Abstract FR:

Cette fermentation complexe met en jeu plusieurs substrats carbones et azotés transformés par des levures floculantes en éthanol, CO2, glycérol et de nombreuses autres molécules peu concentrées qui caractérisent le goût et l'arôme de la bière. Le manque de connaissance de base en microbiologie et la quasi inexistance de capteurs directs représentent un handicap pour la surveillance, l'optimisation et l'automation de la fermentation en vue d'obtenir une bière aux qualités gustatives constantes. L’objectif de ce travail est d'apporter une contribution pour améliorer les connaissances sur le comportement de la levure en fermenteur discontinu, développer des nouveaux capteurs directs, proposer un modèle mathématique précis qui, jumelé à une technique de filtrage numérique élaborée, permette d'estimer les variables d'état non mesurées. La première partie est consacrée à l'étude cinétique de croissance et de floculation des levures, d'assimilation des sucres et de production des principaux métabolites avec des conditions opératoires variables (température, pH, agitation, nature du sucre et âge de culture des levures). L’étude de nouveaux capteurs directs pour la mesure d'éthanol et de CO2 dissous est abordée. Les connaissances acquises servent alors à définir et à mettre au point un modèle physiologique et un capteur logiciel par la méthode de Kalman. Dans la dernière partie, les capteurs directs et indirects sont utilisés pour la surveillance de la fermentation