoot ;
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la mécanique des fluides (simples ou complexes) pouvant être considérée comme reposant sur des « transferts de quantité de mouvement » et des bilans de forces, et intervenant en particulier au niveau des couches limites comme obstacles aux transferts entre phases ;
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les analogies entre ces trois types de transferts (chaleur, matière et quantité de mouvement) permettant le passage par calcul de l’un à l’autre ;
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le micro et le macromélange des fluides (ou plus généralement la prise en compte de toutes les échelles de mélange) dans les réacteurs ;
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la mécanique des produits particulaires en vrac ;
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la similitude et l’utilisation...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - VILLERMAUX (J.) - Basic chemical engineering research – Where are we going ? - Trans. I. Chem. E., vol. 71, part A, p. 45-52 (1993).
-
(2) - VILLERMAUX (J.) - New horizons in chemical engineering. - In : Proceedings, 5th World Congress of chemical engineering, San Diego, USA, p. 16-23 (1996).
-
(3) - WALKER (W.H.), LEWIS (W.K.), Mac ADAMS (W.H.) - Principles of chemical engineering. - Mc Graw-Hill, New York (1923).
-
(4) - LONCIN (M.) - Les opérations unitaires du génie chimique. - Dunod, Paris (1961).
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(5) - BIRD (R.B.), STEWART (W.E.), LIGHTFOOT (E.N.) - Transport phenomena. - John Wiley & sons, New York (1960).
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(6) - STORCK (A.), GREVILLOT (G.) - Génie des procédés. - Lavoisier, Paris (1998).
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