Estimation et commande robuste non-linéaires des procédés biologiques de dépollution des eaux usées : application à la digestion anaérobie

Cette these porte sur l'estimation et la commande non-lineaires des procedes biologiques de depollution des eaux usees en general et sur leur application experimentale sur un procede de digestion anaerobie particulier. Pour repondre aux besoins specifiques de la depollution des effluents en termes d'estimation et de commande, deux approches ont ete developpees : l'une fondee sur l'utilisation d'observateurs par intervalles et l'autre sur l'extension d'une approche de commande adaptative robustifiee vis-a-vis d'incertitudes sur la dynamique et vis-a-vis de perturbations inconnues sur les entrees du procede. Les observateurs par intervalles prenant comme base de synthese les observateurs a cinetiques inconnues, une condition suffisante de stabilite a ete proposee. Elle est fondee sur la satisfaction d'une condition portant sur la structure de l'estimateur qui doit etre cooperatif. Ces approches ont ete appliquees et validees experimentalement sur un procede reel de digestion anaerobie de 1 m3 (un metre cube) situe au Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement de l'Institut National de la Recherche Agronomique (LBE-INRA) a Narbonne pour le traitement de vinasses de vin. La commande adaptative robuste a ete appliquee en particulier aux cas SISO et SIMO. Par ailleurs, une approche innovante de detection de defauts et de diagnostic, fondee sur la synthese d'une batterie d'observateurs par intervalles a ete proposee pour ce meme procede. En guise de complement, deux autres contributions sont presentees : la transcription d'objectifs de commande relatifs a l'alcalinite en une region de l'espace dans laquelle doivent evoluer les variables d'etats ainsi que le developpement et la mise en œuvre d'un capteur de Carbone Total Inorganique pouvant etre utilise en ligne.