Ce mémoire porte sur la modélisation et la commande prédictive fonctionnelle d'un échangeur thermique à contre courant. Deux approches partielle et globale ont été proposées. La première approche est semi-analytique et consiste à caractériser la dynamique des températures le long de l'échangeur à partir d'une modélisation partielle. L'évolution des températures est approchée par une réponse de type premier ordre. La deuxième approche est globale, fondée sur le théorème de convexité. Elle est basée sur un bilan global de l'échangeur thermique. Seules les températures d'entrée et de sortie sont prises en compte. Les équations représentant les échanges thermiques en régime stationnaire ont été mises sous une forme convexe. Ensuite, les deux approches ont été couplées à la commande prédictive fonctionnelle pour contrôler l'échangeur thermique à contre courant d'une part en configuration de réchauffeur et d'autre part en configuration de refroidisseur. Dans la première configuration, le modèle renouvelle ses paramètres à chaque instant en fonction de la variable de contrôle. Dans la deuxième configuration, la propriété de convexité des échanges thermiques a permis de distinguer les effets linéaires des températures d'entrée des effets non linéaires des débits. Une loi de commande générique permet le contrôle du procédé soit par la température d'entrée soit par le débit. La commande aété testée en prenant le débit comme variable de contrôle. Dans la loi de commande, ce n'est pas l'entrée principale qui est calculée mais plutôt le paramètre qui est évalué. La robustesse de cete technique couplée aux modèles développés a été testée.

SIMULATION NUMERIQUE D'UN ECHANGEUR A ECOULEMENT CONTRE-COURANT LORSQU'IL EST SOUMIS A UNE COMMANDE DONNEE, PARTANT DE CONDITIONS INITIALES ET VERIFIANT DES CONDITIONS AUX LIMITES DONNEES. COMPARAISON DES RESULTATS OBTENUS A L'AIDE DE TROIS METHODES D'APPROXIMATION. UTILISATION DES MODELES APPROCHES POUR DETERMINER UNE COMMANDE REPARTIE OPTIMALE MINIMISANT UN CRITERE PONDERE PORTANT SUR L'ENERGIE FOURNIE ET L'ERREUR SUR L'ETAT FINAL. LOCALISATION OPTIMALE D'ACTIONNEURS PONCTUELS DONT LE NOMBRE EST FIXE A PRIORI

DANS CE MEMOIRE, DEUX APPROCHES DIFFERENTES DE LA CARACTERISATION DES TRANSFERTS DE CHALEUR EN REGIME INSTATIONNAIRE DANS UN ECHANGEUR THERMIQUE A CONTRE-COURANT SONT PRESENTEES. LA PREMIERE APPROCHE EST NUMERIQUE ET CONSISTE A RECONSTRUIRE L'ETAT DU SYSTEME PAR DES OBSERVATEURS. LORSQUE LE VECTEUR DE COMMANDE EST CONSTITUE DES DEBITS DES DEUX FLUIDES, UN ESTIMATEUR A ETE CONSTRUIT PAR LA COMBINAISON D'UN OBSERVATEUR DE TYPE LUENBERGER ET DE LA METHODE DE RESOLUTION DE MACCORMACK. LORSQUE L'ENTREE DU SYSTEME EST CONSTITUEE DES TEMPERATURES D'ENTREE DES DEUX FLUIDES, UN OBSERVATEUR DE KALMAN DECOUPLE AVEC UN FACTEUR D'OUBLI ADAPTATIF UAFK A ETE CONSTRUIT. LA DEUXIEME APPROCHE EST SEMI-ANALYTIQUE ET CONSISTE A CARACTERISER LA DYNAMIQUE DES TEMPERATURES LE LONG DE L'ECHANGEUR EN FONCTION DES PROFILS DE TEMPERATURES INITIAL ET FINAL. LA TEMPERATURE DE CHAQUE FLUIDE EST CARACTERISEE PAR SA PROPRE CONSTANTE DE TEMPS VARIANT LE LONG DE L'ECHANGEUR. DES EXPRESSIONS ANALYTIQUES DE CES CONSTANTES DE TEMPS SONT PRESENTEES. UNE ETUDE A ETE EFFECTUEE CONCERNANT LES TRANSFERTS THERMIQUES NON STATIONNAIRES EN REGIMES D'ECOULEMENT LAMINAIRE. POUR DES FAIBLES DEBITS DU FLUIDE CHAUD, DES FLUCTUATIONS DE TEMPERATURE APPARAISSENT LE LONG DE L'ECHANGEUR. CES FLUCTUATIONS SONT PORTEES PAR UN SIGNAL TEMPOREL PERIODIQUE. L'AMPLITUDE ET LA FREQUENCE ONT ETE ETUDIEES EN FONCTION DE LA POSITION DANS L'ECHANGEUR ET DES DEBITS DES DEUX FLUIDES A L'AIDE D'UNE ANALYSE SPECTRALE. L'ANALYSE ADIMENSIONNEL MONTRE QUE POUR DES FAIBLES DEBITS, LES ECHANGES THERMIQUES PAR CONVECTION MIXTE ET PAR CONDUCTION RADIALE DOIVENT ETRE PRIS EN COMPTE DANS LA MODELISATION DE L'ECHANGEUR. UN MODELE DE L'ECHANGEUR THERMIQUE EN REGIME D'ECOULEMENT LAMINAIRE A ETE PROPOSE.

PRESENTATION D'UN MODELE POUR LES FOURS TUNNELS A CONTRE COURANT, BASE SUR UN SYSTEME D'EQUATION AUX DERIVES PARTIELLES. CE MODELE S'AVERANT TROP COMPLEXE EST TRANSFORME PAR LA METHODE DE COLLOCATION, PUIS SIMPLIFIE EN UTILISANT LES PROPRIETES DES CERCLES DE GERSHGORIN ET LA TECHNIQUE DES PERTURBATIONS SINGULIERES. LE MODELE SIMPLIFIE SERT A CALCULER UNE COMMANDE EN BOUCLE OUVERTE ADAPTEE (TROP DIFFICILE A METTRE EN OEUVRE). ON PROPOSE ALORS UNE LOI DE COMMANDE EN BOUCLE FERMEE. LE CALCUL D'UN OBSERVATEUR DE L'ETAT EST EXPOSE POUR LA RECONSTITUTION DU PROFIL THERMIQUE DANS LA CHARGE A PARTIR DE MESURES FAITES DANS LES COURANTS GAZEUX

Covering everything from the basics to recent applications, this monograph represents an advanced overview of the field. Edited by internationally acclaimed experts respected throughout the community, the book is clearly divided into sections on fundamental and applied surface organometallic chemistry. Backed by numerous examples from the recent literature, this is a key reference for all chemists.

Low water activity (aw) and dried foods such as dried dairy and meat products, grain-based and dried ready-to-eat cereal products, powdered infant formula, peanut and nut pastes, as well as flours and meals have increasingly been associated with product recalls and foodborne outbreaks due to contamination by pathogens such as Salmonella spp. and enterohemorrhagic E. coli. In particular, recent foodborne outbreaks and product recalls related to Salmonella-contaminated spices have raised the level of public health concern for spices as agents of foodborne illnesses. Presently, most spices are grown outside the U.S., mainly in 8 countries: India, Indonesia, China, Brazil, Peru, Madagascar, Mexico and Vietnam. Many of these countries are under-developed and spices are harvested and stored with little heed to sanitation. The FDA has regulatory oversight of spices in the United States; however, the agency’s control is largely limited to enforcing regulatory compliance through sampling and testing only after imported foodstuffs have crossed the U.S. border. Unfortunately, statistical sampling plans are inefficient tools for ensuring total food safety. As a result, the development and use of decontamination treatments is key. This book provides an understanding of the microbial challenges to the safety of low aw foods, and a historic backdrop to the paradigm shift now highlighting low aw foods as vehicles for foodborne pathogens. Up-to-date facts and figures of foodborne illness outbreaks and product recalls are included. Special attention is given to the uncanny ability of Salmonella to persist under dry conditions in food processing plants and foods. A section is dedicated specifically to processing plant investigations, providing practical approaches to determining sources of persistent bacterial strains in the industrial food processing environment. Readers are guided through dry cleaning, wet cleaning and alternatives to processing plant hygiene and sanitation. Separate chapters are devoted to low aw food commodities of interest including spices, dried dairy-based products, low aw meat products, dried ready-to-eat cereal products, powdered infant formula, nuts and nut pastes, flours and meals, chocolate and confectionary, dried teas and herbs, and pet foods. The book provides regulatory testing guidelines and recommendations as well as guidance through methodological and sampling challenges to testing spices and low aw foods for the presence of foodborne pathogens. Chapters also address decontamination processes for low aw foods, including heat, steam, irradiation, microwave, and alternative energy-based treatments.