MODELISATION FRACTIONNAIRE DE LA FILTRATION MEMBRANAIRE

Abstract

L’objectif principal de ce travail est d’étudier la modélisation fractionnaire de la filtration membranaire. Le calcul fractionnaire (CF) a été utilisé comme une approche alternative à la modélisation ordinaire, souvent utilisé pour la compréhension des différents procédés de séparation sur membrane. Les données expérimentales considérées dans cette étude ont été extraites des études publiées dans la littérature. Les données utilisées dans les modèles CFs) contiennent deux entrées, à savoir la concentration initiale et le temps, et comme sortie, c’est le volume du filtrat cumulé qui a été pris en considération. . Les critères de performance statistiques retenus sont : le coefficient de détermination (R2), l’erreur quadratique moyenne (RMSE), l'erreur absolue moyenne (MAE) et la métrique de la variance comptabilisée (VAF%). Ils ont permis d'évaluer la qualité et l'efficacité du modèle fractionnaire par rapport au modèle ordinaire, à n’importe quel ordre (1,2 ou n). Le modèle fractionnaire développé avec un ordre‘’n’’ a donné des résultats très acceptables et a montré un fort potentiel pour l'estimation du volume du filtrat cumulé. Le modèle fractionnaire d’ordre n étudié, a pu s'adapter à différentes cinétiques du procédé de filtration membranaire, avec une grande précision. Le lissage des points a également été mené en utilisant les modèles ordinaire et fractionnaire. Les valeurs prédites par le modèle (CF) d'ordre’’ n’’, suivent de très près la tendance des valeurs expérimentales, avec une très faible déviation dans les différentes conditions opératoires. Les constantes cinétiques de la filtration membranaire, à partir cuFC ont été optimisées en ajustant les données expérimentales et prédites par l'algorithme d'optimisation mathématique méteheuristique, Dragonfly (DA) implémenté dans le logiciel de programmation MATLAB. Pour la microfitration des solutions de (ASB/BSA) à une concentration de 0.5g/L et celle de l’ADN plasmidique pQR150 (20kb) à une pression P=5psi, le modèle fractionnaire, donne un coefficient de détermination R2 le plus proche de l’unité, égal respectivement à 0.9989 et à 0.9992. Enfin pour le cas de l’ultrafiltration des solutions d’alginate de sodium, les écarts calculés entre les valeurs de volume cumulé filtré, sont les plus faibles par le calcul du modèle fractionnaire