Modélisation structurée de la croissance cellulaire en chemostat: analyse et estimation

Abstract

M. P. BERNHARD: Professeur à l'Université de Nice. Examinateur.M. J-L. GOUZÉ: Directeur de Recherche INRIA Sophia Antipolis. Directeur de thèse.M. F. HOULLIER: Directeur de Recherche INRA Montpellier. Examinateur.M. M. LANGLAIS: Professeur à l'Université de Bordeaux 2. Rapporteur.M. J-C. POGGIALE: Maître de Conférence au COM Marseille. Rapporteur.M. S. RINALDI: Professeur au Politecnico di Milano. Président du jury.This thesis deals with the formulation, the analysis of structured models of growth in a chemostat, an experimental device used for microorganisms growth in idealized conditions, and the estimate of non measured variables. After a brief description of the species and the experimental apparatus, we introduce the classical models used for the chemostat and the structured population models with emphasis on cellular division description. Then, two modelsdescribed by ordinary differential equation, modeling the growth and the division, are built and studied. To end this part, a model, based on biological mechanisms, describing the storage of the cell (e.g. micro algae) is built and studied. The second part of this thesis deals with the estimate of variables. Then, observability and observers are introduced. Classical observers are built for the structured models described previously. Finally, since in biology a lot of models are badly known, hybrid observers using the measured variables and the knowledge on the model, are built. Other possible applications conclude this thesis.L'objet de cette thèse est la formulation, l'étude de modèlesstructurés de croissance cellulaire dans un chemostat, appareil de culture de micro-organismes en laboratoire, et l'estimation de certaines variables d'état pour ces modèles. Après de bref rappels sur la biologie des espèces considérées et la présentation du dispositif expérimental, nous introduirons les modèles classiques utilisés pour décrire le chemostat ainsi que les modèles structurés prenant en compte la division cellulaire notamment. Nous construirons et étudierons alors deux modèles en équations différentielles ordinaires de dimension 3 mettant en valeur la croissance et la division d'une cellule. Nousterminerons cette partie par la construction et l'étude d'un modèle basé sur des réactions biochimiques décrivant le stockage d'une cellule. La deuxième partie de cette thèse concerne l'estimation de certaines variables d'état. Ainsi, les notions d'observabilité et d'observateur seront introduites. Des observateurs classiques seront construits pour les modèles de croissance décrits dans la première partie. Enfin, comme en biologie les modèles sont souvent mal connus, nous construirons des estimateurs hybrides, donnant les variables d'état non mesurables en utilisant les variables mesurées et la connaissance partielle du modèle. Nous terminerons ces deux parties par d'autres applications possibles

Similar works

Full text

thumbnail-image
oai:HAL:tel-00006502v1Last time updated on 11/8/2016

This paper was published in Thèses en Ligne.

Having an issue?

Is data on this page outdated, violates copyrights or anything else? Report the problem now and we will take corresponding actions after reviewing your request.