WO2008104647A2 - Procede de qualification de la variabilite de la composition d'un effluent - Google Patents

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WO2008104647A2
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variability
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Olivier Daniel
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Cyrille Lemoine
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Veolia Eau Compagnie Generale des Eaux SCA
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2209/003—Downstream control, i.e. outlet monitoring, e.g. to check the treating agents, such as halogens or ozone, leaving the process

Definitions

  • the present invention relates to the field of analysis and online control of the composition of liquid or gaseous effluents, such as drinking water, urban or industrial water.
  • the present invention relates more particularly to a method for detecting the variability of the composition of such an effluent whether it is liquid or gaseous.
  • measurements are made online, for example in a pipe arranged upstream of a wastewater treatment station.
  • Such a method makes it possible to detect an abnormality in the composition of the effluent, in particular physicochemical or biological effluent, likely to cause an incident in the treatment process located downstream from the place where the measurements are made.
  • UV-VIS visible ultraviolet spectrophotometry
  • the UV-VIS spectrum acts as a "fingerprint" of the effluent.
  • a given effluent has its own UV-VIS spectrum comprising particular points (called isobestic points) which, in theory, do not vary over time.
  • the information obtained indicates to the operator whether there is overall conservation or not of the quality of the effluent but does not make it possible to evaluate the quality of the effluent. danger of the effluent in question. Finally, these points do not necessarily exist for all the effluents, which renders this method ineffective in this case.
  • Another known mode of treatment of the UV spectra consists in using the deconvolution of the UV spectra, this treatment being based on the assumption that each UV spectrum of an effluent can be considered as a linear combination of a small number of known UV spectra, called reference spectra, and especially relating to particular compounds of the effluent studied.
  • This method therefore assumes to have a priori knowledge of the composition of the effluent or compounds likely to be there, which requires performing analyzes in prior laboratories.
  • a library of spectra of predetermined compounds or compositions must be previously performed.
  • Another disadvantage of the methods of the prior art is that they are not able to handle other types of measurements, such as pH, conductivity, or temperature.
  • An object of the present invention is to propose a process for qualifying the variability of the composition of an effluent, in which a succession of measurements is carried out over time of at least a first and a second parameter of this effluent, which process is independent of the environment in which it is implemented while being able to handle both parametric and non-parametric measurements.
  • the invention achieves its goal by the fact that at each time step:
  • a first derivative is determined for each of the first and second parameters
  • At least one second derivative is determined between the first and second parameters
  • the first logical domains comprising at least a first normal logical domain corresponding to a normal variability of said first derivative are defined, and a first abnormal logical domain corresponding to an abnormal variability of said first derivative.
  • second logical domains comprising at least a second normal logical domain corresponding to a normal variability of said second derivative, and a second abnormal logical domain corresponding to an abnormal variability of said second derivative;
  • global logical domains are defined from the first and second logical domains, the global logical domains comprising at least one normal global logical domain and one abnormal global logical domain;
  • the method according to the invention requires only a temporal succession of parameter measurements to adapt to the environment in which it is implemented, said environment being for example a sewerage network or a drinking water network or an industrial site.
  • the method according to the invention can advantageously be based as much on the analysis of the variability of spectral measurements, as on the analysis of the variability of measurements of quantities, such as for example but not exclusively the pH, the potential Redox, conductivity or temperature.
  • One of the main objectives of the invention is to immediately inform the operator in real time of the possible arrival of an effluent having a composition at risk.
  • the first derivatives are taken with respect to the same quantity, preferably time, while the second derivatives denote the variation of one of the parameters relative to the other, preferably over time. .
  • the second derivative may, for example, be the derivative of the parameter with respect to said variable, for a given time step.
  • the first derivative being advantageously a time derivative.
  • the number of parameters is substantially greater than two.
  • the underlying idea is to compare the individual and cross variances so as to establish an indication of the overall variance of the effluent composition.
  • the mathematical treatment allowing the implementation of the method according to the present invention is based on the theory of fuzzy logic, which is well known, so that the comparison mentioned above will be obtained by an inference operation, which is well known elsewhere. .
  • the change in the composition of the effluent may be qualified as normal or abnormal, or by any other appropriate qualifier.
  • the attribution of the first probabilities of belonging to each of the first logical domains for the first derivative of each of the parameters makes it possible to characterize the individual variance of the parameters
  • the attribution of the second probabilities of membership of the second derivative to each of the second logical domains makes it possible to characterize the cross-variance of the parameters.
  • the mathematical treatment applied in the present invention preferably uses at least one sliding database whose length is variable, the database being constituted by the values of the parameters at previous time steps, whereby the method adapts only natural evolutions of the effluent.
  • sliding is meant that the database contains a predetermined number of values, a new entry in the database accompanied by the deletion of the oldest stored value. In a particularly interesting way, this implies that the operator does not have to set thresholds to determine whether the effluent varies, nor to adapt such a threshold to the natural evolution of the effluent.
  • thresholds are determined automatically by the method, according to the data recorded in the database.
  • the process according to the invention does not require any measurement, preliminary or not, of the effluent in the laboratory. Moreover, no prior calibration of the mathematical tool used is necessary.
  • the first logical domains are defined from a multiple of the standard deviation evaluated from a set consisting of values of the first derivative of said parameter determined at steps previous times.
  • the first logical domains are also defined from the mean or the median of a set consisting of values of the first derivative of said parameter determined at previous time steps .
  • the second logical domains are defined from a multiple of the standard deviation evaluated from a set consisting of values of said at least one second derivative determined at previous time steps.
  • the global logical domains are defined from a multiple of the standard deviation evaluated from a set constituted by the values of the first derivatives of the parameters and the values of said at least one second derivative determined at previous time steps.
  • the values determined at previous time steps mentioned above are advantageously stored in at least one sliding database, such as that mentioned above.
  • a first intermediate logical domain corresponding to a non-normal variability of said first derivative is defined for the first derivative of each of the parameters.
  • a second intermediate logical domain corresponding to a non-normal variability of said second derivative is defined.
  • the global membership probabilities are calculated from a weighted sum of the first and second membership probabilities.
  • third logical domains comprising at least a third normal logical domain and a third abnormal logical domain, the third logical domains being defined from the first logical domains;
  • fourth logical domains comprising at least a fourth normal logical domain and a fourth abnormal logical domain, the fourth logical domains being defined from the second logical domains;
  • third membership probabilities of a set constituted by the first derivatives of the parameters are attributed to each of the third logical domains;
  • Fourth probabilities of membership of a set consisting of at least said at least one second derivative to each of the fourth logical domains are further attributed;
  • the global logical domains being defined starting from the third and fourth logical domains.
  • additional logical domains are inserted, namely the third and fourth logical domains so as to refine the qualification of the variability of the composition of the effluent and to avoid false alarms.
  • the third "normal” logical domain corresponds to the union of the first "normal” logical domains
  • the third "abnormal” logical domain corresponds to the union of the first "abnormal” logical domains
  • the fourth "normal” logical domain corresponds to the union of the second" abnormal "logical domains.
  • a third "abnormal" logical domain is also defined, which preferably corresponds to the union of the first "not very normal” logical domains, and a fourth "unusual” logical domain which preferably corresponds to the union of the second logical domains "not normal”.
  • the first global logical domain preferably corresponds to the union of the third "normal” logical domain and the fourth "normal” logical domain.
  • the second global logical domain preferably corresponds to the union of the union of the third "normal” logical domain and the fourth "unusual” logical domain and of the union of the "unusual" third logical domain and the fourth logical domain. "Normal”.
  • the third global logical domain preferably corresponds to the union of the union of the third "normal” logical domain and the fourth "abnormal” logical domain with the union of the third "unusual” logical domain and the fourth "few” logical domain. normal ", and the union of the third" abnormal "logical domain and the fourth" normal "logical domain.
  • the fourth global logical domain preferably corresponds to the union union of the third "abnormal” logical domain and the fourth "abnormal” logical domain, and the union of the third "abnormal” logical domain and the fourth logical domain. "Not normal"
  • the fifth global logical domain preferably corresponds to the union of the third "abnormal" logical domain and the fourth "abnormal” logical domain.
  • the global membership probabilities are calculated from a weighted sum of the third and fourth probabilities of membership.
  • said weighted sum involves at least one dynamic weighting coefficient, for example the standard deviation evaluated from a set consisting of values of the first derivative determined at previous time steps.
  • the global logical domain qualifying the variability of the composition of the effluent is that for which the probability of global membership is maximal.
  • only the fifth overall logical domain is used to determine the variation in the composition of the effluent.
  • this fifth overall logical domain constitutes the one for which the probability of a particularly abnormal variability in the composition of the effluent is the highest.
  • the global logical domain qualifying the variability of the composition of the effluent is the most "abnormal" logical domain for which the global membership probability is non-zero.
  • the global logical domain qualifying the variability of the composition of the effluent is the most logical domain. abnormal for which the probability of global membership is greater than a predetermined threshold.
  • the first parameter is the absorbance of the effluent measured for a first wavelength.
  • each of the parameters corresponds to the absorbance of the effluent for a given wavelength.
  • the absorbance of the effluent for a plurality of wavelengths preferably between 200 nm and 700 nm is measured at each time step.
  • the first derivative is a derivative of the absorbance with respect to time for a given wavelength
  • the second derivative is a derivative of the absorbance with respect to the wavelength calculated at a time step. given.
  • the present invention also relates to a device for monitoring the variability of the composition of an effluent implementing the method according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a device for monitoring the variability of the composition of an effluent implementing the method according to the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing the steps of the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph representing membership functions in triangle making it possible to determine membership probabilities of the first derivatives to the first logical domains.
  • FIG. 4 is a graph representing membership functions in triangle making it possible to determine membership probabilities of the second derivatives to the second logical domains.
  • invention whose objective is to evaluate the temporal variability of the composition of an effluent of the chemical industry.
  • FIG. 1 represents a device 10 according to the invention embodying the method according to the invention.
  • the device 10 comprises measuring means 12 for measuring the absorbance of the effluent flowing in a pipe 14, the latter being preferentially but not exclusively disposed upstream of a station treatment of the effluent.
  • the values measured by the measuring means 12 are stored in memory means 16, while a microprocessor 18 is provided for performing calculation operations leading to the qualification of the variability of the composition of the effluent.
  • the result of the calculation operations is preferably given by a visual interface 20 comprising three colored lights, for example green, orange and red characterizing the level of normality of the variability of the effluent.
  • a series of measurements of a plurality of parameters namely the absorbance of the effluent for several wavelengths, is carried out over time.
  • the absorbance of the effluent for several wavelengths is measured during a step SlOl, these being between 200 and 700 nm, preferably between 230 and 500 nm.
  • the measurements are made by varying the wavelength in steps of 1 nm, while a time step t lasts two hours.
  • the diagram in Figure 2 shows the steps that are performed at each time step.
  • the first parameter is the absorbance at the wavelength of 230 nm
  • the second parameter is the absorbance at the wavelength of 231 nm
  • the 271 th parameter which is the absorbance at 500 nm.
  • the memory means comprise a database storing the parameter measurements for a plurality of time steps t.
  • a first derivative is determined for each of the 271 parameters by calculating the difference between two consecutive absorbance values in time at the same wavelength and dividing the result obtained by a difference of At times existing between two measurements.
  • At least one second derivative is determined between the parameters.
  • 270 second derivatives of the 271 parameters are defined.
  • each j th first derivative "normal variation of the first derivative" DL ⁇ (j, t) is characterized in that: ⁇ i j (t) ⁇ i j (t);
  • each j th first derivative "not normal variation of the first derivative ", DL] (j, t) is characterized in that: ⁇ ij (t) ⁇ ⁇ iJ (t) ⁇ 2 ⁇ i fJ (t);
  • each j th first derivative "abnormal variation of the first derivative" is characterized in that ⁇ i j (t)> 2 ⁇ i, j (t).
  • a ninth step S109 also preferred but not necessary, it computes the probability of belonging to the third logical domains of all of the first 271 derived by the sum of the probabilities for each j ⁇ eme first derivative to first logical domains weighted by the standard deviation of the first derivatives:
  • the probability of belonging of each 270 second derivatives to the three fourth logical domains is calculated by summing the probability of belonging of each k th second derivative to the second domains. logic weighted by the standard deviation of the second derivatives: to 3
  • the result obtained is obtained by dividing each membership probability by the sum of the membership probabilities of the global logical domains.
  • step S115 the variability of the composition of the effluent is qualified from the overall membership probabilities using, preferably, only the 5th global logical domain.
  • the following tests (given for illustrative purposes) are carried out:
  • a first threshold for example 66%
  • the probability of belonging to the 5th global logical domain is between 33% and 66%, for example, it means that the composition of the effluent has varied.
  • An orange light is displayed by the interface 20.
  • the false alarms are advantageously minimized. Indeed, there must be a majority of first and second derivatives has high probability of belonging to logical domains "abnormal" for the 5 th overall logical domain has a high probability of belonging and triggers an alarm.
  • steps S107 to SH1 are not essential to the implementation of the invention.
  • a particular variant in accordance with the invention consists in defining the global logical domains directly from the first and second logical domains without going through third and fourth logical domains, to assign overall membership probabilities of the set. constituted by the first derivatives of the parameters and the second derivatives to each of the global logic domains, then to qualify the variability of the composition of the effluent from the overall probabilities in a manner similar to that performed during the steps S12 to Sl 15.

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Abstract

La demande concerne un procédé de qualification de la variabilité de la composition d'un effluent, dans lequel on réalise une succession de mesures au cours du temps d'au moins un premier et un deuxième paramètres de cet effluent. La demande se caractérise par le fait que, à chaque pas de temps, on détermine des premières et deuxièmes dérivées des paramètres, on définit des premiers et deuxièmes domaines logiques, on attribue des probabilités d'appartenance aux premiers domaines logiques des premières dérivées, on attribue des probabilités d'appartenance aux deuxièmes domaines logiques des deuxièmes dérivées, on définit des domaines logiques globaux, on attribue des probabilités d'appartenance globales et on qualifie la variabilité de la composition de l'effluent à partir de ces probabilités d'appartenance globales.

Description

Procédé de qualification de la variabilité de la composition d'un effluent
La présente invention concerne le domaine de l'analyse et du contrôle en ligne de la composition des effluents liquides ou gazeux, telles par exemple l'eau potable, les eaux urbaines ou industrielles.
La présente invention vise plus particulièrement un procédé de détection de la variabilité de la composition d'un tel effluent qu'il soit liquide ou gazeux.
Dans les procédés de détection déjà connus, les mesures sont effectuées en ligne, par exemple dans une conduite disposée en amont d'une station de traitement d'eau usée.
Un tel procédé permet de détecter une anormalité dans la composition de l'effluent, notamment physico-chimique ou biologique, susceptible de provoquer un incident dans le procédé de traitement situé en aval du lieu où sont effectuées les mesures.
L'acquisition en ligne de ces mesures et leur traitement mathématique permettent d'alerter l'opérateur de l'arrivée d'un effluent ayant une composition différente de celle de l'effluent alimentant habituellement la station de traitement. Le cas échéant, l'opérateur prendra des mesures appropriées, par exemple en déviant l'effluent « différent » vers une autre unité de traitement et/ou en prélevant un échantillon de cet effluent qui sera analysé a posteriori.
Parmi les procédés de détection de la variabilité en ligne d'un effluent, certains mettent en œuvre la spectrophotométrie Ultra-Violet visible (ci-après dénommée « UV-VIS ») permettant à partir d'un ensemble de signaux, de représenter la variabilité qualitative de l'effluent.
Pour les aspects qualitatifs, le spectre UV-VIS fait office « d'empreinte digitale » de l'effluent.
En d'autres termes, un effluent donné possède un spectre UV-VIS propre comprenant des points particuliers (dénommés points isobestiques) qui, en toute théorie, ne varient pas au cours du temps.
Dès lors que l'on détecte un changement dans l'allure du spectre UV mesuré en ligne, on comprend que ce changement d'allure traduit une modification de la composition de l'effluent.
L'information obtenue indique à l'opérateur s'il y a conservation globale ou non de la qualité de l'effluent mais ne permet pas d'évaluer la dangerosité de l'effluent en question. Enfin, ces points n'existent pas forcément pour tous les effluents, ce qui rend inefficace cette méthode dans ce cas.
Un autre mode connu de traitement des spectres UV, tel que décrit dans les documents FR 2 783 322 et FR 2 787 883, consiste à utiliser la déconvolution des spectres UV, ce traitement se basant sur l'hypothèse selon laquelle chaque spectre UV d'un effluent peut être considéré comme une combinaison linéaire d'un petit nombre de spectres UV connus, appelés spectres de référence, et notamment relatifs à des composés particuliers de l'effluent étudié.
Cette méthode suppose donc d'avoir une connaissance a priori de la composition de l'effluent ou des composés susceptibles de s'y trouver, ce qui impose de réaliser des analyses en laboratoires préalables. En outre, une bibliothèque de spectres de composés ou de compositions prédéterminés doit être préalablement réalisée.
Par ailleurs, le document EP 1 070 954 mentionne l'utilisation de la spectroscopie dans le spectre « UV-visible » pour la détermination par déconvolution de spectres de paramètres globaux. Ce document propose une surveillance temporelle de l'effluent de manière à déterminer le moment précis où une pollution éventuelle commence à se manifester. Pour chacun des sites sur lequel on réalisera les mesures, cette méthode nécessite donc une caractérisation préalable de l'effluent via des méthodes conventionnelles, ainsi que la calibration et l'identification préalable de spectres de référence spécifiques à l'effluent analysé.
Il en résulte que les procédés de qualification connus sont totalement liés à l'environnement dans lequel ils sont destinés à être mis en œuvre. En particulier, dans le cas de la spectrophotométrie UV-VIS, cela suppose que l'effluent absorbe dans la gamme de longueur d'onde considérée.
Un autre inconvénient des procédés de l'art antérieur est qu'ils ne sont pas capables de traiter d'autres types de mesures, tels notamment le pH, la conductivité, ou la température.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de qualification de la variabilité de la composition d'un effluent, dans lequel on réalise une succession de mesures au cours du temps d'au moins un premier et un deuxième paramètres de cet effluent, lequel procédé est indépendant de l'environnement dans lequel il est mis en œuvre tout en étant capable de traiter des mesures tant paramétriques que non- paramétriques.
L'invention atteint son but par le fait que, à chaque pas de temps :
- on détermine une première dérivée pour chacun des premier et deuxième paramètres ;
- on détermine au moins une deuxième dérivée entre les premier et deuxième paramètres ;
- on définit, pour la première dérivée de chacun des paramètres, des premiers domaines logiques comprenant au moins un premier domaine logique normal correspondant à une variabilité normale de ladite première dérivée, et un premier domaine logique anormal correspondant à une variabilité anormale de ladite première dérivée ;
- on attribue des premières probabilités d'appartenance à chacun des premiers domaines logiques pour la première dérivée de chacun des paramètres ;
- on définit des deuxièmes domaines logiques comprenant au moins un deuxième domaine logique normal correspondant à une variabilité normale de ladite deuxième dérivée, et un deuxième domaine logique anormal correspondant à une variabilité anormale de ladite deuxième dérivée ;
- on attribue des deuxièmes probabilités d'appartenance de la deuxième dérivée à chacun des deuxièmes domaines logiques ;
- on définit des domaines logiques globaux à partir des premiers et deuxièmes domaines logiques, les domaines logiques globaux comprenant au moins un domaine logique global normal et un domaine logique global anormal ;
- on attribue des probabilités d'appartenance globales de l'ensemble constitué par les premières dérivées des paramètres et au moins une deuxième dérivée à chacun des domaines logiques globaux ;
- on qualifie la variabilité de la composition de l'effluent à partir de ces probabilités d'appartenance globales.
Ainsi, grâce à l'invention, il n'est pas nécessaire de connaître a priori la composition « habituelle » de l'effluent pour pouvoir détecter une anomalie dans la variabilité de sa composition. En outre, grâce à l'invention, il n'est pas non plus nécessaire de procéder à des analyses préalables afin d'initialiser le procédé.
Tout au contraire, le procédé selon l'invention ne nécessite qu'une succession temporelle de mesures de paramètres pour s'adapter à l'environnement dans lequel il est mis en œuvre, ledit environnement pouvant être par exemple un réseau d'assainissement ou un réseau d'eau potable ou bien encore un site industriel.
Cela signifie que le procédé selon la présente invention peut être mis en œuvre de façon simple et rapide, sans nécessiter les étapes préalables de calibration ou d'analyse en laboratoire telles que celles effectuées dans les procédés connus,
Par ailleurs, le procédé selon l'invention peut avantageusement se baser tant sur l'analyse de la variabilité de mesures de spectres, que sur l'analyse de la variabilité de mesures de grandeurs, tels par exemple mais non exclusivement le pH, le potentiel Rédox, la conductivité ou la température.
Un des principaux objectifs de l'invention est de renseigner immédiatement et en temps réel l'opérateur de l'arrivée éventuelle d'un effluent ayant une composition à risque.
Pour ce faire, on analyse l'évolution des variations de chacun des paramètres pris séparément d'une part, ainsi que l'évolution de la variation relative entre les premier et deuxième paramètres d'autre part.
Au sens de la présente invention, les premières dérivées sont prises par rapport à une même grandeur, de préférence le temps, tandis que les deuxièmes dérivées dénotent la variation d'un des paramètres par rapport à l'autre, de préférence au cours du temps.
Dans le cas particulier où le paramètre dépend d'une variable non temporelle, la deuxième dérivée, pourra être par exemple la dérivée du paramètre par rapport à ladite variable, pour un pas de temps donné.
Autrement dit, on analyse d'une part, à l'aide des premières dérivées, comment chacun des paramètres évolue, de préférence dans le temps. On parlera ici de variances individuelles des paramètres, la première dérivée étant avantageusement une dérivée temporelle.
D'autre part, on analyse comment les paramètres évoluent l'un par rapport à l'autre à l'aide des deuxièmes dérivées. On parlera ici de variances croisées desdits paramètres. Au demeurant, les variances croisées permettent notamment de déterminer si les évolutions des paramètres sont similaires ou à tout le moins corrélées.
De manière préférentielle, le nombre de paramètres est sensiblement plus grand que deux.
De manière préférentielle, il existe autant de deuxièmes dérivées que de combinaisons entre les paramètres.
L'idée sous jacente est de comparer les variances individuelles et croisées de manière à établir une indication de la variance globale de la composition de l'effluent
Le traitement mathématique permettant la mise en œuvre du procédé selon la présente invention repose sur la théorie de la logique floue, bien connue par ailleurs, si bien que la comparaison mentionnée ci- dessus sera obtenue par une opération d'inférence, bien connue par ailleurs.
En fonction de l'indication de variance globale, on pourra qualifier la variation de la composition de l'effluent de normal ou d'anormal, ou par tout autre qualificatif approprié.
De manière plus précise, l'attribution des premières probabilités d'appartenance à chacun des premiers domaines logiques pour la première dérivée de chacun des paramètres permet de caractériser la variance individuelle des paramètres, tandis que l'attribution des deuxièmes probabilités d'appartenance de la deuxième dérivée à chacun des deuxièmes domaines logiques permet quant à elle de caractériser la variance croisée des paramètres.
Enfin, on comprend que l'étape d'attribution des probabilités d'appartenance globales permet de caractériser la variance globale des paramètres.
Le traitement mathématique appliqué dans la présente invention utilise préférentiel lement au moins une base de données glissante dont la longueur est variable, la base de données étant constituée par les valeurs des paramètres à des pas de temps précédents, grâce à quoi le procédé s'adapte seul aux évolutions naturelles de l'effluent.
Par « glissante », on entend que la base de données contient un nombre prédéterminé de valeurs, une nouvelle entrée dans la base s'accompagnant de la suppression de la plus ancienne valeur stockée. De manière particulièrement intéressante, cela implique que l'opérateur n'a pas à fixer de seuils pour déterminer si l'effluent varie, ni d'adapter un tel seuil à l'évolution naturelle de l'effluent.
Au contraire, grâce à l'invention, de tels seuils sont déterminés automatiquement par le procédé, en fonction des données enregistrées dans la base de données.
Comme on l'a déjà mentionné, le procédé selon l'invention ne nécessite aucune mesure, préalable ou non, de l'effluent en laboratoire. Par ailleurs, aucune calibratîon préalable de l'outil mathématique utilisé n'est nécessaire.
Ainsi s'affranchit-on de mesures ciblées sur certaines caractéristiques de l'effluent, tant et si bien que le procédé selon l'invention offre une approche globale du risque de dangerosité lié à la variabilité de la composition de l'effluent.
Enfin, on pourra choisir un critère de qualification simple, par exemple un « signal rouge » signifiant que l'effluent a fortement varié, ceci impliquant un risque fort de dysfonctionnement du traitement, associé par exemple à un « signal vert » signifiant que l'effluent n'a pas ou peu varié.
Avantageusement, pour la première dérivée de chacun des paramètres, les premiers domaines logiques sont définis à partir d'un multiple de l'écart-type évalué à partir d'un ensemble constitué par des valeurs de la première dérivée dudit paramètre déterminées à des pas de temps précédents.
De manière préférentielle, pour la première dérivée de chacun des paramètres, les premiers domaines logiques sont également définis à partir de la moyenne ou de la médiane d'un ensemble constitué par des valeurs de la première dérivée dudit paramètre déterminées à des pas de temps précédents.
Avantageusement, les deuxièmes domaines logiques sont définis à partir d'un multiple de l'écart type évalué à partir d'un ensemble constitué par des valeurs de ladite au moins une deuxième dérivée déterminées à des pas de temps précédents.
Avantageusement, les domaines logiques globaux sont définis à partir d'un multiple de l'écart-type évalué à partir d'un ensemble constitué par les valeurs des premières dérivées des paramètres et des valeurs de ladite au moins une deuxième dérivée déterminées à des pas de temps précédents.
Les valeurs déterminées à des pas de temps précédents mentionnées ci-dessus sont avantageusement stockées dans au moins une base de données glissante, telle que celle mentionnée ci-dessus.
En vue d'affiner la qualification de la variabilité de la composition de l'effluent, on définit en outre, pour la première dérivée de chacun des paramètres, un premier domaine logique intermédiaire correspondant à une variabilité peu normale de ladite première dérivée.
On définit en outre, pour ladite au moins une deuxième dérivée, un deuxième domaine logique intermédiaire correspondant à une variabilité peu normale de ladite deuxième dérivée.
De surcroît, on peut également définir un ou plusieurs domaines logiques globaux intermédiaires, correspondant à une variation peu normale de la composition de l'effluent.
En pratique, on pourra utiliser un « signal orange » complétant les signaux rouge et vert mentionnés ci-dessus, ledit signal orange traduisant une variation de l'effluent dans un domaine acceptable, le risque étant estimé comme étant modéré mais nécessitant une vigilance accrue (risque potentiel d'évolution vers un signal rouge).
Selon un premier mode de réalisation, les probabilités d'appartenance globales sont calculées à partir d'une somme pondérée des premières et deuxièmes probabilités d'appartenance.
Selon un second mode de réalisation, on définit en outre :
- des troisièmes domaines logiques comprenant au moins un troisième domaine logique normal et un troisième domaine logique anormal, les troisièmes domaines logiques étant définis à partir des premiers domaines logiques ;
- des quatrièmes domaines logiques comprenant au moins un quatrième domaine logique normal et un quatrième domaine logique anormal, les quatrièmes domaines logiques étant définis à partir des deuxièmes domaines logiques ;
- on attribue en outre des troisièmes probabilités d'appartenance d'un ensemble constitué par les premières dérivées des paramètres à chacun des troisièmes domaines logiques ; - on attribue en outre des quatrièmes probabilités d'appartenance d'un ensemble constitué par au moins ladite au moins une deuxième dérivée à chacun des quatrièmes domaines logiques ;
- les domaines logiques globaux étant définis à partir des troisièmes et quatrièmes domaines logiques.
Dans ce second mode de réalisation, on insère des domaines logiques supplémentaires, à savoir les troisièmes et quatrièmes domaines logiques de manière à affiner la qualification de la variabilité de la composition de l'effluent et à éviter les fausses alertes.
De manière préférentielle, le troisième domaine logique « normal » correspond à l'union des premiers domaines logiques « normaux », le troisième domaine logique « anormal » correspond à l'union des premiers domaines logiques « anormaux », le quatrième domaine logique « normal » correspond à l'union des deuxièmes domaines logiques « normaux », tandis que le quatrième domaine logique « anormal » correspond à l'union des deuxièmes domaines logiques « anormaux ».
Avantageusement, on définit en outre un troisième domaine logique « peu normal » qui correspond de préférence à l'union des premiers domaines logiques « peu normaux », et un quatrième domaine logique « peu normal » qui correspond de préférence à l'union des deuxièmes domaines logiques « peu normaux ».
De manière préférentielle, on définit cinq domaines logiques globaux.
Le premier domaine logique global correspond de préférence à l'union du troisième domaine logique « normal » et du quatrième domaine logique « normal ».
Le deuxième domaine logique global correspond de préférence à l'union de l'union du troisième domaine logique « normal » et du quatrième domaine logique « peu normal » et de l'union du troisième domaine logique « peu normal » et du quatrième domaine logique « normal ».
Le troisième domaine logique global correspond de préférence à l'union de l'union du troisième domaine logique « normal » et du quatrième domaine logique « anormal » avec l'union du troisième domaine logique « peu normal » et du quatrième domaine logique « peu normal », et de l'union du troisième domaine logique « anormal » et du quatrième domaine logique « normal ».
Le quatrième domaine logique global correspond de préférence à l'union de l'union du troisième domaine logique « peu normal » et du quatrième domaine logique « anormal », et de l'union du troisième domaine logique « anormal » et du quatrième domaine logique « peu normal ».
Le cinquième domaine logique global correspond de préférence à l'union du troisième domaine logique « anormal » et du quatrième domaine logique « anormal ».
Enfin, après les avoir calculées, on attribue les probabilités d'appartenance globales de l'ensemble constitué par les premières dérivées des paramètres et les secondes dérivées aux domaines logiques globaux.
Avantageusement, les probabilités d'appartenance globales sont calculées à partir d'une somme pondérée des troisièmes et quatrièmes probabilités d'appartenance.
De manière préférentielle, ladite somme pondérée fait intervenir au moins un coefficient de pondération dynamique, par exemple l'écart-type évalué à partir d'un ensemble constitué par des valeurs de la première dérivée déterminées à des pas de temps précédents.
Selon une première variante, le domaine logique global qualifiant la variabilité de la composition de l'effluent est celui pour lequel la probabilité d'appartenance globale est maximale.
De manière préférentielle, seul le cinquième domaine logique global est utilisé pour déterminer la variation de la composition de l'effluent.
On comprend que ce cinquième domaine logique global constitue celui pour lequel la probabilité d'une variabilité particulièrement anormale de la composition de l'effluent est la plus forte.
Selon une deuxième variante, le domaine logique global qualifiant la variabilité de la composition de l'effluent est le domaine logique le plus « anormal » pour lequel la probabilité d'appartenance globale est non nulle.
Selon une troisième variante, le domaine logique global qualifiant la variabilité de la composition de l'effluent est le domaine logique le plus anormal pour lequel la probabilité d'appartenance globale est supérieure à un seuil prédéterminé.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le premier paramètre est l'absorbance de l'effluent mesuré pour une première longueur d'onde.
De manière préférentielle, chacun des paramètres correspond à l'absorbance de l'effluent pour une longueur d'onde donnée.
Préférentiellement, on mesure à chaque pas de temps l'absorbance de l'effluent pour une pluralité de longueurs d'onde comprises de préférence entre 200 nm et 700 nm.
Avantageusement, la première dérivée est une dérivée de l'absorbance par rapport au temps pour une longueur d'onde donnée, tandis que la deuxième dérivée est une dérivée de l'absorbance par rapport à la longueur d'onde calculée à un pas de temps donné.
La présente invention concerne également un dispositif de suivi de la variabilité de la composition d'un effluent mettant en œuvre le procédé selon la présente invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif.
La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de suivi de la variabilité de la composition d'un effluent mettant en œuvre le procédé selon la présente invention ;
- la figure 2 est un diagramme représentant les étapes du mode de mise en œuvre préféré de la présente invention ;
- la figure 3 est un graphique représentant des fonctions d'appartenance en triangle permettant de déterminer des probabilités d'appartenance des premières dérivées aux premiers domaines logiques ; et
- la figure 4 est un graphique représentant des fonctions d'appartenance en triangle permettant de déterminer des probabilités d'appartenance des deuxièmes dérivées aux deuxièmes domaines logiques.
A l'aide des figures 1 à 4, on va maintenant décrire plus en détail un mode préféré de mise en œuvre du procédé selon la présente invention dont l'objectif est d'évaluer la variabilité temporelle de la composition d'un effluent de l'industrie chimique.
La figure 1 représente un dispositif 10 conforme à l'invention mettant en œuvre le procédé selon l'invention.
Comme on le voit sur cette figure, le dispositif 10 comprend des moyens de mesure 12 destinés à mesurer l'absorbance de l'effluent s'écoulant dans une conduite 14, cette dernière étant préférentiel lement mais non exclusivement disposée en amont d'une station de traitement 15 de l'effluent.
Les valeurs mesurées par les moyens de mesure 12 sont stockées dans des moyens de mémoire 16, tandis qu'un microprocesseur 18 est prévu pour effectuer des opérations de calcul conduisant à la qualification de la variabilité de la composition de l'effluent.
Le résultat des opérations de calcul est préférentiellement donné par une interface visuelle 20 comportant trois feux de couleur, par exemple vert, orange et rouge caractérisant le niveau de normalité de la variabilité de l'effluent.
Le procédé selon l'invention va maintenant être expliqué plus en détail à l'aide du diagramme représenté sur la figure 2.
Dans ce mode de mise en oeuvre, on réalise au cours du temps une succession de mesures d'une pluralité de paramètres, à savoir l'absorbance de l'effluent pour plusieurs longueurs d'onde.
Autrement dit, à chaque pas de temps, on mesure, au cours d'une étape SlOl, l'absorbance de l'effluent pour plusieurs longueurs d'onde, celles-ci étant comprises entre 200 et 700 nm, de préférence entre 230 et 500 nm.
De préférence, les mesures sont effectuées en faisant varier la longueur d'onde par pas de 1 nm, tandis qu'un pas de temps t dure deux heures.
Le diagramme de la figure 2 représente les étapes qui sont réalisées à chaque pas de temps.
Ainsi dispose-t-on, dans cet exemple de mise en œuvre où l'on mesure l'absorbance entre 230 nm et 500 nm, de 271 paramètres qui ont été mesurés simultanément toutes les deux heures sur l'effluent. On comprend donc qu'au sens de l'invention, le premier paramètre est l'absorbance à la longueur d'onde de 230 nm, le deuxième paramètre est l'absorbance à la longueur d'onde de 231 nm, ainsi de suite jusqu'au 271eme paramètre, qui est l'absorbance à 500 nm.
Evidemment, le nombre de paramètres n'est pas limité à 271 et l'on peut tout à fait choisir un autre nombre de paramètres sans sortir du cadre de la présente invention.
De manière préférentielle mais non nécessairement, les moyens de mémoire comportent une base de données stockant les mesures de paramètres pour une pluralité de pas de temps t.
Au cours d'une seconde étape S102, on détermine une première dérivée pour chacun des 271 paramètres en calculant la différence entre deux valeurs d'absorbance consécutives dans le temps à une même longueur d'onde et en divisant le résultat obtenu par un écart de temps At existant entre deux mesures.
Ainsi, si l'on considère le premier paramètre, à savoir l'absorbance Abs de l'effluent à 230 nm, la première dérivée du 1er paramètre di,i(t) a pour expression :
Aï
II en est de même pour la première dérivée du 2eme paramètre di,2(t), qui a pour expression :
Figure imgf000014_0001
Et ainsi de suite jusqu'au 271eme paramètre.
Au cours d'une troisième étape S103, on détermine au moins une deuxième dérivée entre les paramètres.
Plus précisément, on définit, dans cet exemple, 270 deuxièmes dérivées des 271 paramètres. La lere deuxième dérivée d2,i(t) est calculée comme étant la différence entre les valeurs d'absorbance à 231 nm et à 230 nm, soit : d (A = Jfa 23l (O - ^ 23θ (O
2>1 231 - 230 On comprend donc que la deuxième dérivée d2/i(t) dénote bien l'écart relatif entre les paramètres AbS23i(t) et AbS23o(t) et que la fonction t-> d2,i(t) fournit la variation temporelle de l'écart relatif entre ces deux paramètres.
Il en est de même pour la 2nde deuxième dérivée d^OO, qui a pour expression :
Figure imgf000015_0001
Et ainsi de suite jusqu'à la 270eme deuxième dérivée.
Dans une quatrième étape S 104, on définit pour chaque f jerne première dérivée (j=l à 271), c'est-à-dire pour la première dérivée de chacun des paramètres, trois premiers domaines logiques (DL1 (J)1 i=l à 3, j=l à 271) déterminés à partir des calculs suivants : a) on calcule une moyenne dX ] (t) et un écart-type ^ v ) à partir des 50 valeurs calculées antérieurement de chaque jeme première dérivée (j = 1 à 271) :
1 49
et
Figure imgf000015_0002
b) on calcule pour chaque jeme première dérivée (j = 1 à 271) l'écart absolu εij(t) à la moyenne des premières dérivées ;
c) Les premiers domaines logiques DL\ (j,t) (avec i=l à 3, j=l à 271) sont alors définis au pas de temps t comme suit ;
- le 1er des premiers domaines logiques de chaque jeme première dérivée « variation normale de la première dérivé », DL\ (j,t), est caractérisé en ce que : εij(t) < σij(t) ;
- le 2eme des premiers domaines logiques de chaque jeme première dérivée « variation peu normale de la première dérivée », DL]{j,t) , est caractérisé en ce que : σij(t) < εiJ(t) < 2σifJ(t);
- le 3eme des premiers domaines logiques de chaque jeme première dérivée « variation anormale de la première dérivée »,
Figure imgf000016_0001
est caractérisé en ce que : εij(t) > 2σi,j(t).
Au cours d'une cinquième étape S105, on attribue des probabilités d'appartenance à l'instant t des 271 premières dérivées à chacun des premiers domaines logiques,
Figure imgf000016_0002
(j,ή) (i=l à 3, j=l à 271), en effectuant les sous-étapes suivantes : a) on norme entre -1 et 1 l'écart absolu obtenu pour chaque jeme première dérivée, avec la correspondance suivante :
- Si £lf/ (/) = o alors [f,,, (f| = -l ;
- Si ε{ J (/) > 3σUl
Figure imgf000016_0003
(r| = +1 ;
Figure imgf000016_0004
b) on procède à la fuzzyfication (i.e. à l'attribution des probabilités d'appartenance de chaque jeme première dérivée aux premiers domaines logiques DL\ (j,t) de chaque valeur normée f^ ^l avec des fonctions d'appartenance en triangle telles que représentées sur la figure 3.
Sur la figure 3, on a représenté le cas où, pour la 50eme première dérivée avec une valeur de ||f, 50 (t01 = 0.3 à l'instant to, on
Figure imgf000016_0005
03 , qui correspondent aux probabilités d'appartenance de la 50eme première dérivée aux premiers domaines logiques.
Au cours d'une sixième étape S106, on définit des deuxièmes domaines logiques, à savoir, pour chaque keme deuxième dérivée trois deuxièmes domaines logiques (DL'2(k,ή, i=l à 3, k=l à 270), déterminés à partir des calculs suivants : a) on calcule la moyenne et l'écart-type des 50 dernières valeurs de chaque deuxième dérivée : et :
Figure imgf000017_0001
b) on calcule pour chaque keme deuxième dérivée l'écart absolu ε2,k(t) à la moyenne des deuxièmes dérivées :
c) les deuxièmes domaines logiques DE2(k,ή sont alors définis comme suit :
- le 1er des deuxièmes domaines logiques « variation normale de la keme deuxième dérivée », Dl)2 (k,ή , est caractérisé en ce que ε2lk(t) < σ2,k(t) ;
- le 2eme des deuxièmes domaines logiques « variation peu normale de la keme deuxième dérivée », DL\ {k,t) , est caractérisé en ce que σ2/k(t) < ε2,k(t) < 2σ2fk(t);
- le 3eme des deuxièmes domaines logiques « variation anormale de la keme deuxième dérivée »,
Figure imgf000017_0002
est caractérisé en ce que ε2,k(t) > 2σ2,k(t).
Au cours d'une septième étape S107, on attribue les probabilités d'appartenance des keme deuxièmes dérivées aux deuxièmes domaines logiques, p(DE2(k,ή) (i=l à 3, k=l à 270), en effectuant les sous-étapes suivantes : a) on norme entre -1 et 1 l'écart absolu obtenu, avec la correspondance suivante :
- Si εu(r) = O alors |εu (Of = -l ;
- Si εχk (ή ≥ 3σu {t).du (/) alors
Figure imgf000017_0003
+1 ;
Sinon |Mf)| = -l + ~ ^('] b) on procède à la fuzzyfication (Le. à l'attribution des probabilités d'appartenance de chaque keme deuxièmes dérivées aux deuxièmes domaines logiques DE2 (k, ή de chaque valeur normée JU2 >k (tt avec des fonctions d'appartenance en triangle telles que représentées sur la figure 4.
Sur la figure 4, on a représenté le cas où, pour la 50eme deuxième dérivée on obtient
Figure imgf000018_0001
)) = 0.4 , qui correspondent aux probabilités d'appartenance de la 50eme deuxième dérivée aux deuxièmes domaines logiques.
Au cours d'une huitième étape S108, préférentielle mais non nécessaire, on définit des troisièmes domaines logiques à savoir, trois troisièmes domaines logiques ( DL'3(ή , i=l à 3) pour les premières dérivées, ceux-ci correspondant à : a) Pour le 1er des troisièmes domaines logiques
Figure imgf000018_0002
à l'union des 1ers premiers domaines logiques « normaux » ; b) Pour le 2eme des troisièmes domaines logiques DLl (t), à l'union des 2emes premiers domaines logiques « peu normaux » ; c) Pour le 3eme des troisièmes domaines
Figure imgf000018_0003
à l'union des 3emes premiers domaines logiques « anormaux » ;
Au cours d'une neuvième étape S109, également préférentielle mais non nécessaire, on calcule la probabilité d'appartenance aux troisièmes domaines logiques de l'ensemble des 271 premières dérivées en faisant la somme des probabilités d'appartenance de chaque jιeme première dérivée aux premiers domaines logiques pondérée par l'écart- type des premières dérivées :
Figure imgf000018_0004
Au cours d'une dixième étape SIlO, également préférentielle mais non nécessaire, on définit des quatrièmes domaines logiques, à savoir trois quatrièmes domaines logiques (DL'4(ή, i=l à 3) pour les deuxièmes dérivées, ceux-ci correspondant à : a) Pour le 1er des quatrièmes domaines logiques, DL\ (t), à l'union des 1ers deuxièmes domaines logiques « normaux » ; b) Pour le 2eme des quatrièmes domaines logiques, DIz4 (t) , à l'union des 2emes deuxièmes domaines logiques « peu normaux » ; c) Pour le 3eme des quatrièmes domaines logiques,
Figure imgf000019_0001
, à l'union des 3emes deuxièmes domaines logiques « anormaux » ;
Au cours d'une onzième étape SlIl, également préférentielle mais non nécessaire, on calcule la probabilité d'appartenance de chaque 270 deuxièmes dérivées aux trois quatrièmes domaines logiques en faisant la somme des probabilité d'appartenance de chaque keme deuxièmes dérivées aux deuxièmes domaines logiques pondérée par l'écart-type des deuxièmes dérivées : à 3
Figure imgf000019_0002
Au cours d'une douzième étape S112, on définit des domaines logiques globaux à partir desquels on définira la variabilité globale de l'effluent, de préférence cinq domaines logiques globaux {DL!5{t), avec 1=1 à 5) à partir des troisièmes et quatrièmes domaines logiques. Ils correspondent à : a) Pour le 1er des domaines logiques globaux, DLl5 (V), à l'union du 1er troisième domaine logique « normal » et du 1er quatrième domaine logique « normal » ; b) Pour le 2eme des domaines logiques globaux, DL]{t), à l'union de l'union du 1er troisième domaine logique « normal » et du 2eme quatrième domaine logique « peu normal » et de l'union du 2eme troisième domaine logique « peu normal » et du 1er quatrième domaine logique « normal » ; c) Pour le 3eme des domaines logiques globaux, DU5 (ή, à l'union de l'union du 1er troisième domaine logique « normal » et du 3eme quatrième domaine logique «anormal », avec l'union du 2eme troisième domaine logique « peu normal » et du 2eme quatrième domaine logique « peu normal », et de l'union du 3eme troisième domaine logique « anormal » et du 1er quatrième domaine logique « normal » ; d) Pour le 4ème des domaines logiques globaux, DL4 5(ή, à l'union de l'union du 2eme troisième domaine logique « peu normal » et du 3eme quatrième domaine logique « anormal » et l'union du 3eme troisième domaine logique « anormal », et du 2eme quatrième domaine logique « peu normal » ; e) Pour le 5eme des domaines logiques globaux, DL5 5{ή, à l'union du 3eme troisième domaine logique « anormal » et du 3eme quatrième domaine logique « anormal » ;
Au cours d'une treizième étape S113, on attribue des probabilités d'appartenance globales {P(DÉ5{ή) , avec 1=1 à 5) de l'ensemble constitué par les premières dérivées des paramètres et les secondes dérivées à chacun des domaines logiques globaux ( DL'5(ή , avec 1=1 à 5), de
Figure imgf000020_0001
Au cours d'une quatorzième étape S114, on norme le résultat obtenu en divisant chaque probabilité d'appartenance par la somme des probabilités d'appartenance aux 5 domaines logiques globaux.
Puis, au cours d'une quinzième étape S115, on qualifie la variabilité de la composition de l'effluent à partir des probabilités d'appartenance globales en utilisant, de préférence, uniquement le 5ème domaine logique global. On effectue les tests suivants (donnés à titres illustratifs):
- Si la probabilité d'appartenance au 5ème domaine logique global est supérieure à un premier seuil, par exemple 66%, alors cela signifie que la composition de l'effluent a fortement varié. Un feu rouge est affiché par l'interface 20.
- Si la probabilité d'appartenance au 5ème domaine logique global est comprise par exemple entre 33% et 66% alors cela signifie que la composition de l'effluent a varié. Un feu orange est affiché par l'interface 20.
- Si la probabilité d'appartenance au 5ème domaine logique global est inférieure à un second seuil, par exemple, 33% alors cela signifie que la composition de l'effluent n'a pas varié. Un feu vert est affiché par l'interface 20.
Grâce à ce mode de mise en œuvre, non limitatif, les fausses alertes sont avantageusement minimisées. En effet, il faut qu'une majorité des premières et deuxièmes dérivées présente des probabilités élevées d'appartenance aux domaines logiques « anormaux » pour que le 5eme domaine logique global présente une probabilité d'appartenance forte et déclenche une alarme.
Comme on l'a mentionné ci-dessus, les étapes S107 à SHl ne sont pas indispensables à la mise en œuvre de l'invention.
En effet, une variante particulière conforme à l'invention, consiste à définir les domaines logiques globaux directement à partir des premiers et deuxièmes domaines logiques sans passer par des troisièmes et quatrièmes domaines logiques, à attribuer des probabilités d'appartenance globales de l'ensemble constitué par les premières dérivées des paramètres et les secondes dérivées à chacun des domaines logiques globaux, puis à qualifier la variabilité de la composition de l'effluent à partir des probabilités globales de manière similaire à ce qui est effectué au cours des étapes Sl 12 à Sl 15.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de qualification de la variabilité de la composition d'un effluent, dans lequel on réalise une succession de mesures au cours du temps d'au moins un premier et un deuxième paramètres physico-chimiques de cet effluent, ledit procédé étant caractérisé en ce que, à chaque pas de temps : on détermine une première dérivée pour chacun des premier et deuxième paramètres ; on détermine au moins une deuxième dérivée entre les premier et deuxième paramètres ; on définit, pour la première dérivée de chacun des paramètres, des premiers domaines logiques comprenant au moins un premier domaine logique normal correspondant à une variabilité normale de ladite première dérivée, et un premier domaine logique anormal correspondant à une variabilité anormale de ladite première dérivée ; on attribue des premières probabilités d'appartenance à chacun des premiers domaines logiques pour la première dérivée de chacun des paramètres ; on définit des deuxièmes domaines logiques comprenant au moins un deuxième domaine logique normal correspondant à une variabilité normale de ladite deuxième dérivée, et un deuxième domaine logique anormal correspondant à une variabilité anormale de ladite deuxième dérivée ; on attribue des deuxièmes probabilités d'appartenance de la deuxième dérivée à chacun des deuxièmes domaines logiques ; on définit des domaines logiques globaux à partir des premiers et deuxièmes domaines logiques, les domaines logiques globaux comprenant au moins un domaine logique global normal et un domaine logique global anormal ; on attribue des probabilités d'appartenance globales de l'ensemble constitué par les premières dérivées des paramètres et au moins une deuxième dérivée à chacun des domaines logiques globaux ; on qualifie la variabilité de la composition de l'effluent à partir de ces probabilités d'appartenance globales.
2. Procédé de qualification selon la revendication 1, dans lequel, pour la première dérivée de chacun des paramètres, les premiers domaines logiques sont définis à partir d'un multiple de l'écart type évalué à partir d'un ensemble constitué par des valeurs de la première dérivée dudit paramètre déterminées à des pas de temps précédents.
3. Procédé de qualification selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, pour la première dérivée de chacun des paramètres, les premiers domaines logiques sont également définis à partir de la moyenne ou de la médiane d'un ensemble constitué par des valeurs de la première dérivée dudit paramètre déterminées à des pas de temps précédents.
4. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, les deuxièmes domaines logiques sont définis à partir d'un multiple de l'écart type évalué à partir d'un ensemble constitué par des valeurs de ladite au moins une deuxième dérivée déterminées à des pas de temps précédents.
5. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, les domaines logiques globaux sont définis à partir d'un multiple de l'écart type évalué à partir d'un ensemble constitué par des valeurs des premières dérivées des paramètres et des valeurs de ladite au moins une deuxième dérivée déterminées à des pas de temps précédents.
6. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel on définit en outre, pour la première dérivée de chacun des paramètres, un premier domaine logique intermédiaire correspondant à une variabilité peu normale de ladite première dérivée.
7. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel on définit en outre, pour ladite au moins une deuxième dérivée, un deuxième domaine logique intermédiaire correspondant à une variabilité peu normale de ladite deuxième dérivée.
8. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel on définit en outre un domaine logique global intermédiaire.
9. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les probabilités d'appartenance globales sont calculées à partir d'une somme pondérée des premières et deuxièmes probabilités d'appartenance.
10. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel on définit en outre :
- des troisièmes domaines logiques comprenant au moins un troisième domaine logique normal et un troisième domaine logique anormal, les troisièmes domaines logiques étant définis à partir des premiers domaines logiques ;
- des quatrièmes domaines logiques comprenant au moins un quatrième domaine logique normal et un quatrième domaine logique anormal, les quatrièmes domaines logiques étant définis à partir des deuxièmes domaines logiques ; procédé dans lequel :
- on attribue en outre des troisièmes probabilités d'appartenance d'un ensemble constitué par les premières dérivées des paramètres à chacun des troisièmes domaines logiques ;
- on attribue en outre des quatrièmes probabilités d'appartenance d'un ensemble constitué par au moins ladite au moins une deuxième dérivée à chacun des quatrièmes domaines logiques ; procédé dans lequel :
- les domaines logiques globaux sont définis à partir des troisièmes et quatrièmes domaines logiques.
11. Procédé de qualification selon la revendication 10, dans lequel les probabilités d'appartenance globales sont calculées à partir d'une somme pondérée des troisièmes et quatrièmes probabilités d'appartenance.
12. Procédé de qualification selon la revendication 11, dans lequel ladite somme pondérée fait intervenir au moins un coefficient de pondération dynamique.
13. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le domaine logique global qualifiant la variabilité de la composition de l'effluent est celui pour lequel la probabilité d'appartenance globale est maximale.
14. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le domaine logique global qualifiant la variabilité de la composition de l'effluent est le domaine logique le plus anormal pour lequel la probabilité d'appartenance globale est non nulle.
15. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le domaine logique global qualifiant la variabilité de la composition de l'effluent est le domaine logique le plus anormal pour lequel la probabilité d'appartenance globale est supérieure à un seuil prédéterminé.
16. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel la première dérivée est une dérivée temporelle.
17. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, dans lequel le premier paramètre est l'absorbance de l'effluent mesuré pour une première longueur d'onde.
18. Procédé de qualification selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, dans lequel chacun des paramètres est l'absorbance de l'effluent pour une longueur d'onde donnée.
19. Procédé de qualification selon la revendication 18, dans lequel la première dérivée est une dérivée de l'absorbance par rapport au temps pour une longueur d'onde donnée, tandis que la deuxième dérivée est une dérivée de l'absorbance par rapport à la longueur d'onde calculée à un pas de temps donné.
20. Dispositif (10) de suivi de la variabilité de la composition d'un effluent mettant en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19 et comportant des moyens de mesure (12), des moyens de mémoire (16) et un microprocesseur (18).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2943696B1 (fr) * 2009-03-24 2016-08-26 Veolia Eau - Cie Generale Des Eaux Installation et procede de controle de la qualite de l'eau dans un reseau d'eau potable
JP5962845B2 (ja) * 2013-03-04 2016-08-03 株式会社島津製作所 クロマトグラムデータ処理装置及び処理方法
DE102013213362A1 (de) * 2013-07-08 2015-01-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung von emittierenden Teilchen in Systemen
FR3068051B1 (fr) 2017-06-22 2022-06-24 Aquassay Systeme de gestion des eaux usees

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59511077D1 (de) * 1994-10-11 2007-03-22 Conducta Endress & Hauser Analysegerät, insbesondere für Abwasser
DE29607093U1 (de) * 1996-04-19 1996-07-18 Ingenieurgemeinschaft agwa GmbH, 30161 Hannover Adaptiv, wassergüteabhängig gesteuertes Abwasserbauwerk
CA2194831C (fr) * 1997-01-10 2000-11-07 Jean Millo Systeme de controle d'effluent
US6023065A (en) * 1997-03-10 2000-02-08 Alberta Research Council Method and apparatus for monitoring and controlling characteristics of process effluents
FR2783322B1 (fr) * 1998-09-11 2001-03-09 Naphtachimie Sa Procede et dispositif de controle de qualite d'effluents
FR2787883B1 (fr) 1998-11-30 2001-03-16 Naphtachimie Sa Procede et dispositif de controle de qualite d'effluents par spectrophotometrie
DE19857014A1 (de) * 1998-12-09 2000-06-15 Wtw Weilheim Verfahren zur Messung von Wasser- und Abwasserparametern
US8958917B2 (en) * 1998-12-17 2015-02-17 Hach Company Method and system for remote monitoring of fluid quality and treatment
FR2796722B1 (fr) 1999-07-20 2001-09-14 Secomam Sa Procede et dispositif pour la numerisation, l'archivage, la caracterisation et l'analyse d'un echantillon liquide
US6845336B2 (en) * 2002-06-25 2005-01-18 Prasad S. Kodukula Water treatment monitoring system

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