1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer>
Vous êtes iciAccueilProductionsHDR2008 - Malaterre P.O. - Contributions de l'automatique, de l'hydraulique et de l'informatique à la gestion des systèmes...

2008 - Malaterre P.O. - Contributions de l'automatique, de l'hydraulique et de l'informatique à la gestion des systèmes...

Auteur : Pierre-Olivier Malaterre

Titre : Contributions de l’automatique, de l’hydraulique et de l’informatique à la gestion des systèmes hydrauliques à surface libre

Etablissement d'inscription : Université Paul Sabatier, Toulouse

Nom de la formation doctorale : Ecole Doctorale EDSYS

Organisme : Cemagref

Date de soutenance : 17 novembre 2008

Résumé : La gestion de l'eau sera certainement un enjeu majeur et croissant des années à venir. Les usages agricoles représentent en moyenne prés de 80% des consommations anthropiques de cette ressource. Les canaux d'irrigation sont, quant-à-eux, les liens qui connectent ces usagers à cette ressource. Ils sont le lieu où les pertes sont les plus importantes, pouvant dépasser 50% des prélèvements dans le milieu naturel. Tous ces facteurs justifient l'exigence croissante d'améliorer la gestion hydraulique de ces canaux d'irrigation. 

L'analyse des dysfonctionnements et la proposition de solutions innovantes permettant à la fois de protéger la ressource amont tout en satisfaisant les usages aval ont été l'objet de ces 20 années de recherches et développements menés au Cemagref Montpellier, en collaboration avec divers partenaires. L'angle de vue adopté pour ces travaux est celui de la régulation automatique (ou éventuellement manuelle) des canaux d'irrigation à partir d'ouvrages hydrauliques (vannes, seuils).

Les systèmes considérés sont de grande dimension, multivariables, non-linéaires et à retard. Les recherches menées font appel à deux disciplines principales qui sont l'automatique et l'hydraulique. L'hydraulique, pour la compréhension des problèmes posés, l'analyse des dynamiques et la définition des cahiers des charges ; l'automatique, pour la synthèse de contrôleurs adaptés. Le besoin de développer des simulateurs, nécessaires au test des solutions proposées ainsi qu'à la génération des modèles pour la commande, a justifié une activité importante en développements informatiques. Le logiciel SIC est utilisé par de nombreux bureaux d'études, Sociétés d'Aménagement Régional et Centres de Recherche, en France et à l'étranger. Ce logiciel permet de simuler, analyser, moderniser ou concevoir des systèmes hydrauliques à surface libre ainsi que leurs ouvrages de régulation.

Ce document de synthèse d'HDR présente des activités de recherche et développement dans les 3 disciplines sous-jacentes (automatique, hydraulique et informatique) ainsi que les interactions étroites et les complémentarités qui existent entre les 3 disciplines. En automatique, des travaux ont été réalisés sur des approches multivariables de type LQG ou l1 présentant un formalisme puissant et adapté aux cahiers des charges habituels. Mais dans un souci d'applicabilité, des approches basées sur des optimisations ou sur de la synthèse automatique de contrôleurs PID ont aussi été développées. De l'assimilation de données de type Filtre de Kalman a également été faite pour détecter et corriger l'effet de perturbations non mesurées. En hydraulique, des travaux ont été menés sur la génération de modèle dans l'espace d'état, sur l'obtention de modèles simplifiés, et sur l'analyse de ces modèles. En informatique, l'accent a été mis sur des développements liés à la structuration et la programmation de routines de régulation automatique, ainsi qu'à l'interfaçage avec des SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) pour de la commande temps réels, ou à des logiciels de commande et d'optimisation (MatLab, SciLab, Cplex). De manière plus générale l'objectif est d'ouvrir le logiciel SIC et certaines parties du code pour en faire un outil métier souple et performant pour la commande automatique et l'optimisation.

Enfin, des perspectives de recherches futures sont également présentées en cohérence avec les évolutions techniques et organisationnelles du domaine

iconVoir le document (4.84 MB)

Les tutelles de l'UMR

  CIRAD IRSTEA

Ligne de séparation