Modèles biocinétiques de boues activées
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 26

Modèles biocinétiques de boues activées de type ASM : Analyse théorique et fonctionnelle, vers un jeu de paramètres par défaut PowerPoint PPT Presentation


  • 65 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Modèles biocinétiques de boues activées de type ASM : Analyse théorique et fonctionnelle, vers un jeu de paramètres par défaut. Hélène Hauduc Direction de thèse : Sylvie Gillot et Peter Vanrolleghem Supervision : Alain Héduit et Leiv Rieger. Soutenance de Thèse 02 11 2010.

Download Presentation

Modèles biocinétiques de boues activées de type ASM : Analyse théorique et fonctionnelle, vers un jeu de paramètres par défaut

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Mod les biocin tiques de boues activ es de type asm analyse th orique et fonctionnelle vers un jeu de param tres p

Modèles biocinétiques de boues activées de type ASM : Analyse théorique et fonctionnelle, vers un jeu de paramètres par défaut

Hélène Hauduc

Direction de thèse : Sylvie Gillot et Peter Vanrolleghem

Supervision : Alain Héduit et Leiv Rieger

Soutenance de Thèse

02 11 2010


Contexte objectifs de la mod lisation

ASM1 (Henze et al., 1987 & 2000)

ASM2d (Henze et al., 1999 & 2000)

ASM3 (Gujer et al., 1999 & 2000)

ASM3+BioP (Rieger et al., 2001)

Contexte : Objectifs de la modélisation

Conception

Optimisation

Prévision

Apprentissage

?

Modèle de fractionnement

Modèle biocinétique

Modèle de décantation

Modèle d’aération

Modèle hydraulique

€$

  • Barker & Dold(Barker and Dold, 1997)

  • UCTPHO+(Hu et al., 2007)

  • ASM2d+TUD(Meijer, 2004)

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Mod les biocin tiques de boues activ es de type asm analyse th orique et fonctionnelle vers un jeu de param tres p

Contexte: Etude de l’utilisation des modèles

  • Questionnaire envoyé aux utilisateurs de modèles :

    • chercheurs et universitaires

    • organisations gouvernementales

    • entreprises privées, consultants

  • 96 réponses

  • Un obstacle majeur à l’utilisation des modèles :

    • Complexité

      • Modèles

      • Calage

Good Modelling Practice Task Group

Guidelines for use of activated sludge models

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Probl matiques

Problématiques

  • Quelles sont les limites de chaque modèle ?

  • Quel modèle utiliser pour quel objectif ?

  • Quel modèle utiliser dans quelles conditions ?

Choix du

modèle

  • Quelles valeurs de paramètres par défaut choisir ?

  • Quels paramètres modifier ?

  • Dans quelles fourchettes de valeurs ?

Calage du modèle

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Probl matiques1

Problématiques

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Quelles sont les limites de chaque modèle ?

  • Quel modèle utiliser pour quel objectif ?

  • Quel modèle utiliser dans quelles conditions ?

Choix du

modèle

  • Quelles valeurs de paramètres par défaut choisir ?

  • Quels paramètres modifier ?

  • Dans quelles fourchettes de valeurs ?

Calage du modèle

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Choix du mod le exemple

Choix du modèle :Exemple

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Station d’épuration de type « A²/O »

  • traitement biologique du carbone, azote, phosphore

  • Objectif :Optimiser la déphosphatation biologique

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Choix du mod le exemple1

Choix du modèle :Exemple

Choix du modèle

Calage du modèle

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Choix du mod le comparaison des concepts

Fermentation

Croissance des OHO

Hydrolyse

Croissance des ANO

Mortalité des OHO/ANO

Stockage des PHA

Stockage des PolyP

Croissance des PAO

Mortalité des PAO

Lyse du stockage des PAO

Choix du modèle :Comparaison des concepts

Choix du modèle

Calage du modèle

Anaérobiose

Exemple de la fermentation

1

2

Concepts

Concept 1 : Transformation

SVFA

Notation standardisée (Corominas et al., 2010)

Modèles

ASM2d

SNHx

SF

UCTPHO+

SPO4

Condition d’accepteur d’électrons

Réactants / Produits

Concept 2 : Croissance des hétérotrophes (OHO)

SPO4

SVFA

SF

SH2

Barker & Dold

SNHx

XOHO

S

X

Soluble

Biomasse

Particulaire

X

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Choix du mod le exemple2

Choix du modèle :Exemple

Choix du modèle

Calage du modèle

ASM2d + TUD

UCTPHO+

Barker & Dold

ASM2d

ASM3 + BioP

XPAO,PHA

XPAO,PHA

XPAO,PP,Lo

XPAO,PP

SPO4

Stockage des PolyP

Stockage des PolyP

XPAO,PP,Hi

SPO4

SN2

SO2

SNOx

XPAO,PP

XPAO,PP,Lo

XPAO,PP

Croissance des PAO et Stockage des PolyP

XPAO,PHA

Stockage du glycogène

XPAO

SNHx

XPAO,Gly

SPO4

Croissance des PAO

SNOx

SN2

SNHx

Croissance des PAO

SN2

SO2

SNOx

XPAO

SO2

SNOx

Aérobiose

Anoxie

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Choix du mod le limites des mod les

Fermentation

Croissance des OHO

Hydrolyse

Croissance des ANO

Mortalité des OHO/ANO

Stockage des PHA

Stockage des PolyP

Croissance des PAO

Mortalité des PAO

Lyse du stockage des PAO

Choix du modèle :Limites des modèles

Choix du modèle

Calage du modèle

Processus inclus dans les modèles

Limites des modèles

Dénitrification en 1 étape

NO2 non modélisé

Nitrification en 1 étape

Pas de compétition avec GAO

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Choix du mod le v rification du mod le

Choix du modèle :Vérification du modèle

Choix du modèle

Calage du modèle

Vérification des modèles étudiés :

nombre d’erreurs/oublis/manques trouvés dans la stoechiométrie et la cinétique

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Choix des mod les conclusions

Choix des modèles : Conclusions

Choix du modèle

Calage du modèle

Nouvelles

règles de notation

(Corominas et al., 2010)

Procédure de vérification des modèles

Notation standardisée pour les 7 modèles étudiés

Modèles corrigés

Nouvelle représentation graphique

Analyse des concepts de modélisation

Bibliographie sur connaissances théoriques

Comparaison modèles / connaissances théoriques

Compréhension des modèles

Limites théoriques des modèles

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Probl matiques2

Problématiques

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Quelles sont les limites de chaque modèle ?

  • Quel modèle utiliser pour quel objectif ?

  • Quel modèle utiliser dans quelles conditions ?

Choix du

modèle

  • Quelles valeurs de paramètres par défaut choisir ?

  • Quels paramètres modifier ?

  • Dans quelles fourchettes de valeurs ?

Calage du modèle

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les d finitions

Calage des modèles :Définitions

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Etape de calage

    • Ajustement itératif des paramètres du modèle afin que les résultats de simulation concordent avec les données observées

  • Jeu de paramètres par défaut

    • point de départ au calage

    • première approximation (ex : conception)

    • Validé sur plusieurs jeux de données

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les objectifs

Calage des modèles :Objectifs

Choix du modèle

Calage du modèle

  • procédure de calage automatisé sur plusieurs jeux de données

Calage automatisé

des paramètres

Critères de

qualité des modèles

Calage

multi-jeux de données

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les connaissances issues de la pratique

Calage des modèles : Connaissances issues de la pratique

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Base de données de projets de modélisation (Bibliographie + 2nd questionnaire)

    • 76 jeux de paramètres

    • résultats :

      • Paramètres modifiés

      • Fourchettes de valeurs

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les connaissances issues de la pratique1

Calage des modèles : Connaissances issues de la pratique

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Exemple : taux de mortalité des autotrophes pour l’ASM1

bANO

j-1

1 jeu de paramètre original

30 jeux de paramètres

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les crit res de qualit

Calage des modèles : Critères de qualité

Choix du modèle

Calage du modèle

Modèle dynamique

Comment caractériser la concordance du modèle et des données observées ?

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les crit res de qualit1

Calage des modèles : Critères de qualité

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Critères simples sur les erreurs

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les crit res de qualit2

Calage des modèles : Critères de qualité

Choix du modèle

Calage du modèle

  • Problème multi-critères

pic

chronologie

des

évènements

moyenne

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les proc dure de calage automatis

Calage des modèles : Procédure de calage automatisé

Choix du modèle

Calage du modèle

Logiciels

Principales étapes

Données d’entrée

Echantillonnage Monte Carlo

K jeux de paramètres

Fourchettes de valeurs

R

Configuration

WEST

Données d’affluent

Excel / VBA

K Simulations

Tornado

Observations

C Critères de Qualité

K=9

BlueM.Opt /

Access

Calcul de K.C critères de qualité

K=9

Calcul K critères de qualité globaux

Jeu de paramètres calés

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les vers un jeu de param tres par d faut

N

Configuration

Configuration

Configuration

Données d’affluent

Données d’affluent

Données d’affluent

Observations

Observations

Observations

Calage des modèles : Vers un jeu de paramètres par défaut

Choix du modèle

Calage du modèle

Echantillonnage Monte Carlo

K jeux de paramètres

Fourchettes de valeurs

K Simulations

.N

C Critères de Qualité

Calcul de K.C critères de qualité

.N

Calcul K critères de qualité globaux

.N

Calcul K critères de qualité globaux

Jeu de paramètres par défaut

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Calage des mod les conclusions

Calage des modèles : Conclusions

Choix du modèle

Calage du modèle

Exemples d’application

Fourchettes de valeurs

Paramètres à caler et fourchettes de valeurs

Bibliographie des critères de qualité

Critère de qualité

Etude des critères sur un cas pratique

Critères de qualité

Procédure de calage automatisé

Jeux de données validés

Adaptation de la procédure

Jeu de paramètres par défaut

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Mod les biocin tiques de boues activ es de type asm analyse th orique et fonctionnelle vers un jeu de param tres p

Modèles biocinétiques de boues activées de type ASM : Analyse théorique et fonctionnelle, vers un jeu de paramètres par défaut

  • Analyse des connaissances théoriques

    • Contribution à la notation standardisée

    • Méthodologie pour la vérification des modèles

    • Représentation graphique des modèles

      • Compréhension des modèles et limites théoriques

  • Analyse des connaissances pratiques

    • Base de données des applications

      • Paramètres modifiés et fourchettes de valeurs

  • Développement d’une méthodologie d’obtention de jeux de paramètres par défaut

    • Procédure de calage automatisé

    • Critère de qualité des modèles

Choix du modèle

Calage du modèle

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Conclusions et perspectives

Conclusions

Conclusions et perspectives

Choix du modèle

Calage du modèle

Exemples d’application : transfert de connaissances

Fourchettes de valeurs

Vers un jeu de paramètres par défaut

Analyse des connaissances théoriques

Notation standardisée

Vérification des modèles

Procédure de calage automatisé

Critères de qualité

Modèles corrigés

Notation standardisée

Procédure de calage automatisé

Critères de qualité

Comparaison des modèles

Procédure de calage multi-jeux de données

Compréhension des modèles

Limites théoriques des modèles

Jeu de paramètres par défaut

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


Remerciements

Remerciements

Good Modelling Practice Task Group

Guidelines for use of activated sludge models

Hélène Hauduc – Soutenance de thèse


  • Login