Identification et commande adaptative de cristallisoirs discontinus refroidis par évaporation
Institution:
Lyon 1Disciplines:
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Dans la pratique industrielle, il est courant d'assurer le refroidissement des cristallisoirs discontinus par evaporation du solvant implique. Cette technique est avantageuse par le niveau eleve des flux de chaleur transferables et par la suppression de problemes tels que le depot de cristaux sur les parois froides (blindage); mais elle necessite un effort particulier des lors qu'un asservissement fiable de la temperature de cristallisation est requis. La non-linearite des courbes de tension de vapeur des solvants, la dynamique rapide de l'evaporation sous vide, la forte exothermicite de la nucleation des cristaux et l'utilisation polyvalente des appareils ne permettent pas d'envisager l'emploi de systemes de commande usuels (regulateurs pid par exemple). Dans ce contexte ou les performances s'expriment essentiellement en termes de securite de fonctionnement, l'objectif premier de notre etude a ete de proposer un systeme de poursuite de trajectoires de temperature. Dans ce but, nous presentons trois approches adaptatives pour le calcul des pressions de commande controlant l'ebullition: la commande predictive generalisee avec modele de reference sur l'etat partiel, un algorithme pi adaptatif fonde sur la reconstruction en ligne des courbes de tension de vapeur, et une loi de commande robuste par modele interne (imc). La selection finale de l'imc suit les etudes experimentales comparatives que nous avons effectuees sur un cristallisoir pilote automatise. L'identification de plusieurs modeles de commande, envisages pour representer le processus d'evaporation, est egalement decrite. Deux algorithmes d'adaptation parametrique ont ete appliques en simulation et sur le procede reel: la methode rpe (recursive prediction error method) et la methode des moindres carres recursifs, plus simple, finalement retenue. En vue d'une detection precoce du phenomene de nucleation primaire, nous avons propose une estimation en ligne des flux de chaleur liberes par cristallisation. Les resultats obtenus autorisent la definition d'une strategie de supervision des operations conduisant a une limitation satisfaisante des effets dangereux de l'exothermicite de la nucleation. Pour l'amelioration du suivi des productions industrielles la mesure logicielle mise en uvre donne acces a une caracterisation nouvelle des cristallisations discontinues, jusqu'ici inaccessible au moyen de mesure simples, et realistes, dont nous avons dispose. Les informations acquises ouvrent egalement des perspectives pour une meilleure connaissance des relations entre le controle des cristallisoirs et la qualite granulometrique des lots de particules produits