Contrôle automatique d’un benchmark boues activées-filtration membranaire pour la réutilisation des eaux usées traitées

Abstract

La réutilisation des eaux usées traitées est une solution prometteuse pour élever les défis de la raréfaction des ressources en eau de bonne qualité. En adoptant cette méthode, on évite le rejet des eaux traitées dans l’environnement sans les réutiliser, ce qui offre une seconde vie, voire davantage à ces ressources. Nous préconisons un changement de paradigme où les eaux usées ne sont plus perçues comme des déchets à dépolluer, mais comme une ressource précieuse pouvant être traitée selon les besoins spécifiques des utilisateurs et réutilisé dans des installations novatrices de récupération d’énergie, de nutriments et d’autres molécules d’intérêt. Néanmoins, la gestion de cette ressource en eau est confrontée à de nombreux défis, notamment en raison du manque de flexibilité des stations d’épuration actuelles. Pour relever le défi de fournir, de manière dynamique et économiquement viable, une eau traitée de qualité adaptée aux besoins de l’agriculture tout en réduisant les impacts environnementaux, les technologies de l’automatisation jouent un rôle crucial. Cette étude, réalisée principalement en simulation et en dehors des contraintes réglementaires actuelles, présente les résultats préliminaires de recherches visant à développer une plateforme de simulation pour un système flexible combinant des processus de traitement à boues activées et de filtration membranaire. Nous évaluons comment le contrôle de ce système, basé sur l’utilisation de contrôleurs industriels et de méthodes de commande avancée, peut être utilisé pour ajuster en temps réel la qualité de l’eau en fonction des besoins des cultures ou, si nécessaire, pour répondre aux normes de qualité pour le rejet environnemental. Pour adopter cette approche, il est essentiel de bien comprendre les besoins en eau des plantes. Enfin, étant donné que le coût de l’eau traitée par des technologies de filtration membranaire est souvent prohibitif pour les agriculteurs, nous examinons dans quelle mesure l’application d’approches de contrôle optimal, notammentle Principe du Maximum de Pontryagin, pourrait réduire ces coûts en optimisant la gestion du colmatage des membranes et, par conséquent, le coût de fonctionnement de ces systèmes