Published December 16, 2024
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Conference paper
Optimization of microalgae biosynthesis via controlled algal-bacterial symbiosis
Contributors
Others:
- Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME) ; Inria Grenoble - Rhône-Alpes ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA)
- Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
- Université Côte d'Azur (UniCA)
- Modélisation et commande de systèmes biologiques et écologiques (MACBES) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (IPMC) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Institut Sophia Agrobiotech (ISA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
- IEEE CSS
- ANR-20-CE45-0014,Ctrl-AB,Optimisation et controle de la productivité d'un écosystème algues-bactéries(2020)
Description
We investigate optimization of an algal-bacterial consortium, where an exogenous control input modulates bacterial resource allocation between growth and synthesis of a resource that is limiting for algal growth. Maximization of algal biomass synthesis is pursued in a continuous bioreactor, with dilution rate as an additional control variable. We formulate optimal control in the two variants of static and dynamic control problems, and address them by theoretical and numerical tools. We explore convexity of the static problem and uniqueness of its solution, and show that the dynamic problem displays a solution with bang-bang control actions and singular arcs that result in cyclic control actions. We finally discuss the relation among the two solutions and show the extent to which dynamic control can outperform static optimal solutions.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://inria.hal.science/hal-04727571
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04727571v1
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- UNICA