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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Patrice Seers


PLAN DE COURS

Hiver 2025
ENR815 : Biocarburants et combustion (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure de distinguer différents biocarburants gazeux et liquides ainsi que leurs principales méthodes de production.

Appréhender l’influence des propriétés des biocarburants sur l’évaporation, la formation du mélange et la combustion; d’appliquer les notions de la théorie des flammes laminaires prémélangée et de diffusion; de calculer la vitesse de flamme laminaire à partir de mécanismes de réactions chimiques de combustion; de s’initier à l’influence des biocarburants et de la turbulence sur la combustion dans les machines thermiques; de connaitre les principaux mécanismes de formation des émissions polluantes et des méthodes de post-traitement.



Objectifs du cours

BUT DU COURS

Ce cours a pour but d'introduire l’étudiant aux procédés de production des biocarburants et de fournir aux étudiants des connaissances fondamentales sur la combustion. Plus spécifiquement, l'étudiant sera initié, entre autres, au transfert de masse et son application à l'évaporation de goutte de carburant. De plus, des notions sur les réactions chimiques et mécanismes chimiques de combustion seront introduites et permettront à l'étudiant de différencier les différents types de réactions. La théorie associée aux flammes prémélangées et de diffusion, à l'énergie minimale d'initiation de flamme ainsi que l'extinction de flamme sera présentée. Des mécanismes de formation des principaux polluants, leurs contrôles et leurs impacts sur l'environnement seront également exposés.

Finalement, l'ensemble des notions présentées seront appliquées aux moteurs à pistons et aux turbines à gaz afin d'illustrer l'impact des biocarburants sur ces machines thermiques. Des exemples et exercices comparant les hydrocarbures conventionnels et les biocarburants permettront d'illustrer la matière.

 

2. OBJECTIFS DU COURS

Ce cours vise à développer chez l'étudiant des connaissances de base dans les aspects suivants de la combustion:

  • Introduction sur les méthodes de production des biocarburants gazeux et liquides de seconde génération (biodiesels et bioalcools).
  • Les propriétés des biocarburants et leurs liens avec la combustion.
  • Le transfert de masse.
  • Les mécanismes et les réactions chimiques de combustion.
  • La théorie des flammes de diffusion et prémélangées.
  • Les flammes laminaires et turbulentes.
  • Les paramètres influençant les flammes.
  • La formation des émissions polluantes et leurs impacts sur l’environnement.
  • La combustion à l’intérieur des machines thermiques



Stratégies pédagogiques
  • Lecture individuelle et 3 heures de cours magistral par semaine.



Utilisation d’appareils électroniques

Non applicable




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Patrice Seers Activité de cours Patrice.Seers@etsmtl.ca A-2126



Cours
Séances Description Lecture (Chapitre du livre Mc. Allister) Quiz Au début du cours sur Moodle

8 janvier

Cours 1 : Nomenclature des carburants et intro production des biocarburants

1

_______________

15 janvier

Cours 2 : Méthode de production des alcools, biodiesels et biogaz

_______________

Cours 1 et lecture chap. 1

22 janvier

Cours 3 : Thermodynamique de combustion

2

Lecture chap. 2

29 janvier

Cours 4 : Introduction au transfert de masse

4.1 - 4.4 + 4.6

Lecture chap. 4.1-4.4 + 4.6

5 février

Cours 5 : Cinétique chimique

3.1 – 3.3.4

  Lecture chap. 3.1 - 3.3.4

 12 février

  Cours 6 : Intra (cours 1 à 5 inclusivement)

_______________

_______________

19 février

Cours 7 : Flamme prémélangée

6.1-6.4 + 5.1-5.3

  Lecture chap. 6.1-6.4 + 5.1-5.3

26 février

Cours 8 : Flamme de diffusion

7.1-7.5 + 5.4

Lecture chap. 7.1-7.5 + 5.4

5 mars

Relâche

_______________ _______________

12 mars

Cours 9 : Jet de carburant et évaporation

8

Lecture chap. 8

19 mars

Cours 10 : Turbulence et flamme turbulente

6.5 + 7.6

Lecture chap. 6.5 + 7.6

26 mars

Cours 11 : Émissions polluantes

9

Lecture chap. 9

2 avril

Cours 12 : Moteurs à pistons et biocarburants

10.1, 10.6, 10.7, 11.3-11.5

Lecture chap. 10.1, 10.6, 10.7, 11.3-11.5

9 avril

Cours 13 : Turbine à gaz et biocarburants

_______________

_______________

 




Évaluation
Quiz (7 meilleurs sur 10) 25 %
Intra  35 %
Examen final 40 %


CLAUSE PARTICULIÈRE
Une moyenne minimale de 55 % est exigée pour réussir le cours.

 




Double seuil
Note minimale : 55



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 12 février 2025



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

S. McAllister, J.-Y. Chen, A.C. Fernandez-Pello Fundamentals of combustion process Springer, disponible en ligne gratuitement. Le lien web du chapitre à lire sera affiché sur le site Moodle du cours chaque semaine.
 

Pour accéder au chapitre du livre dont les liens seront disponibles sur le site Moodle du cours, vous devez configurer l’accès hors campus en consultant le lien suivant :
https://www.etsmtl.ca/bibliotheque/Infos-generales/Renseignements-utiles/Acces-hors-campus

 




Ouvrages de références

[1] Turns, S. R. An introduction to combustion, McGraw-Hill, USA, 2000
[2] Borman, G. L., Ragland, K. W. Combustion Engineering. McGraw-Hill, USA, 1998.
[3] Law, C.K. Combustion physics, Cambridge University Press, UK, 2006
[4] Kuo, K. K. Principles of combustion 2nd ed. John Wiley & Sons, Canada, 2005
[5] Williams, F. A. Combustion theory. Wesview Press, USA, 1985
[6] Nag, A. Biofuesl refining and performance, McGraw-Hill, USA, 2008
[7] Hou & Shaw. Biocatalysis and bioenergy, Wiley, 2008
[8] Drapcho, C.M., Nhuan, N.P., Walker, T.H. Biofuels engineering process technology McGraw-Hill, USA, 2008.
[9] Ballerini, D. Les biocarburants. Répondre aux défis énergétiques et environnementaux des transports. Éditions Technip, France, 2011.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site de l'ÉTS : https://www.etsmtl.ca/

 




Autres informations

Il est interdit d'enregistrer les séances de cours, de diffuser les capsules vidéos et tout matériel (notes de cours, exercices, powerpoint, etc.) liés au cours.

Courriel « ÉTUDIANTS-PROFESSEURS »

Le Service des technologies de l'information, en collaboration avec les départements et le Service des enseignements généraux, vous présentent leur service de « courriel étudiants-professeurs ».

Cet outil vise à augmenter la quantité de services offerts aux étudiants et à favoriser un échange accru d'informations entre les étudiants et les professeurs. Chaque étudiant disposera d'une boîte de courriel (15 MB) et d'une adresse normalisée. Chaque professeur pourra ainsi communiquer avec un étudiant ou avec l'ensemble des étudiants inscrits à son cours.

a) Clientèle cible :

  • tous les étudiants inscrits à chaque session

b)  Accessibilité :

  • à partir d'un fureteur quelconque sur le site WEB de l'ÉTS sous la rubrique : GUICHET INTERACTIF
  • à partir d'un fureteur quelconque à l'adresse suivante : http://webmail.ens.etsmtl.ca
  • à partir d'un logiciel client en mode POP3 ou MAPI :
    • serveur entrant : webmail.ens.etsmtl.ca
    • serveur sortant : le serveur SMTP de votre fournisseur Internet.

c)  Authentification au système de courriel :

  • chaque session de travail, le système de courriel vous demandera de vous identifier; une fenêtre (Mot de passe réseau) apparaîtra et vous devrez fournir à la rubrique :
    • Nom de l'utilisateur : Votre code d'accès universel
    • Mot de passe : votre NIP (utilisé dans ChemiNot)

Pour connaître votre code d’accès universel ?  Allez dans ChemiNot, sous l'onglet intitulé :

Info. générales. La forme générale de ce code est la suivante : AA99999. Si vous avez oublié votre NIP, allez au Bureau de la registraire.

Avec la création de votre boîte de courriel, le système de courriel vous a également créé une adresse électronique dite « normalisée » que vous pouvez diffuser. Elle a la forme suivante : Prénom.nom.99@ens.etsmtl.ca (disponible dans ChemiNot).

Notez que cette adresse normalisée ne contient pas de caractères accentués ni de caractères spéciaux, par exemple : l'apostrophe et l'espace (les logiciels de courriel ont horreur de ces caractères.)