Agrégation/abstraction de modèles pour l'analyse et l'organisation de réseaux de flux : application à la gestion des effluents d'élevage à La Réunion

par Arnaud Hélias

Thèse de doctorat en Sciences et procédés biologiques industriels

Sous la direction de Philippe Steyer.

Soutenue en 2003

à Montpellier, ENSA .


  • Résumé

    L'essor de l'élevage intensif, notamment à l'île de la Réunion, induit une forte production d'effluents qui ne peut plus être négligée face aux contraintes environnementales et réglementaires associées. Modéliser les décisions d'épandage, leurs causes et conséquences apparaissent alors comme des points clés pour tester des scénarios de gestion des effluents d'élevages. Cette thèse porte sur la représentation dynamique d'un réseau de producteurs (i. E. , les élevages) et de consommateurs (i. E. , les cultures) d'effluents. Il faut alors confronter des dynamiques de stocks imprécises avec des modèles discrets de prise de décision. Notre approche est (i) une modélisation par le formalisme des automates temporisé accompagnée de (ii) la définition d'une procédure, automatisée et générique, d'approximation des modèles continus, avec prise en compte d'imprécisions SUl les états initiaux et les variables d'entrée. L'approche de discrétisation est notamment illustrée sur un procédé de digestion anaérobie de substrat carboné. Pour chacune des unités (de production ou de consommation) mises en jeu, un modèle est défini. Les décisions d'épandages sont alors étudiées en confrontant les modèles via des outils de model-checking qui permettent une vérification automatisée de propriétés sur les systèmes. Nous utilisons le logiciel Kronos, un outil de vérification dédié à la logique TCTL (Timed Computation Tree Logic). Nous donnons les paramètres des modèles pour les élevages et les cultures réunionnaises et illustrons notre approche par l'étude du fonctionnement d'une exploitation type. Ceci est réalisé par une procédure itérative entre tests et interprétations des résultats face aux connaissances agronomiques. Nous montrons en dernier lieu comment notre approche peut être utilisée pour représenter un réseau d'exploitations et l'approvisionnement d'une unité de transformation d'effluents.

  • Titre traduit

    Model's aggregation/abstraction to analyze and organize flow net : application to animal waste management ln reunion island


  • Résumé

    The development of the intensive livestock production, notably in the island of Reunion, increases the animal waste production that cannot be any more neglected because of environmental and legislation constraints. The key points to evaluate animal waste management scenarios are the modelling of spreading decisions, their causes, and their consequence. This Ph. D. Thesis concerns the dynamic representation of producer's (i. E. , livestocks) and consumer's (i. E. , crop cultures) in the waste network. Consequently, imprecise stock dynamics and decision taking discrete models have to be confronted. Our approach is i) a modelling by the timed automata formalism join to ii) an automated and generic procedure definition to continuous models approximation, with imprecision on initial state and the input variables. The discrete abstraction approach is iIIustrated on a carbon substrate anaerobic digestion process. For each (production or consumption) unit, a model is defined. Then, the spreading decisions are studied by confronting the models via model-checking tools, which allow an automated verification of system 's properties. The Kronos software was used as a tool dedicated to the Timed Computation Tree Logic (TCTL). The model parameters are given for livestocks and crop cultures in the Reunion Island context and the approach was illustrated by the study of the sample farm functioning. This is realized by an iterative procedure between test and result's interpretations in front of agronomie knowledge. It is shown lastly in this study how this approach can be used to represent a farm network and a waste treatment plant stock supply.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (222 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 225 réf.

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