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Participants : Jean-Luc Gouzé, M. Zakaria Hadj-Sadok
Mots-clés : bioréacteur
Nous avons entamé un travail où nous appliquons l'expertise développée dans les problèmes de croissance des algues à des problèmes d'épuration (d'eau par exemple) dans des réacteurs biologiques.
Face à l'impact écologique du développement urbain et de la croissance démographique, la préservation des écosystèmes et du milieu naturel entraîne un durcissement de la réglementation des rejets des stations d'épuration (la directive européenne du 21 mai 1991 concernant le programme d'assainissement s'échelonnant entre 1998 et 2005). Parmi les différentes méthodes appliquées, le traitement biologique aura certainement un rôle important à jouer, particulièrement le procédé des boues activées.
Le premier objectif du travail concerne la modélisation du processus (aérateur et décanteur). La problématique est de trouver un modèle mathématique à la fois suffisamment complexe pour décrire les activités biochimiques importantes pouvant intervenir au cours du traitement biologique (croissance des microorganismes, oxydation, nitrification, dénitrification, hydrolyse, sédimentation,...) et suffisamment simple pour permettre une étude rigoureuse (analyse théorique, identification des paramètres, estimation des variables,...).
Comme pour tout processus industriel, le procédé des boues activées nécessite une régulation continue afin d'optimiser les opérations et maintenir la dégradation du substrat polluant à un niveau désiré à la sortie de l'unité de traitement. L'objectif est de définir un algorithme de commande efficace qui doit incorporer tous les éléments majeurs de la connaissance du processus (modèle), tout en étant capable de remédier au manque d'informations (données incomplètes, dynamiques négligées,...).
La validation des résultats théoriques par des applications sur un procédé pilote (société EPTEAU, Lyon) est envisagée.
Olivier Bernard, qui est maintenant en post-doc au laboratoire d'automatique Cesame (Louvain-la-Neuve), travaille sur des problèmes industriels de modélisation et contrôle dans des bioréacteurs concernant, d'une part, la production de vanilline, et, d'autre part, la dégradation des résidus d'une usine à bois.
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