Commandes prédictives et par apprentissage itératif appliquées à la conduite thermique d'un réacteur chimique discontinu

• Auteur / Autrice : Mouhiba Mezghani
• Direction : Gilbert Casamatta, Boutaib Dahhou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande, Théorie de la

Réacteurs chimiques

Commande prédictive

Résumé

Dans le domaine de la chimie fine, le reacteur discontinu est l'appareil autour duquel s'organise la production. La maitrise de ces reacteurs se ramene a un probleme de controle thermique qui reste tres delicat. Leur conduite thermique est essentiellement conditionnee par les elements places en amont (preparation des charges de reactifs, choix de la temperature et de la pression), les dispositifs places en aval (notamment pour la separation des produits) et la nature du systeme thermique de chauffage/refroidissement mis en jeu (mono-fluide ou multi-fluide). Que ce soit pour le systeme multi-fluide ou mono-fluide, on a toujours a faire face a un probleme mono-sortie (la temperature du milieu reactionnel) et une entree hybride (action discrete : choix du fluide ; action continue : calcul de l'action de commande). Ce travail concerne l'etude du controle thermique des reacteurs chimiques. Son objectif est triple, tout d'abord, il s'agit de developper un modele nominal pour la commande independant de la nature du fluide caloporteur mis en jeu. La methodologie consiste a interpreter la commande comme le flux thermique que doit fournir le systeme de chauffage/refroidissement au melange reactionnel. L'analyse, de ce flux permet de resoudre, d'une part, le probleme lie au choix du fluide en fonction des capacites calorifiques de chacun des fluides. D'autre part, une fois que ce choix est realise, cela permet de deduire la variable manipulee grace a une modelisation du systeme. Ce type de gestion constitue l'idee-cle de la conduite thermique de notre reacteur. Ensuite, deux types de commandes predictives sont elabores et etudies sur un simulateur. D'une part une commande predictive lineaire conventionnelle par analyse des fonctions de sensibilites usuelles. Ce type de commande lineaire a revele son handicap vis-a-vis du manque de connaissance des parametres cinetiques de la reaction mise en jeu. D'autre part, dans la mesure ou la plupart des reactions partagent la caracteristique essentielle d'etre repetitive, une commande predictive iterative a ete etudiee. Ce type de commande prend en compte des donnees entrees/sorties de l'experience precedente, ce qui permet d'ameliorer les performances en poursuite et regulation de l'experience courante. Enfin, ces differents types de commande ont ete valides sur un reacteur chimique multi-fluide de laboratoire.