Développement et implémentation d’une stratégie systématique de développement de modèle se basant sur la planification optimale d’expériences

Des modeles adequats et precis decrivant quantitativement les syntheses de produits chimiques fins et pharmaceutiques sont essentiels pour optimiser les performances de procedes chimiques. Cependant, il est difficile, experimentalement long et couteux de developper de tels modeles. Des strategies appropriees, efficaces et systematiques servant au developpement du modele sont donc necessaires. Dans ce contexte, les objectifs de ce travail consistent au developpement methodologique, a l’implementation numerique et a la validation experimentale d’une strategie systematique de developpement du modele. Lors de la premiere phase de ce travail, une strategie methodologiquement systematique servant au developpement du modele comprenant les modules d'acquisition initiale de donnees, de developpement, d’identification, de validation et d’affinage du modele, est developpee. Dans le module d'acquisition initial de donnees, des experiences preliminaires sont planifiees et effectuees pour fournir les informations de base pour le developpement initial du modele. Le module de developpement du modele est compose de trois etapes: le developpement de la structure du modele, l’analyse de la structure du modele et le developpement des parametres du modele. La structure du modele est developpee en se basant sur le reseau reactionnel extrait du super-reseau reactionnel contenant toutes les reactions chimiques et les transferts de matiere faisables. Pour l'identification, la validation et le raffinage du modele, la planification experimentale basee sur le modele est effectuee en prenant en compte plusieurs reacteurs, ce qui elargit les fenetres experimentales. Lors de la deuxieme phase de ce travail, afin de faciliter l’application de la strategie, un logiciel, integrant l’estimation des parametres, l’evaluation du modele et la planification experimentale pour l’affinage du modele et l’optimisation des performances, est developpee en utilisant Matlab R2014a. La version initiale du logiciel convient aux systemes reactionnels liquides, quatre reacteurs ideaux sont pris en compte: reacteur ferme en cuve agitee, reacteur semi-ferme en cuve agitee, reacteur continu en cuve agitee et reacteur tubulaire continu. Lors de la troisieme phase de ce travail, les faisabilites et generalites de la strategie et du logiciel base sur la strategie sont validees par deux cas d’etude experimentaux, relatifs a la valorisation de l’huile de tournesol. Il s’agit de l’ethanolyse de l’huile de tournesol catalysee par NaOH et de l’epoxydation de l’huile de tournesol par acide performique genere in situ.