Commande sans modèle des bioprocédés : Application au système AM2

Abstract

La pression sur les ressources en eau conventionnelles augmente à cause des surexploitations et, les rejets des eaux usées municipales et industrielles sont de plus en plus importants au point où les milieux récepteurs deviennent saturés. Il est extrêmement urgent de réserver les eaux douces pour l’eau potable, de traiter les eaux usées et de les réutiliser après épuration en industrie et en agriculture La technologie de digestion anaérobie est une meilleure alternative pour remédier au problème des eaux usées. En effet, les bioréacteurs anaérobies appelés digesteurs anaérobies ou encore méthaniseurs permettent un bon traitement des eaux usées, une faible production de boue en sortie et une récupération du biogaz, pouvant être utilisé comme source d’énergie. Comme tout système physique, les bioréacteurs anaérobies nécessitent d’être modélisés, supervisés et contrôlés. Un des modèles les plus complets de la digestion anaérobie est le modèle ADM1, qui est malheureusement non utilisable pour faire du contrôle automatique. Le modèle AM2 est un autre modèle de la digestion anaérobie, simple d’un point de vue mathématique et dédié aux applications du contrôle automatique. Dans le cadre de ce mémoire, nous avons appliqué un contrôle sans modèle au système AM2. Nous avons présenté dans un premier lieu l’analyse du modèle AM2 et, nous avons étudié ses équilibres et leur stabilité. Dans un second temps, nous avons introduit la théorie du contrôle sans modèle basée uniquement sur les mesures entrées/ sorties. Finalement, nous avons élaboré des simulations sous Matlab pour tester ce contrôle sur AM2. Les résultats obtenus sont satisfaisants et montrent l’efficacité de la loi de commande calculée. Plusieurs perspectives peuvent être pensées : 1. L’application du contrôle sans modèle au système complexe ADM1, 2. synthèse du contrôle sur la base de AM2 et application à ADM1, 3. tester la robustesse de la loi de commande sous plusieurs conditions de fonctionnement et, comparaisons des résultats avec d’autres lois de commande, notamment celles dites robustes.