MODÉLISATION, ESTIMATION ET COMMANDE DE LA DIGESTION ANAÉROBIE POUR LA DÉPOLLUTION DE DÉCHETS ET LA PRODUCTION D'ÉNERGIE

par Younoussa moussa Balde

Projet de thèse en Automatique

Sous la direction de Sihem Tebbani, Cellou Kante et de Sette Diop.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec l'Université Gamal Abdel Nasser de Conakry , dans le cadre de Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication , en partenariat avec Laboratoire des signaux et systèmes (laboratoire) , Systèmes (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    La digestion anaérobie est le processus biochimique naturel par lequel des micro organismes transforment de la matière organique en libérant des gaz, dont les principales composantes sont le méthane et le gaz carbonique. C'est un processus d'une complexité quasi infinie faisant intervenir un grand nombre de bactéries et de composition chimique de la matière. Par ce processus contrôlé par l'homme, les déchets organiques sont traités avant de les retourner à la nature. Une seconde motivation du traitement des déchets est la récupération des gaz libérés par la digestion anaérobie comme sources d'énergie, notamment le méthane, mais aussi l'hydrogène, ce dernier nécessitant des technologies bien plus fines. Le challenge pour les automaticiens est triple. Premièrement, il s'agit de mettre au point et de valider des modèles simples des phénomènes complexes ayant lieu au sein du procédé. Deuxièmement, il faut pallier au manque de capteurs physiques intrinsèque à la digestion anaérobie. Cet aspect est d'autant plus important qu'il représente un des verrous de l'exploitation industrielle de la digestion anaérobie dans le traitement de déchets. Enfin, il s'agit de mettre en place des lois de commande performantes et robustes pour optimiser le fonctionnement de ce procédé. Ce projet doctoral traite ces trois aspects de la digestion anaérobie, et plus particulièrement la mise en œuvre de stratégies d'estimation. L'objectif est de proposer et de développer des capteurs logiciels pour reconstruire les variables biologiques non mesurées dans une large gamme de systèmes de digestion anaérobie de déchets ménagers, municipaux ou industriels. Le projet conviendra particulièrement à un(e) étudiant(e) motivé(e) ayant des connaissances en automatique (et éventuellement en micro-biologie).

  • Titre traduit

    MODELING, ESTIMATION AND CONTROL OF THE ANAEROBIC DIGESTION PROCESS FOR DEPOLLUTING AND ENERGY PRODUCTION


  • Résumé

    Anaerobic digestion is the natural biochemical process in which micro organisms transform organic matter and yield gases with main components methane and carbon dioxide. Anaerobic digestion is an exceptionally complex process which involves a large number of bacteria and chemical components of matter. When controlled by humans, anaeorobic digestion process allows depollution treatment of domestic and industrial wastes before returning the latter to the open nature, rivers or lands, etc. A second motivation for the treatment of wastes is the production of methane as an energy source. Finer methods may even collect the fewer quantity of hydrogen which is also produced by anaerobic digestion. For control theorists the challenge is threefold. The first one is the design of simple enough validated models of the complex process of anaerobic digestion. The next challenge consists of compensating the lack of physical sensors by software sensors. And the third challenge is to propose efficient control strategies to optimize either the depollution or the biogas production. This PhD proposal addresses the latter three control theory challenges, starting with the design of software sensors for a large class of bioreactors. Strong background in mathematical control theory and good knowledge of micro-biology are expected from potential candidates.