Modélisation, simulation et commande par logique floue d'une colonne d'absorption

Abstract

Ce travail porte sur la modélisation et la régulation d’une colonne d’absorption à garnissage destinée pour retirer le CO2 d’un mélange gazeux grâce à une solution aqueuse de Monoéthanolamine(MEA). Nous présentons d’abord un modèle dynamique estimant les concentrations de CO2 et de MEA en sortie de la colonne, nous comparons en régime permanent les résultats expérimentaux avec ceux théoriques pour valider notre modèle. Nous utilisons d’abord une régulation PI classique pour supprimer les perturbations, puis nous appliquons trois stratégies de commande basées sur la logique floue, à savoir: l’approche floue classique, neuro-floue adaptative et la linéarisation entrée-sortie discrète floue (L.E.S.D.F). Pour chaque structure de commande, des résultats de simulation sont présentés pour illustrer les performances respectives. Le premier chapitre de notre thèse sera consacré à la modélisation de notre système en régime dynamique; nous utiliserons pour cela les principes fondamentaux concernant le transfert de matière et les équations de bilan de matière. Pour pouvoir valider notre modèle, une comparaison entre les résultats expérimentaux [SED04] et ceux obtenus par simulation sera effectuée. Nous présenterons également des résultats de simulation en boucle ouverte, puis en boucle fermée en utilisant un régulateur PI classique, et ce dans le but de comparer les résultats donnés par une approche classique de commande à ceux donnés par nos trois stratégies de commande floue. Dans le deuxième chapitre de notre thèse nous donnerons un bref historique de la logique floue, ses principes ainsi que les notions de base rattachées, nous présenterons ensuite de manière détaillée les trois stratégies de commande floue choisies et notamment la LESDF qui peut s’avérer très intéressante pour des systèmes non affines en la commande. Enfin, dans le dernier chapitre de notre thèse, nous présenterons les résultats de simulation obtenus pour chacune des commandes développées dans la partie précédente et ce pour différents types de perturbation ainsi que pour une variation de consigne; ceci pour deux points de fonctionnement différents. Une discussion des résultats obtenus sera finalement présentée. Nous terminerons notre thèse par une conclusion générales et des perspectives pour les travaux à venir.