Theses et Memoires de l'universite d'Antananarivo

Resume

ce manuscrit présente des travaux sur le pilotage des procédés discontinus sous contraintes d’énergie. la démarche d’aide à la décision proposée est une approche itérative, couplant un module d’optimisation et un module de simulation. le module d’optimisation traite de l’ordonnancement du procédé discontinu couplé avec la centrale de production d’utilités et le réseau d’échangeur de chaleur. l’objectif au niveau de l’optimisation est de déterminer une configuration d’ordonnancement permettant de maximiser les échanges d’énergie au niveau du procédé et donc de minimiser les apports d’énergie venant de l’extérieur. deux modèles d’ordonnancement sont alors proposés dans nos travaux. le premier modèle basé sur la représentation à temps continu « unit specific event » est formulé avec la programmation linéaire en variables mixtes (plvm). ce modèle utilise la représentation graphique « extended resource task network » pour modéliser les interactions entre le procédé, la centrale d’utilité et le réseau d’échangeurs de chaleur. l’exécution de ce modèle d’ordonnancement sur des instances prenant en compte la récupération directe (sans stockage) et indirecte (avec stockage) d’énergie, ont permis d’obtenir les résultats attendus. cependant, l’augmentation de la taille de l’instance a conduit le modèle à dépenser un temps important pour la simulation des exemples considérés. afin de palier à cette limitation, un second modèle d’ordonnancement a été développé. ce second modèle adopte une décomposition du problème en deux sous problèmes : un problème-maître et un sous-problème. le problème-maître est formulé avec la plvm tandis que le sous-problème utilise la programmation par contraintes (ppc). la communication entre les deux sous-problèmes utilise alors la « décomposition de benders hybride ». les résultats obtenus suite à l’exécution de ce modèle hybride ont alors permis d’enregistrer une accélération de la résolution du problème comparée au modèle formulé uniquement avec la plvm, mais les solutions obtenues sont moins bonnes (sous-optimales) comparées à celles obtenues par le modèle formulé uniquement avec la plvm. l’objectif au niveau du module de simulation est de valider ou de rejeter la solution lorsqu’un planning d’ordonnancement est transmis au simulateur par le module d’optimisation. la modélisation du comportement hybride du procédé se fait en modélisant séparément le comportement discret, du comportement continu puis en faisant communiquer les deux modèles par le moyen d’interfaces. la simulation du procédé discontinu est quant à elle réalisée en couplant le simulateur discret stateflow avec le simulateur continu simulink . dans le cadre de nos travaux, nous nous sommes intéressés à la simulation d’un procédé de fabrication de pvc (chlorure de polyvinyle). une bibliothèque de modèles de simulation des différentes opérations rencontrées au niveau du procédé, de la centrale de cogénération et du réseau d’échangeurs de chaleur a donc été développée dans cette thèse. lorsque le couplage entre le module d’optimisation et le module de simulation est réalisé pour le procédé de fabrication de pvc, les résultats permettent de conclure sur l’efficacité de l’approche proposée. cependant, la rétroaction entre optimisation et simulation n’est observée que lorsqu’il est nécessaire d’affiner le modèle d’ordonnancement. autrement, l’exploitation de la flexibilité du procédé au niveau de la simulation est suffisante pour faire converger la procédure.

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