Modélisation et contrôle d'une colonne de distillation

(eng) The distillation is a very ancient process which consists to separate the components from a liquid mixture by using their difference of volatility. This thesis begins by presentation of the different technical aspects necessary for the installation of a distillation column and the second part deals with the modelling, the control and the analysis of a laboratory column that separates methanol from water. Firstly, the simulation is done with Aspen software which only gives the equilibrium state. After that, two models are developed to obtain the dynamical system of the column. A PI controller with anti-windup is implemented for the second model to control the concentration of methanol at the output of the system. An analysis of the stability, controllability and observability is done based on the linearized system. Finally, several improvements are proposed.

(fre) La distillation est un très vieux procédé qui consiste à séparer les composants d'un mélange liquide en utilisant leur différence de volatilité. Ce travail commence par présenter les différents aspects techniques nécessaires à l’installation d’une colonne de distillation et dans un second temps, présente la modélisation, le contrôle et l’analyse d’une colonne de laboratoire pour séparer le méthanol de l’eau. Premièrement, la simulation est réalisée avec le logiciel Aspen qui ne calcule que l’état à l’équilibre. Après cela, deux modèles sont développés afin d’obtenir le système dynamique de la colonne. Un contrôleur PI avec un mécanisme d’anti-emballement a été implémenté pour le deuxième modèle afin de contrôler la concentration de méthanol à la sortie du système. Une analyse de stabilité, de contrôlabilité et d’observabilité a été réalisée en se basant sur le système linéarisé. Pour terminer, plusieurs améliorations ont été proposées.