Partial differential equations
Identifiability for a severely ill-posed oxygen balance model
[Identifiabilité pour un système de désoxygénation–réoxygénation sévèrement mal posé]
Comptes Rendus. Mathématique, Tome 354 (2016) no. 8, pp. 788-793.

Nous nous intéressons au problème inverse de complétion de données pour un modèle parabolique de biodégradation, basé sur deux traceurs : la demande biochimique en oxygène (DBO) et l'oxygène dissous (OD). La donnée manquante est le flux de la DBO à l'extrémité amont du cours d'eau. La contrepartie est que l'on dispose de deux conditions à l'extrémité aval sur l'OD. Le problème résultant est mal posé. Nous vérifions qu'il souffre d'une forte instabilité ; il est donc sévèrement mal posé. Ensuite, nous réalisons l'analyse mathématique du problème pour prouver un résultat d'unicité de la solution, et nous montrons que l'ensemble des données compatibles est dense.

We are interested in recovering boundary data in a dispersive oxygen-balance model. The missing boundary condition is the flux of the biochemical oxygen demand (the amount of oxygen necessary for the oxidation of organic matter) at one extreme point. The observations are collected on the dissolved oxygen at the other extremity. This problem turns out to be severely ill-posed. We perform the mathematical analysis of it. We prove a uniqueness result owing to Pazy's theorem for parabolic boundary value problems and we prove that the compatible data set is dense.

Reçu le :
Accepté le :
Publié le :
DOI : 10.1016/j.crma.2016.05.012
Débit, Naïma 1 ; Khiari, Souad 2, 3

1 Université Claude-Bernard, Lyon-1, UMR CNRS 5208, ICJ, 69100 Villeurbanne, France
2 Sorbonne Universités, UTC, EA 2222, LMAC, 60205 Compiègne, France
3 Université de Tunis El Manar, École nationale d'ingénieurs de Tunis, LAMSIN, 1002, Tunis, Tunisie
@article{CRMATH_2016__354_8_788_0,
     author = {D\'ebit, Na{\"\i}ma and Khiari, Souad},
     title = {Identifiability for a severely ill-posed oxygen balance model},
     journal = {Comptes Rendus. Math\'ematique},
     pages = {788--793},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {354},
     number = {8},
     year = {2016},
     doi = {10.1016/j.crma.2016.05.012},
     language = {en},
     url = {http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2016.05.012/}
}
TY  - JOUR
AU  - Débit, Naïma
AU  - Khiari, Souad
TI  - Identifiability for a severely ill-posed oxygen balance model
JO  - Comptes Rendus. Mathématique
PY  - 2016
SP  - 788
EP  - 793
VL  - 354
IS  - 8
PB  - Elsevier
UR  - http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2016.05.012/
DO  - 10.1016/j.crma.2016.05.012
LA  - en
ID  - CRMATH_2016__354_8_788_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Débit, Naïma
%A Khiari, Souad
%T Identifiability for a severely ill-posed oxygen balance model
%J Comptes Rendus. Mathématique
%D 2016
%P 788-793
%V 354
%N 8
%I Elsevier
%U http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2016.05.012/
%R 10.1016/j.crma.2016.05.012
%G en
%F CRMATH_2016__354_8_788_0
Débit, Naïma; Khiari, Souad. Identifiability for a severely ill-posed oxygen balance model. Comptes Rendus. Mathématique, Tome 354 (2016) no. 8, pp. 788-793. doi : 10.1016/j.crma.2016.05.012. http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2016.05.012/

[1] Ben Belgacem, F. Uniqueness for an ill-posed parabolic system, C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. I, Volume 349 (2011) no. 21–22, pp. 1161-1165

[2] Ben Belgacem, F. Uniqueness for an ill-posed reaction-dispersion model. Application to organic pollution in stream-waters, Inverse Probl. Imaging, Volume 6 (2012), pp. 163-181

[3] Bernardi, C.; Canuto, C.; Maday, Y. Generalized inf–sup condition for Chebyshev spectral approximation of the Stokes problem, SIAM J. Numer. Anal., Volume 25 (1988), pp. 1237-1271

[4] Brezzi, F.; Fortin, M. Mixed and Hybrid Finite Element Methods, Springer-Verlag, 1991

[5] Dautray, R.; Lions, J.-L. Mathematical Analysis and Numerical Methods for Science and Technology, vol. 5, Springer-Verlag, 1992

[6] N. Débit, S. Khiari, 2016, in preparation.

[7] Gripenberg, G.; London, S.O.; Steffans, O. Volterra Integral and Functional Equations, University Press, Cambridge, UK, 1990

[8] Lions, J.-L.; Magenes, E., Dunod (1968), pp. 253-263

[9] Pazy, A., Springer-Verlag (1983), pp. 100-101

[10] Streeter, H.W.; Phelps, E.B. A study of the pollution and natural purification of the Ohio river, U.S. Public Health Bull., Volume 146 (1925)

Cité par Sources :