Département : Énergétique & génie des procédés

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Responsable du département : Didier Mayer – Adjoint enseignement : Dominique Marchio

Les élèves du MIG ALEF 2010 ont travaillé cette année sur une question d'actualité brûlante : « Vaut-il mieux recréer la fusion sur Terre (projet ITER) ou utiliser celle déjà existante au sein du soleil (Energie solaire)  ? ». Réacteur fonctionnant à très haute pression pour la synthèse d'hydrocarbures par décharges électriques (vue au travers d'un hublot) (CEP - Sophia). Simulation des points d'injection liquide dans une colonne de distillation cryogénique (CEP – Paris/Palaiseau).

Traditionnellement, les questions énergétiques et la transformation de la matière ont été au centre des préoccupations des ingénieurs de l'industrie minérale. De par ses missions, il est ainsi naturel que MINES ParisTech dispose d'une forte capacité de recherche et d'expertise en énergétique et en génie des procédés.
Le Centre de recherche «Énergétique et procédés» (CEP) de ce département, mobilise des compétences multiples pour
traiter les questions qu'il étudie, par nature pluridisciplinaires.
Il anime par ailleurs de nombreuses formations en énergétique et en génie des procédés.

L'énergie est devenue au cours du XXe siècle une composante essentielle de notre niveau de vie et de la compétitivité de notre économie. Celle-ci est cependant soumise à des crises et des tensions de plus en plus vives. Aujourd'hui, l'ensemble des pays est confronté à deux problèmes techniques de fond, dans la stratégie d'évolution de leurs systèmes énergétiques :

• l'épuisement des réserves naturelles de combustibles fossiles;
• la nécessité de limiter leurs impacts environnementaux.

L'interface entre l'énergétique et le génie des procédés suscite, dès lors, de nouvelles problématiques de recherche tout à fait essentielles.
Dans le secteur industriel (chimie, agroalimentaire...), il s'agit de répondre aux besoins des entreprises qui visent à améliorer leurs procédés, pour maîtriser les coûts et la qualité des produits et répondre à des normes environnementales toujours plus strictes. La maîtrise des consommations des opérations unitaires, ajoutée à l'intégration de nouvelles opérations de traitement de matières (filtration, réduction des émissions de CO2, NOx et SOx), en constitue un enjeu majeur.

Le bâtiment ainsi que les transports, en tant que gros contributeurs aux émissions de gaz à effet de serre, sont également concernés. Les objectifs fixés pour les décennies à venir aux niveaux national et européen, en termes de réduction de consommation, spécifique d'un secteur à l'autre, sont extrêmement ambitieux et auront pour conséquence une mutation profonde dans la conception des réseaux énergétiques et des bâtiments, alliant éco-efficacité et intégration poussée de moyens décentralisés de production et de stockage d'énergie, avec un recours important aux énergies renouvelables.

Enfin, de nombreuses innovations dans le domaine énergétique passent par la mise au point de matériaux adaptés, souvent nanostructurés, et des procédés de fabrication associés. Les convertisseurs ou les superisolants que nous utiliserons demain seront ainsi issus des travaux menés à la frontière des domaines de l'Énergie, des Matériaux et du Génie des procédés.
Les recherches menées dans le département Énergétique et génie des procédés s'inscrivent dans un cadre de développement technologique proposant des solutions fiables, compétitives, respectueuses de l'environnement, et adaptées à une demande accrue de biens et de services. Elles correspondent à différents niveaux d'intervention, dont la conjonction offre une alternative à court terme et, à plus long terme, de travailler sur le futur énergétique des pays industrialisés ou en développement, et résumés ci-après :

• L'(éco)-efficacité énergétique
  La maîtrise des consommations, tous secteurs confondus, constitue une première étape, incontournable, de l'analyse de l'évolution des systèmes énergétiques et des procédés industriels. L'étude de l'impact environnemental au long de leur cycle de vie deviendra un critère discriminant.
• La décarbonisation des procédés et des combustibles
  Le captage du CO2 constitue une réponse industrielle à la réduction des émissions. Une autre voie complémentaire consiste à privilégier des filières faiblement, voire non émettrices, telles que celles valorisant la biomasse et l'hydrogène.
• Les énergies renouvelables
  Les énergies renouvelables font depuis toujours partie du « mix » énergétique. Être capable d'évaluer leur potentiel et de prédire leur contribution, pour 9 milliards d'habitants, permettra d'en maîtriser l'intégration à grande échelle dans le bâti, les réseaux d'énergie, voire les procédés.

Ces recherches prennent des formes variées, chaque fois adaptées aux objectifs et reflètent de ce fait la diversité des modes de diffusion des résultats de R&D dans la société. Elles comportent aussi bien des études à dominante scientifique, des activités de développement technologique, que des études à caractère économique sur l'énergie et l'environnement.
Les missions d'enseignement du Département portent d'une part sur les disciplines fondamentales : thermodynamique, thermomécanique des fluides, énergie électrique, conception de procédés, d'autre part sur leurs applications industrielles, particulièrement dans le domaine des innovations technologiques : systèmes énergétiques, énergies renouvelables, cycle de vie des systèmes énergétiques.

Pôles de compétitivité

• « Capénergies » , Région (PACA) (Provence - Alpes - Côte d'Azur) :
  Énergies non génératrices de gaz à effet de serre
  (7 contrats de recherche en cours en 2010)
  Contact : Didier Mayer , membre du Conseil d'administration;
• « Pégase » , Région (PACA) (Provence - Alpes - Côte d'Azur) :
  Filière aéronautique et spatiale régionale
  (1 contrat de recherche en cours en 2010)
  Contact : Patrick Achard ;
• « ADVANCITY» , pôle national :
  Ville et Mobilité Durables
  (1 contrat de recherche en cours en 2010)
  Contact : Bruno Peuportier ;
• « PASS » , Région (PACA) (Provence - Alpes - Côte d'Azur) :
  Parfums, Arômes, Senteurs, Saveurs
  (1 contrat de recherche en cours en 2010)
  Contact : Laurent Fulcheri ;
• « IAR » , Régions Champagne-Ardennes, Picardie :
  Industries et Agro-Ressources
  (1 contrat de recherche en cours en 2010)
  Contact : Christophe Coquelet .