Avril 2006 Innovations pédagogiques 1 Intégration des connaissances en génie chimique à lUdeS: Larrimage des intégrations 2 et 3 Nicolas Abatzoglou, ing. Prof. génie chimique

2 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Plan de cet exposé Nouveau paradigme éducationnel en génie Les objectifs de ce projet dinnovation Les projets dintégration en génie chimique –Niveau 1: description –Niveau 2 Contenu Description Exemple Connaissances intégrée Opérationalisation Ressources –Niveau 3 Première application et constatations

3 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Nouveau paradigme éducationnel Les réformes de programme déducation en génie sont basées sur: –lintégration des connaissances; –le développement chez les étudiants dune vision globale de la réalité professionnelle; –Le développement des aptitudes à travers la participation des étudiants à des projets près de la réalité de la vie professionnelle Le programme de génie chimique à lUniversité de Sherbrooke comprend trois niveaux dintégration

4 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Les objectifs de ce projet dinnovation pédagogique Instaurer une méthode de réalisation efficiente et efficace du projet dintégration S4. Préparer les étudiants pour lintégration finale dans les cours de Design en S7 et S8. Consolider larrimage entre S4 et S7/S8 dans le nouveau programme de génie chimique.

5 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Le programme coop en génie chimique 1 re année2 e année3 e année4 e année5e5e AUTHIVÉTÉAUTHIVÉTÉAUTHIVÉTÉAUTHIVÉTÉAUT S-1S-2 T-1 S-3T-2 S-4 T-3 S-5 S-6T-4 S-7 T-5 S-8

6 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Niveau 1: Le contenu Les étudiants des sessions (S1+S2) découvrent un thème professionnel accompagnée de: –dévoirs de définition –quelquefois, un projet à léchelle laboratoire simulant un module de production industrielle –résolution dun problème, le plus près possible de la réalité du marché

7 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Niveau 2 : Le contenu Les étudiants en sessions S4, en possession de connaisances suffisantes de système réactionnels et dopérations unitaires –Étudient un module de production et –Définissent les détails de son protocole dopération en preparant les étudiants pour leur projet dintégration final (niveau 3) Lintégration S4 vise lamélioration de lefficacité de leffort éducationnel globalen preparant les étudiants pour leur projet dintégration final (niveau 3)

8 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Niveau 2 : Description Chaque année les professeurs choisissent une unité industrielle et ils lanalysent avec leurs étudiants en classe De cette unité industrielle, 6-8 modules sont choisis à être étudiés de façon détaillée: réacteurs et procédés unitaires Chaque module représente un devoir indépendant étendu à être travaillé par un groupe composé au max de 4 étudiants Les livrables incluent le choix de la technologie la plus appropriée, des calculs de conception (design), le choix des matériaux de construction, les fiches de spécifications et une évaluation des coûts.

9 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Niveau 2: Un exemple Le recyclage chimique du PET par glycolyse –Le diagramme bloc –Le diagramme découlement préliminaire –La définition des modules opérationnels –Les dévoirs de lintégration de niveau 2

10 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Diagramme Bloc du procédé

11 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Une partie du diagramme découlement préliminaire En contours rouge les modules à étudier au niveau 2

12 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Quelle connaissance est intégrée? Cinq (5) cours impliqués Le cours des systèmes réactionnels est central – Le design des réacteurs est un champ approprié pour lintégration des connaissances Les autres cours –Phénomènes déchanges II –Opérations unitaires I –Matériaux en génie chimique –Planification statistique des essais

13 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Un module-Un devoir- Une opportunité dintégration

14 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Opérationalisation… Chaque cours réserve un % pour leffort integration Ce % représente 2 devoirs majeurs (20%) 6-8 devoirs sont montés et distribués aux cours intégrés selon leur contenu Lintégration vaut 1 crédit additionnel

15 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Ressources au niveau 2 Le projet se trouve à sa 4e année Sa forme actuelle est le résultat de leffort dans le cadre de cette innovation pédagogique –Cette approche fut facilitée par la création dune plateforme détaillant les étapes du design des équipements ainsi quune liste détaillée des technologies existantes pour chaque module opérationnel –Une banque de données fut créée contenant de linformation sur les méthodes de design par catégorie et les sources dinformation

B

A (B)

Exemple de categorisation des modules

Exemple des modules

22 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Niveau 3 : Conception (Design) Les étudiants des sessions S7/S8 participent, dans le cadre de leur cours de Design des procédés chimiques, à un projet : –situé dans une thématique définie a priori; –qui dure approximativement 12 mois; –où des groupes similaires à ceux trouvés dans lindustrie se forment; –chaque groupe étudie un produit choisi et sa production industrielle dans le contexte de la thématique; évalue la faisabilité du projet industriel; propose une usine de production; procède à lingéniérie préliminaire;

Étapes de Design (A) B

Étapes de Design (B) A

25 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Étude du marché Définition du projet Analyse économique et De financement Analyse économique et De financement Analyse HAZOP (Santé et sécurité) Analyse HAZOP (Santé et sécurité) Dimensionnement et Estimation des coûts Dimensionnement et Estimation des coûts Simulation du procédé Analyse de sensibilité Analyse dimpact environnemental Analyse dimpact environnemental Niveau 2

26 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques 2004; Thème: gestion des déchets solides - Usine de recyclage de papier; - Usine de valorisation énergétique de déchets urbains; - Tri, recyclage et gazéification de déchets plastiques; - Recyclage chimique du PET. Exemples de projets complétés

27 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques 2005; Thème: Pétrole - Raffinerie intégrée de petrole brut conventionnel; - Raffinerie dhuiles lourdes - Usine petrochimique de production de polymères Exemples de projets complétés

28 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Ce que nous avons appris de… Grande opportunité de stimulation de la créativité Difficile à battre par nimporte quelle autre forme denseignement classique Un moyen par excellence pour promouvoir léveil concernant les filières dordre socio-économique (i.e. Protocole de Kyoto) et le rôle de lingénieur chimique à aider la société dans ces domaine Apprentissage de leffort déquipe et de limportance de la COMMUNICATION; orale, écrite; formelle et informelle Effort très demandant pour les professeurs impliqués; spécialement vrai sils visent chaque année lobjectif déviter le terrain battu Pour capturer lintérêt et provoquer lenthousiasme des étudiants il faut choisir des projets dintérêt accru mais également réalistes dans le temps alloué et les ressources limitées

29 19 Avril 2006 Innovations pédagogiques Remerciements Mes collègues: Maher Boulos, Michèle Heitz, François Gitzhofer, Jergy Jurewicz M. Benoît Côté et Mme Catherine Baril Mme Sharareh Jazayeri-Shoushtari La Faculté de génie Le Service de soutien à la formation LUniversité de Sherbrooke

Avril 2006 Innovations pédagogiques 30 John C. Polanyi If we treasure our own experience and regard it as real, we must also treasure other people's experience.