Commande avancee de la qualite et de la production d'un procede de fermentation continue

par PATRICK SARRAUT

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de A. CHERUY.

Soutenue en 1995

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Cette these concerne l'application de techniques avancees d'automatique afin de controler la qualite et le debit de production d'un procede de fermentation continue destine a produire une biere faiblement alcoolisee. Dans une premiere partie, l'etude de modelisation du procede est presentee. Pour la modelisation des phenomenes hydrodynamiques lies a l'utilisation d'un reacteur a lit fixe, nous avons developpe une methode originale s'appuyant sur les techniques d'identification permettant d'obtenir un modele compartimental simple a partir d'experiences de tracage. Les phenomenes biologiques ont ete modelises a partir d'une analyse fonctionnelle du procede et le modele complet a ete valide experimentalement. Compte tenu des specificites du procede et des objectifs a realiser, une strategie de commande a ete definie qui permet la conception de la commande en deux etapes successives: premierement, une commande non-lineaire adaptative est proposee pour controler la qualite du produit en agissant sur le debit d'alimentation. Cette commande necessite un estimateur d'activite biologique dont la convergence est prouvee. La robustesse de la commande proposee vis a vis des erreurs de modelisation est demontree. Un ensemble de resultats de simulations permet d'apprecier les qualites de cette commande qui sont validees par les excellents resultats experimentaux. Deuxiemement, une commande multivariable du procede est proposee qui associe a la commande precedente un controle de l'activite biologique par action sur la temperature ce qui permet d'assurer la maitrise du debit de production. Cette commande a ete testee en simulation et a montre sa robustesse vis a vis des erreurs de modelisation. Puis, elle a ete validee avec succes sur le procede pilote


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Informations

  • Détails : 138 P.
  • Annexes : 95 REF.

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