COMORE

Contrôle et Modélisation

de Ressources Renouvelables            

INRIA-SophiaCNRS-Villefranche

Objectifs

Appliquer et de développer des méthodes de l'automatique aux ressources vivantes exploitées (ressources renouvelables), afin d'en améliorer la gestion.

•Modélisation•Estimation•Régulation•Contrôle optimal•Théorie des jeux

Personnel

Responsable: Jean-Luc Gouzé

CR INRIA: Olivier BernardFrédéric Gognard

CR CNRS: Antoine Sciandra

Doctorants: 3 INRIA1 CNRS

Principales applications

•Bioréacteurs•Croissance du phytoplancton•Procédés de traitement de l'eau•Lutte biologique•Pêche et aquaculture•Réseaux géniques

Croissance du phytoplancton

• CNRS (Villefranche sur Mer, A. Sciandra)

• Base de la chaîne trophique

• Cycle du carbone, effet de serre

• Conditions variables du milieu marin

• Etude expérimentale et modélisation

• Appareillage automatisé

le modèle de Droop

1

1

21

3

2

)(

)1(

)1

1(

xy

xsa

ssSDs

qasa

saq

xDxq

ax

in

R

avec: x : biomasse

q : quota cellulaire en azote

s: concentration en nitrate

E q u a t i o n s d e l ’ o b s e r v a t e u r à g r a n d g a i n ( G H O 1 9 9 2 )

)ˆ(ˆ

ˆˆˆˆˆ

ˆˆ)ˆ(ˆ

)ˆ(ˆ

ˆˆ

ˆ

ˆ)ˆ(

ˆ

ˆˆ

)ˆ(ˆ)ˆ

(ˆ

ˆ

11321

231

223

322

3131

3133

112

222

221

222

31

332

112

21

331

31131

31

1

xyxaaa

xaxBBDu

xa

xxxDx

xyxa

xx

a

D

x

xxa

xa

xax

xyxDx

ax

a v e c :

B 31 1

a 1 a 3 x 1

a 3 x 3

a 1 x 3

2 a 2 x 2 2a 3 x 3

a 1 x 3

1 D

a 2

4 a 2 4 D

x 2

2 2 a 2 3 D D 2

a 2

B 32 x 2 ( a 1 x 3 ) 2

a 1 a 2 a 3 x 1

x 2 2 D 3 a 2 4 a 2 2a 3

x 3

a 1 x 3

Traitement biologique de l ’eau

•Boues activées

•Digestion anaérobie

•Lagunage

•etc...

Projet européen

TELEMAC

Organic pollutant

Anaerobicbacteria

CH4

225114287

22311222

11111

222

111

2

2

1

XkXkSCZPkkCCDC

XkXkSSDS

XkSSDS

ZZDZ

XDX

XDX

TICOTIi

TI

i

i

i

TI

Digestion Anaerobie

FromMass

Balance

2

22

22max2

2

2

I

S K

SSK

S

1

11max1

1SK

S

S Avec

et

Total Inorganic Carbon (mmol/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Time (days)

Total VFAs (mmol/l)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Time (days)

pH

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Temps (jours)Time (days)

DCO

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Time (days)

Soluble COD (g/l)

Contrôle robuste de la digestion anaérobie

Experience 1 Experience 2

• INRA Antibes

• Coccinelles, parasitoïdes

• Lutte contre les pucerons

• modélisation

• optimisation du nombre de coccinelles lâchées

Lutte biologique

Objectifs

• Modéliser l ’interaction coccinelles/pucerons

• Combien de coccinelles et quand les lâcher ?

• Quels stades lâcher ?

• etc...

Minimiser le nombre de coccinelles à lâcher:

Modélisation de l'efficacité prédatrice de la coccinelle Harmonia axyridis en lutte biologique contre le puceron Aphis gossypii en serre de concombres

 INRA Equipe Entomologie et Lutte biologique, Antibesassocié à BIOTOP S. A. (industriel producteur d'auxiliaires de lutte biologique), Valbonne INRIA Projet Comore, Sophia-Antipolis INLN, Equipe Physique des Phénomènes hors d'équilibre, Sophia-Antipolis

dyyxk

xc

dt

tdy

yxk

xbxqax

dt

tdx

)(

)()(

Un modèle classique proie – prédateur

x est la proie, y le prédateur

• Ifremer (Nantes)

• Modélisation

• Ecosystèmes marins

• Régulation

Gestion de la pêche

Le merlan est surtout présent au nord de 50°N (zone < à 100 m)Printemps : les divers groupes d’âge sont plus abondants en zones côtières Automne : les groupes d’âge sont plus dispersés immatures (âges 0 et 1) centre de la MC (Smalls et canal de Bristol),

matures aussi dans cette zone, mais plus abondants autour de cette zone

19Partie IRésultats - Données scientifiques

Cartes mensuelles des classes obtenues par CHA

PRINTEMPSraresâges 2+3tous âgestous âges

AUTOMNEraresâges 0+1âges 4+3tous âges

protein

gene

promoter

kinA

-

+

HKinA

+ phospho- relay

Spo0A˜P

+

Spo0A

H A

A H

spo0A-

sinR sinI

SinISinR

SinR/SinI

-

sigF H

+

+

hpr (scoR)A

A AabrB

-

-

HprAbrB

spo0E A

sigH(spo0H)

A

-

-

-Spo0E

H

F

-

+

+Signal

-

-

Modèles de réseaux génétiques B. subtilis

• Interdisciplinaire maths/biologie

• Applications environnementales

• Applications industrielles

• Un domaine original…

• en pleine expansion !

Conclusion