Thèse

Observabilité, diagnostic et validation de données des procédés industriels

Thèse de Doctorat de l'Université de Nancy I soutenue le 13 novembre 1987 devant la commission d'examen :

• Rapporteurs

  • Mohamed Darouach, Professeur, Université de Nancy I
  • Bernard Dubuisson, Professeur, UTC
  • José Ragot, Professeur, ENSG-INPL

• Examinateurs

  • Michel Aubrun, Professeur, Université de Nancy I
  • Eric Deliac, Directeur du Centre Mines et Infrastucture, Ecole des Mines de Paris
  • René Husson, Professeur, ENSEM-INPL
  • Jean Mouchnino, Directeur du Département Procédés et Informatique Scientifique, CdF Chimie S.A.

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• Mots clefs

  Validation de données, bilan matière, observabilité, redondance, décomposition, classification, estimation, diagnostic de fonctionnement

• Résumé étendu

  Le travail présenté dans ce mémoire est relatif à la validation de données par équilibrage de bilan de systèmes décrits par des modèles structurellement exacts représentés par des équations linéaires ou bilinéaires.

  Après une présentation du problème d'incohérence des mesures et des hypothèses statistiques sur la distribution des erreurs qui les affectent, différentes méthodes de résolution du problème d'équilibrage de bilan dans le cas linéaire sont présentées. Un algorithme récursif d'estimation permet de résoudre le cas des systèmes complètement mesurés. Afin de diminuer la complexité du problème lié aux systèmes de grandes dimensions, deux sortes de décomposition sont mises en oeuvre. La première est basée sur l'analyse de la structure informationnelle et conduit à une classification des grandeurs selon leur degré d'observabilité. Cette décomposition permet de résoudre le problème lié aux "mesures manquantes". La seconde utilise les concepts de l'analyse typologique et conduit à la résolution du problème de validation sur des systèmes de faibles dimensions. Les solutions proposées sont essentiellement analytiques et de mise en oeuvre aisée.

  La décomposition selon l'observabilité est étendue aux systèmes bilinéaires. Une part importante est consacrée à la présentation d'un algorithme numérique original permettant l'obtention de la classification des grandeurs ainsi que les équations nécessaires à leur détermination. Les résultats issus de cette décomposition sont mis à profit lors de l'équilibrage de bilan qui s'effectue à l'aide d'une méthode itérative faisant appel au calcul hiérarchisé.

  L'analyse chronologique des résultats fournis par l'équilibrage de bilan permet ensuite d'effectuer un diagnostic de fonctionnement en détectant et localisant les mesures "suspectes" dues à des dégradations d'organes de mesure.

  Les fonctions essentielles d'un outil logiciel d'établissement de bilans statistiquement cohérents sont ensuite décrites au travers d'un exemple industriel.

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