QCM : Génie des procédés et biotechnologies (31 questions)

Explication

Le génie des procédés développe des procédés répondant à un service donné, de manière économique et avec un impact environnemental réduit. Il concerne les industries de transformation de la matière, avec un champ plus large que la conception des seules usines chimiques.

Explication

L’échelle du laboratoire utilise des unités comme le cm³, le ng, le mg ou le g. L’échelle pilote s’exprime en dm³, g ou kg, tandis que l’échelle industrielle utilise notamment le m³, le kg ou les tonnes ; les deux autres associations inversent ces niveaux.

Explication

Une opération unitaire est une subdivision d’un procédé industriel correspondant à une seule transformation physique, chimique ou biologique. Elle peut être réutilisée dans différents procédés et n’est pas propre à un seul procédé. Les opérations unitaires interviennent dans les étapes de préparation, de transformation ou de fractionnement, et non exclusivement après la transformation des réactifs en produits.

Explication

Les trois groupes sont la préparation, le conditionnement et l’acheminement des réactifs, puis leur transformation, enfin le fractionnement, la purification et le conditionnement des produits. Le deuxième groupe transforme les réactifs en produits, et non les produits en réactifs.

Explication

Le schéma bloc présente les grandes fonctions permettant de passer des matières premières au produit fini. Les blocs représentent ces fonctions et les flèches indiquent les flux de matière ; le détail des appareils, des connexions et du contrôle relève du schéma de procédé.

Explication

Le schéma de procédé représente les appareils, leurs lignes de liaison, les alimentations en utilités, ainsi que les boucles de contrôle et les analyseurs. La description limitée aux grandes fonctions correspond au schéma bloc, et non au schéma de procédé.

Explication

Le bilan de matière analyse les flux de matière entrants et sortants et repose sur l’équilibre massique. L’équilibre des enthalpies et l’analyse des échanges d’énergie relèvent du bilan thermique, non du bilan de matière.

Explication

Le bilan de matière vérifie $Entrées = Sorties + Accumulation$ et inclut les trois termes correspondants. Une accumulation traduit l’écart entre les entrées et les sorties ; les deux autres égalités proposées inversent le rôle des termes.

Explication

La méthode comprend notamment la définition du système, la collecte des données, le schéma de procédé, la base de calcul, les calculs, la vérification et l’analyse. La température adiabatique ne constitue pas une étape générale indiquée, et la documentation fait partie de la démarche.

Explication

Le bilan thermique, énergétique ou enthalpique équilibre les enthalpies entrantes et sortantes et décrit les flux d’énergie. L’équilibre des masses et des débits massiques relève du bilan de matière.

Explication

Les processus thermiques principaux comprennent l’échauffement, le refroidissement ou changement d’état, les effets thermiques des réactions et les pertes vers l’extérieur. La collecte des données appartient à la réalisation d’un bilan de matière, pas à la liste des processus thermiques.

Explication

La commande est l’entrée manipulée par le système de contrôle, tandis que la perturbation est une entrée non manipulée. Les sorties sont les grandeurs à maîtriser ; une perturbation n’est donc ni une commande ni une sortie.

Explication

Le contrôle et la régulation nécessitent l’observation des grandeurs à maîtriser, la détection des écarts et l’action sur les grandeurs incidentes. La suppression des mesures ou la modification des objectifs sans observation ne correspond pas à cette démarche.

Explication

La vanne tout ou rien fonctionne dans deux états, ouvert ou fermé. La vanne progressive à commande pneumatique permet un réglage plus fin, et non un fonctionnement limité à deux positions fixes.

Explication

L’automatisme réduit l’intervention de l’opérateur tout en améliorant la productivité et la qualité. L’assistance lorsque le procédé ne peut être entièrement automatisé relève de l’aide à la décision, et non de l’automatisme.

Explication

Un système automatisé comprend des capteurs et actionneurs, des automates ainsi que des bus de communication. La hiérarchie inclut ensuite la visualisation, l’archivage et la gestion de production ; la visualisation ne précède donc pas les capteurs, et l’archivage ne remplace pas la gestion de production.

Explication

Le danger est une menace potentielle de dommage. Le risque nécessite à la fois ce danger et une cible exposée ; la présence d’une cible n’est donc pas nécessaire pour définir un danger, et un risque ne se limite pas à une menace sans exposition.

Explication

La démarche débute par l’identification des dangers, puis comprend l’analyse et l’évaluation des risques associés. Les barrières de prévention et de protection sont déterminées ensuite ; elles ne précèdent donc pas l’évaluation ni l’identification des dangers.

Explication

Les biotechnologies regroupent des méthodes utilisant des systèmes biologiques pour produire des produits. Elles concernent notamment l’énergie, l’environnement, l’agroalimentaire et la pharmacie ; elles ne se limitent donc pas à la pharmacie et ne reposent pas sur l’absence de systèmes biologiques.

Explication

Les biotechnologies rouges concernent la santé, les vertes l’agriculture, les bleues les ressources maritimes et les blanches les applications industrielles. Les biotechnologies jaunes sont associées à la protection de l’environnement, et non aux applications pharmaceutiques.

Explication

Les virus sont acellulaires, tandis que les bactéries et cyanobactéries sont procaryotes. Les champignons, microalgues, protozoaires et cellules cultivées sont eucaryotes, et non procaryotes ou acellulaires.

Explication

L’inactivation empêche la croissance sans nécessairement détruire les microorganismes. Elle peut résulter de conditions défavorables de température, de pH ou d’activité de l’eau; elle ne correspond donc pas obligatoirement à une destruction complète.

Explication

Une température suffisamment élevée, comme 65 °C, ou suffisamment basse, comme 3 °C, peut inhiber la croissance microbienne sans forcément détruire les microorganismes. Le passage depuis une température intermédiaire doit être réalisé rapidement, et une température proche de 65 °C n’est pas favorable à la croissance microbienne.

Explication

Les catégories comprennent la basse température-longue durée, la température intermédiaire-durée intermédiaire, le HTST et l’UHT. Le traitement intermédiaire n’est pas défini par une durée courte, et l’UHT repose sur une très haute température pendant une durée très courte.

Explication

La bioproduction utilise des cellules eucaryotes pour produire des macromolécules et des microorganismes pour produire des matières actives. Elle vise notamment des macromolécules présentant un intérêt environnemental ou difficiles à produire par chimie fine classique. La fabrication de petites molécules dépourvues d’intérêt environnemental ne caractérise donc pas cette approche, pas plus que la production de macromolécules par chimie fine sans recours au vivant.

Explication

L’upstream correspond à la production dans le bioréacteur, puis le downstream isole et purifie la molécule. Une mise en forme stabilisée suit ces étapes; l’amplification cellulaire appartient à l’upstream, pas au downstream.

Explication

L’upstream comprend la Master Cell Bank, la Working Cell Bank, l’amplification cellulaire et le passage en bioréacteur. Les récipients d’amplification vont de quelques millilitres à environ cinquante litres, tandis que le bioréacteur est utilisé pendant un à trois jours.

Explication

En expression intracellulaire, la molécule est récupérée avec la biomasse après une lyse cellulaire. En expression extracellulaire, elle se trouve dans le milieu de culture et sa récupération est précédée par l’élimination de la biomasse. Cette expression n’impose donc pas de lyse cellulaire avant la récupération.

Explication

La fabrication de protéines d’insectes consiste à élever puis transformer des insectes en ingrédients destinés à l’alimentation humaine et animale. La culture de cellules animales en bioréacteur relève de l’agriculture cellulaire, et non de cette fabrication.

Explication

La fermentation de précision utilise des microorganismes pour produire des molécules ciblées, notamment des protéines, vitamines, lipides et oligosaccharides. Elle ne dépend pas nécessairement de l’organisme producteur naturel et ne se limite pas à des ingrédients complets.

Explication

L’agriculture cellulaire fait croître des cellules animales dans un bioréacteur stérile, clos et thermorégulé afin de produire notamment de la viande. L’élevage d’insectes relève d’une autre biotechnologie agroalimentaire, tandis que la fermentation de précision utilise des microorganismes.