Proposition de stage
Observateurs pour des systèmes
biologiques
Il existe actuellement un réel enjeu pour mieux
surveiller et comprendre les systèmes biologiques. Que ce soit
dans le cadre de problématiques liées à l'effet de
serre, où il importe d'estimer les flux de carbone, ou bien pour
le traitement de l'eau où il faut
prévenir une déstabilisation du bioréacteur, une
estimation de l'état du système est nécessaire.
Néanmoins, il n'y a en général pas de capteur
fiable capable de mesurer l'état interne d'un système
biologique. Les outils de l'automatique non linéaire peuvent
donc apporter une aide précieuse, par le biais des observateurs,
qui ont connus récemment de nouveaux développements
(observateurs à grands gains, filtre de Kalman étendu...)
Les systèmes biologiques sont modélisés
mathématiquement par des systèmes dynamiques
non-linéaires. Il s'agira donc, en utilisant des outils
d'automatique non-linéaire, de :
- développer des d'observateurs lorsqu'une partie du
modèle est mal connue ou peu fiable, comme c'est très
souvent le cas en biologie. Comment gérer l'incertitude
liée à la fois au modèle et aux signaux
mesurés sur le système ?
- développer des estimateurs pour des fonctions mal connues de
l'état (flux, vitesse de réactions...) que l'on souhaite
pouvoir surveiller. Le suivi au cours du temps de ces estimations
pourra être utilisé pour améliorer la connaissance
phénoménologique et la modélisation du
système étudié, ainsi que son contrôle.
Les développements théoriques seront étayés
par des applications réelles :
1) Un dispositif expérimental (chemostats contrôlés
par ordinateur) au laboratoire d'Ecologie du Plancton Marin
(Villefranche, équipe Comore) permet de cultiver des algues
phytoplanctoniques. Les observateurs seront utilisés pour avoir
accès à divers variables physiologiques, ainsi
qu'à l'estimation du carbone inorganique (CO2) incorporé
par les cellules.
2) En collaboration avec le LBE (Laboratoire de Biotechnologie de
l'Environnement) de l'INRA Narbonne, des observateurs seront
développés pour aider à la surveillance et au
diagnostic de fermenteurs anaérobies pour l'épuration de
l'eau.
T.S.V.P.
Le stage s'effectuera au sein du projet INRIA/CNRS COMORE
(Contrôle et Modélisation de Ressources
Renouvelables), qui applique des méthodes de l'automatique
(modélisation, régulation, estimation, identification,
contrôle optimal, théorie des jeux) et de la
théorie des systèmes dynamiques aux biosystèmes
(ressources renouvelables), et à leur gestion. COMORE est un
projet commun INRIA Sophia-Antipolis/ CNRS, ESA 7076, Equipe Analyse et
Simulation du Fonctionnement des Ecosystèmes (Station
Zoologique, Villefranche sur Mer). Il est situé à l'INRIA
Sophia-Antipolis, près de Nice.
Le candidat aura une bonne formation en mathématiques
appliquées (systèmes dynamiques) et automatique, de
préférence non-linéaire, et un
intérêt pour la modélisation et l'application
à des problématiques biologiques.
Ce stage peut déboucher sur une thèse.
Lieu : INRIA
(Institut National de Recherche en Informatique et Automatique),
situé à Sophia-Antipolis (20 km de Nice, 5 km d'Antibes).
Conditions matérielles : Restaurant INRIA, logement possible au Centre International
de Valbonne.
Responsable :
Jean-Luc Gouzé, Directeur de Recherche INRIA, projet COMORE
(Contrôle et Modélisation de Ressources Renouvelables)
Tel: 04 92 38 78 75
Email: gouze@sophia.inria.fr
Des détails sur COMORE dans
http://www.inria.fr/Equipes/COMORE-fra.html
This document was translated from LATEX
by HEVEA.