Réduction et le calage d’un bioprocédé de digestion anaérobie

Abstract

La transition vers les énergies propres est impérative pour la préservation de l’environnement, tandis que le traitement efficace des eaux usées demeure un enjeu sanitaire critique. La digestion anaérobie (DA) présente une solution à double objectif en traitant simultanément les déchets organiques et en produisant du biogaz, une source d’énergie renouvelable. Cette étude se concentre sur l’optimisation du Modèle de Digestion Anaérobie n°1 (ADM1), un modèle structuré et complexe développé par l’International Water Association (IWA), afin d’améliorer sa précision prédictive pour divers substrats, y compris les boues d’épuration. Notre méthodologie implique un étalonnage systématique des paramètres cinétiques et stoechiométriques de l’ADM1 pour refléter les caractéristiques spécifiques de différentes matières premières. Par la suite, pour remédier à la complexité computationnelle élevée du modèle, nous appliquons une technique de réduction de modèle basée sur l’homotopie. Cette approche simplifie la structure du modèle en éliminant systématiquement les dynamiques non essentielles, améliorant ainsi sa maniabilité computationnelle pour les applications de conception et de contrôle de procédés, tout en conservant les processus biochimiques fondamentaux qui gouvernent la production de biogaz et la stabilité du système.