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Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement

Farouk Aichouche soutiendra sa thèse de doctorat le mardi 2 mars 2021

Lieu et heure :

Visioconférence, 14h

Titre des travaux :

Contribution des approches de modélisation et de contrôle pour améliorer la flexibilité des systèmes de traitement pour la réutilisation des eaux usées traitées en agriculture

Ecole doctorale :

École doctorale GAIA – Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau, Portée par l’Université de Montpellier

Composition du jury
  • Mr. Brahim CHERKI, Professeur, Univ. Tlemcen, Algérie, Rapporteur
  • Mme. Isabelle QUEINNEC, Directrice de recherche, CNRS, LAAS-Toulouse, Rapporteuse
  • Mme. Amal CHOUKCHOU, Professeure, Univ. Tlemcen, Algérie, Examinatrice
  • Mr. Marc HERAN, Professeur, Univ. Montpellier, Examinateur 
  • Mme. Sihem TEBBANI, Professeure, CNRS, SUPELEC-Université Paris-Saclay, Examinatrice
  • Mme. Samia SEMCHEDDINE, Professeure, Univ. Sétif, Algérie, Examinatrice
  • Mr. Karim YADI, Professeur, Univ. Tlemcen, Algérie, Examinateur
  • Mr. Jérôme HARMAND, Directeur de recherche, LBE INRAE-Narbonne UR0050, Directeur de thèse
  • Mr. Boumediene BENYAHIA, Maître de conférence, Univ. Tlemcen, Algérie, Co-encadrant
  • Mr. Claude LOBRY, Professeur, Univ. Nice,  Invité
Résumé des travaux

Pour répondre aux enjeux de la raréfaction des ressources en eau de bonne qualité, la réutilisation des eaux usées traitées (`REUT’ ou `REUSE’) apparaît comme une solution d’avenir. Elle permet de ne pas rejeter l’eau traitée dans l’environnement sans lui faire subir une seconde vie, voire davantage. Pour cela, nous promouvons un changement de paradigme dans lequel les eaux usées ne sont plus vues comme des déchets à dépolluer mais une nouvelle ressource pouvant être traitée à façon, dépendant des besoins et des usages dans de nouvelles installations de récupération d'énergie, de nutriments et autres molécules d’intérêt. Cette gestion de la ressource en eau se heurte à de nombreux défis, notamment des problèmes techniques tels que le manque de flexibilité des stations d'épuration actuelles. Face au grand défi de fournir, de manière dynamique et économiquement acceptable, une qualité d’eau traitée adaptée aux besoins de l’agriculture, et afin de réduire les impacts environnementaux, les technologies de l’automatique ont assurément un rôle essentiel à jouer. Cette étude, qui s’affranchit des limitations réglementaires actuelles car essentiellement menée en simulations, présente les résultats préliminaires de recherches combinant le développement d'une plateforme de simulation d’un système flexible combinant des systèmes de traitement à boues activées à un procédé de filtration membranaire. Nous évaluons comment le contrôle de l’ensemble, fondé sur l’utilisation de contrôleurs industriels et de commande avancée, peut être utilisé pour adapter en temps réel, en conditions de mesures partielles et en présence d’incertitudes et de perturbations, une eau dont la qualité répond aux besoins des plantes/cultures ou, au contraire, lorsque nécessaire, est conforme aux exigences de qualité requises pour un rejet dans l’environnement. L’approche nécessite la connaissance des besoins des plantes. Ces dernières étant difficilement mesurables en continu, une partie du travail est dédiée à la synthèse d’observateurs à entrées inconnues pour estimer la quantité d’eau disponible pour la plante dans les sols (et donc accessible pour l’évapotranspiration). Enfin, le coût de l’eau usées traitée par les technologies de filtration membranaire étant souvent rédhibitoire pour les irrigants, nous évaluons dans quelle mesure le recours à des approches de contrôle optimal, notamment le Principe du Maximum de Pontryagin, permettrait de faire baisser ces coût en optimisant la gestion du colmatage de ces membranes et donc le coût de fonctionnement de ces systèmes.