Conduite auto-adaptative de réactions discontinues en vue de l'optimisation de la qualité des produits

par Philippe Salaün

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jacques Villermaux.

Soutenue en 1994

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Terpolymérisation
• Méthacrylate d'alkyle polymère
• Additif lubrifiant
• Réacteur en discontinu
• Commande processus
• Commande adaptative
• Système autoadaptatif
• Terpolymerization
• Alkyl methacrylate polymer
• Lubricant additive
• Reactor
• Batchwise
• Process control
• Adaptive control
• Autoadaptative system
• Copolymères
• Méthacrylates

Résumé

De nombreux procèdes industriels ont été élaborés pour fabriquer des produits devant obéir à des spécifications précises. Ces spécifications sont notamment respectées en agissant sur les conditions opératoires de synthèse. La présente étude a pour but de développer une méthode de détermination des conditions opératoires d'une opération discontinue optimisant un critère lié aux propriétés d'usage des produits. L'exemple illustrant cette méthode est la réaction de terpolymérisation des méthacrylates d'alkyle. Le terpolymère forme est un additif de lubrification, améliorant l'indice de viscosite et limitant la chute de viscosite due au cisaillement dans un système en fonctionnement. Ces deux propriétés sont liées à la structure du terpolymère, distribution des masses molaires et composition chimique. Le critère d'optimisation est fonction des deux indices représentant les propriétés et du temps de polymérisation. Deux modèles sont nécessaires pour relier les indices aux conditions opératoires. Le premier modèle est un modèle de tendance de copolymérisation radicalaire en solution. Le deuxième modèle permet d'estimer les indices à partir des grandeurs calculées par le premier modèle au moyen de corrélations propriété-structure. Après un nombre minimal d'essais arbitraires nécessités par l'établissement des premières corrélations, nous pouvons, si nous disposons des valeurs expérimentales de la distribution des masses molaires, effectuer une identification des constantes cinétiques du modèle de copolymérisation. Sinon, nous restons sur un jeu établi d'après la littérature. Grace aux corrélations, nous pouvons calculer les conditions opératoires d'un essai optimisant le critère choisi. Cet essai réalisé permet de modifier les corrélations et éventuellement le jeu de constantes cinétiques. Un nouvel essai peut alors être calculé. La campagne d'optimisation a nécessité six essais arbitraires. Nous avons appliqué quatre fois la stratégie. Au quatrième essai, le critère associe à l'additif était optimal

Titre traduit

Self-adaptive control of batch reactions in view of the optimization of product quality

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