Approche multiéchelle de temps et d'espace
Génie des procédés, développement durable et innovation - Enjeux et perspectives

Le but du génie des procédés est le développement de concepts, de méthodologies et de technologies pour mieux comprendre, concevoir, dessiner et faire fonctionner de façon optimale les procédés de transformations physico-chimiques et biologiques de la matière première et de l'énergie en des produits utiles au consommateur.

Mais, comme nous l'avons souligné précédemment, l'accent mis aujourd'hui sur l'élaboration des propriétés d'usage de certains produits nécessite l'utilisation d'une large variété de technologies incluant notamment le nouveau rôle des microtechnologies, c'est-à-dire l'utilisation de micromélangeurs, de micro-échangeurs de chaleur et de matière, et de réacteurs microstructurés pour l'intensification de certains procédés de production. 60 % de tous les produits vendus par les industries chimiques et connexes sont des solides cristallins, amorphes ou polymériques. Ces matériaux doivent avoir une forme clairement définie pour posséder les qualités d'usage souhaitées. Il en va de même pour les produits pâteux et les émulsions. La production de tous ces produits concerne globalement des matériaux hautement spécialisés, des principes actifs et des produits de chimie de spécialité qui sont en fait beaucoup plus complexes en termes de structure moléculaire et de nano et microstructures que les produits traditionnellement fabriqués par la chimie lourde.

Voilà pourquoi le génie des procédés moderne est concerné par le développement de procédures systématiques (approche systémique) pour la compréhension, la conception et le fonctionnement optimal de tous les processus physico-bio-chimiques complexes qui interviennent aux différentes échelles d'espace et de temps rencontrées dans ce qui est défini comme la chaîne de production chimique chemical supply chain (figure 2). Cela va des échelles nano (voir pico) et micro pour les processus moléculaires, les usines cellulaires, les clusters, les particules et pour les couplages entre réactions (bio) chimiques et phénomènes de transport et de transferts de matière et de chaleur jusqu'aux échelles méso, macro et méga des unités et du site de la production industrielle du produit, et ce, avec des procédés continus ou en batch, bien contrôlés et non polluants.

Pour illustrer, la figure 3 présente schématiquement une vision...