Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Imaginer, concevoir, mettre en oeuvre ou réaliser, et exploiter des composés, produits et matériaux aux propriétés spécifiques et des solutions / procédés physiques, chimiques et biochimiques conduisant à l'obtention de ces derniers matériaux en intégrant les besoins, contextes et enjeux (techniques, économiques, sociétaux, éthiques, de sécurité et environnementaux).
• Identifier le problème complexe à résoudre et élaborer le cahier des charges en intégrant les besoins (dont ceux du client), contextes et enjeux (techniques, économiques, sociétaux, éthiques et environnementaux).
• Sur base d'une modélisation, concevoir un ou plusieurs produits / procédés / une ou plusieurs solutions répondant au problème posé ; les évaluer compte tenu des différents paramètres du cahier des charges.
• Evaluer la démarche et les résultats en vue de leur adaptation (optimisation, qualité, environnement, sécurité,...).
• Mobiliser un ensemble structuré de connaissances et compétences scientifiques et techniques spécialisées permettant de répondre, avec expertise et adaptabilité, aux missions de l'ingénieur civil en Chimie - Science des matériaux
• Maîtriser et appliquer de façon pertinente des connaissances, des modèles, des méthodes et des techniques relatifs au domaine de la Chimie - Science des matériaux
• Analyser et modéliser un problème / procédé / voie de production en sélectionnant de manière critique des théories et des approches méthodologiques (modélisation, calculs), y compris en tenant compte des aspects pluridisciplinaires.
• Evaluer la validité des modèles et des résultats compte tenu de l'état de la science et des caractéristiques du problème.
• Communiquer et échanger des informations de manière structurée - oralement, graphiquement et par écrit, en français et dans une ou plusieurs autres langues - sur les plans scientifique, culturel, technique et interpersonnel en s'adaptant au but poursuivi et au public concerné.
• Argumenter et convaincre, tant à l'oral qu'à l'écrit, vis-à-vis d'un client, des enseignants et des jurys.
• Sélectionner et utiliser les modes et supports de communication écrite ou orale adaptés au but poursuivi et au public concerné.
• Utiliser et produire des documents scientifiques et techniques (rapport, plan, cahier des charges,...) adaptés au but poursuivi et au public concerné.
• Agir en professionnel responsable, faisant preuve d'ouverture et d'esprit critique, inscrit dans une démarche de développement professionnel autonome.
• Faire preuve d'ouverture et d'esprit critique en mettant en regard aspects techniques et enjeux non-techniques des problèmes analysés et des solutions proposées.
• Exploiter les différents moyens mis à disposition pour se documenter et se former de manière autonome.

Acquis d'apprentissage UE

Le cours d'introduction aux biotechnologies industrielles permet aux étudiants d'acquérir les connaissances suivantes : - connaître les principaux constituants de la cellule et leurs fonctions; - comprendre le fonctionnement cellulaires (métabolisme, réplication, enzymologie); - représenter des réactions enzymatiques et microbiennes par des lois cinétiques adéquates; - acquérir les bases du génie des procédés biologiques - appréhender la complexité de l'extrapolation d'un procédé de l'échelle laboratoire à celle du pilote, puis de l'industrie; - appréhender les problèmes de suivi en ligne et de régulation - faire choix d'un procédé de séparation/purification en fonction des contraintes

Contenu de l'UE

Le cours est structuré en différents chapitres. La première partie vise à expliquer les fondements de la biochimie, microbiologie, du métabolisme et de l'enzymologie. Quelques notions légales et normatives sont enseignées (utilisation confinée, niveau de sécurité des laboratoires) Les aspects biocatalyse et bioréacteurs sont ensuite abordés par la caractérisation des mécanismes (biocatalyse enzymatique et microbienne), le génie des bioréacteurs microbiens (écoulements, réacteurs continus, batch, fed-batch, airlift, les bilans de matières, échanges thermiques). Sont associés à ces descriptions les problèmes de montée d'échelle et le suivi des procédés. Quelques exemples de modélisations tels que les flux métaboliques, les modèles structurés, les modèles macroscopiques sont présentés. Les aspects de purification (membranes, chromatographie, précipitation, ...) sont ensuite abordés en tenant compte de l'exploitation finale du bioproduit. Quelques exemples de grands bioprocédés industriels sont décrits (anticorps, vaccins, bioéthanol, biogaz, épuration des eaux urbaines.

Compétences préalables

Les concepts de base de chimie organique (structure, fonction, représentations spatiales) et les techniques de laboratoire de base (chimie analytique, organique) sont nécessaires pour suivre cette unité d'enseignement.