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Modèles hybrides en génie de la polymérisation. Quand la physique rencontre l'intelligence artificielle

Ce tutoriel propose une exploration approfondie des modèles hybrides pour les procédés de polymérisation, une approche qui combine la rigueur des modèles fondés sur la connaissance physico-chimique avec la flexibilité des outils d'apprentissage automatique. L'enjeu central est clair : utiliser l'IA non pas pour remplacer la compréhension du phénomène, mais pour la compléter là où la connaissance mécanistique atteint ses limites, tout en préservant le sens physique et chimique global du modèle.

Dimitrios Meimaroglou (LRGP) : « Quand la fiabilité de la modélisation fondée sur les connaissances rencontre la puissance du Machine Learning : aperçu général et études de cas ». Il ouvrira avec une vision panoramique du domaine, illustrée par des études de cas montrant comment la modélisation fondée sur les connaissances et les outils de machine learning peuvent se renforcer mutuellement.

Florent Mathieu et Pedro Raimundo (Michelin) : « Combien coute un modèle ? Trois retours d’expériences » : Développer un modèle qu'il soit physique, basé sur le machine learning, ou hybride représente avant tout un investissement, et comme tout investissement, il mérite d'être questionné avant d'être engagé. À travers trois retours d'expérience concrets, cette présentation propose une vision industrielle du temps et des ressources nécessaires pour construire un modèle, et invite à se poser deux questions essentielles en amont de tout projet : quelle est la valeur réelle recherchée, et comment doser judicieusement l'investissement entre compréhension du phénomène et expérimentation.

Jean-Marc Commenge (LRGP) : « Modèle hybride d’hydrotraitement : choix, performance et méthode ». Il abordera la modélisation de réacteurs sous l'angle de l'équilibre entre connaissance a priori et données expérimentales, en discutant des critères qui guident la construction et la validation de tels modèles. La session se conclura par une table ronde réunissant partenaires industriels et académiques, afin d'identifier les besoins prioritaires, les verrous méthodologiques et les perspectives de développement des modèles hybrides dans le domaine.

Animateurs :
Jean-Marc Commenge (LRGP)
Florent Mathieu (Michelin)
Dimitrios Meimaroglou (LRGP)
Pedro Raimundo (Michelin)
Nida Othman (LAGEPP) : animatrice GT réacteurs de polymérisation
Jean-Marc Schweitzer (Michelin) : animateur GT réacteurs de polymérisation

Une histoire salée : la thermodynamique des électrolytes décryptée

Ce tutoriel a pour objectif de mieux faire connaitre les spécificités de la thermodynamique des électrolytes pour des applications industrielles. Il s’agit d’une thématique clé dans différents domaines comme le CCUS, l'hydrométallurgie, la biochimie, la pharmacie, l’agroalimentaire, ou encore le traitement des eaux. Le tutoriel présentera les bases théoriques et pratiques pour mesurer et modéliser les propriétés de ces systèmes complexes. Les fondamentaux, les techniques expérimentales, le choix des modèles, les défis posés pour leur paramétrisation, et leur implémentation dans les simulateurs de procédés seront des thématiques abordées, avant d'illustrer ces concepts par des cas d'étude industriels.
 
Animateurs :
Philippe Arpentinier (Air Liquide)
Salaheddine Chabab (Univ. Pau Pays de l’Adour)
Thomas Deleau (IMT Mines Albi)
Jean-Charles de Hemptinne (IFPEN)
Claude-Gilles Dussap (Univ. Clermont-Auvergne)

Intégration de la chaleur renouvelable dans les procédés : gestion de l’intermittence

L’objectif général de ce tutoriel est de mettre en exergue les enjeux et les verrous de l’intégration de la chaleur renouvelable dans les procédés. Cet atelier se déroulera en 4 temps, allant de la conception du système jusqu’à son exploitation.
1. Introduction : La consommation de chaleur dans les procédés industriels : état des lieux et leviers de décarbonation (Raphaële Thery-Hétreux)
2. Mise en situation : le cas de la décarbonation d’un site agroalimentaire (Raphaële Thery-Hétreux et Gilles Hétreux)
On considérera un procédé du secteur agroalimentaire consommateur d’air chaud avec des profils de température (max 95°C) et de puissance variables au cours de la journée. L’objectif est de décarboner le site industriel en effaçant tout ou partie de la consommation de gaz de la chaudière initialement installée.
Durant cet atelier didactique ponctué de question/réponse et d’échanges avec l’auditoire, l’objectif sera
• de concevoir pas à pas une centrale solaire thermique en prenant en compte les différents scénarios de fonctionnement auxquels elle pourra être soumise.
• puis de le piloter intelligemment pour maximiser le taux d’effacement du gaz
3. Systèmes de Management pour la gestion optimisée de l’énergie : un exemple de mise en œuvre avec l’environnement de modélisation/optimisation MERLIN (Gilles Hétreux)
L’exemple précédent a mis en évidence la nécessité de disposer d’outils de management optimisé de l’énergie, Pour cela, un modèle du système doit être mis en œuvre. MERLIN, un environnement de modélisation/optimisation développé au LGC est un exemple d’outil permettant de construire de tels modèles. Après avoir exposé les principes généraux, un exemple de mise en œuvre sera décrit.
4. PLANENER : un exemple de mise en œuvre du SME MERLIN en contexte industriel (intervenant de la Société PROESIS à définir)
Dans cette dernière partie, il sera présenté une application industrielle concrète développée sur la base de MERLIN.
 
Animateurs :
Gilles Hétreux (LGC)
Raphaele Théry-Hétreux (LGC)
Intervenant de la Société PROESIS (à définir)

Croissance, division, héritage : est-ce important dans un bioréacteur ?

De nombreuses travaux attestent des capacités d'adaptation des population microbiennes aux variations de leur environnement. L'étude des réponses dynamiques d'une culture microbienne soumise à des variations de concentration ou de débit d'alimentation montrent cependant que les lois établies en régime batch ou continu ne s'appliquent pas lors du régime transitoire. La première partie sera ainsi consacrée à l'analyse de quelques expériences emblématiques. La présence d'une membrane autorisant le transfert sélectif des composés avec l’environnement ou l'inertie conférée par les capacités de stockage sont sans doute à l'origine de ces dynamiques mais la prise en compte de ces aspects implique un nombre croissant de variables et de lois descriptives des interactions. De plus, les stimuli et les réponses couvrent une large gamme d'échelles temporelles. Parmi toutes celles-ci, le taux de croissance de la population occupe une place particulière. Nous discuterons du caractère émergent du taux de croissance et de l’opportunité de considérer la croissance, la division et l'héritage des propriétés à l'échelle individuelle.  Nous montrerons aussi quelques développements récents en modélisation permettant d'associer la variété entre individus, leur multiplication, la diversité de comportement métaboliques et l'hétérogénéité spatiale du réacteur dans lesquelles ils évoluent.

Animateur :
Jérôme Morchain (TBI)