Épreuve E51 - BTS CIRA - session 2025

Brevet de technicien supérieur contrôle industriel et régulation automatique

E5 Étude d’un système d’instrumentation, contrôle, régulation

U51 – Analyse physico-chimique d’un procédé et de son environnement

Fabrication du dihydrogène par vaporeformage.

Présentation :

La production de dihydrogène (H2) est en grande majorité réalisée par vaporeformage du méthane (CH4) présent dans le gaz naturel. Cette méthode de production présente l'avantage d'un coût compétitif mais a l'inconvénient de produire d’importantes émissions de dioxyde de carbone (CO2).
Le procédé est basé sur le reformage d’hydrocarbures au contact de vapeur d'eau "H" _"2"  "O(g)"  à haute température.

Travail demandé :

L'étude porte sur 6 parties indépendantes :

• Partie A : Mesure et conditionnement de la température d’entrée du gaz naturel .

On souhaite vérifier que la température du gaz naturel, alimentant l’unité de « pré reformage » est de "100 °C" . 

• Partie B : Conversion analogique-numérique .

On place un convertisseur analogique numérique (CAN) 8 bits en sortie du conditionneur. Il convertit des tensions comprises entre 0,000 V et 5,000 V. 

• Partie C : Réaction de vaporeformage.

L'objectif est de justifier l’intérêt de mettre en œuvre un excès de vapeur d’eau dans une réaction, en analysant le sens de déplacement de l'équilibre.

• Partie D - Dimensionnement d’un échangeur .

L'objectif est de déterminer la surface S de l’échangeur.

• Partie E - Modification du débit dans un échangeur.

La circulation des fumées en sortie du four SMR est assurée par un moteur qui en contrôle le débit. L'objectif est d'expliquer pourquoi le variateur de vitesse permet de contrôler le débit de fluide chaud dans l’échangeur .

• Partie F - Stockage du dioxyde de carbone  .

Pour limiter la présence de dioxyde de carbone dans l’atmosphère on peut mettre en œuvre la solution du stockage géologique : Une fois isolé et purifié, le dioxyde de carbone est transporté via un pipeline terrestre. Afin d’assurer son transport et son stockage, il convient de le comprimer à la pression de 80 bar et de le porter à une température de 40 °C.