Stratégie de commande pour la maximisation du biogaz: Application au modèle AM2

Abstract

La digestion anaérobie est un processus biologique complexe, qui fait intervenir des organismes vivants dont les caractéristiques évoluent dans le temps et qui peut facilement être déstabilisé. Les conséquences de mauvaise conduite d’un digesteur anaérobie constituent un vrai risque. Un manque d’expertise conduit le système vers l’acidification du milieu, dans le cas extrême, nécessitant l’arrêt de l’unité de traitement, ce qui n’est pas rentable ni du point de vu pratique ni du point de vue économique. A ce effet, il est nécessaire de contrôler ce type de procédé. Les stratégies de contrôle reposent bien évidemment sur des modèles mathématiques qui contiennent des informations pertinentes sur les variables clés du système et qui décrivent au mieux le comportement dynamique de ce dernier. Plusieurs modèles ont été proposés pour la digestion anaérobie, mais du point de vue de l’automatique, le modèle AM2 à deux étapes, développé dans le cadre du projet AMOCO reste le modèle le plus utilisé pour le contrôle et l’observation. Il est nécessaire de l’analyser mathématiquement en toute généralité, afin d’obtenir des informations qualitatives sur son comportement. Dans le cadre de cette étude, l’analyse des points d’équilibres du modèle a été étudié revue. Par la suite, nous avons explicité les deux stratégie de commande pour la maximisation du biogaz. Un contrôle sous-optimal qui consiste en une optimisation en régime permanent et en une optimisation transitoire. Cette stratégie de contrôle proposée élargit considérablement la région d’attraction du point d’équilibre optimal. Une autre loi de contrôle qu’elle suit les même étapes de celle du contrôle sous-optimal sauf qu’elle a plus d’avantage, à savoir, elle nécessite que la mesure du débit de sortie de biogaz, qui est facilement obtenu dans les processus de digestion anaérobie, ce qui rend cette stratégie de contrôle simple et facile à mettre en oeuvre.