Méthodologie de dimensionnement sur cycle de vie d’une distribution en courant continu dans le bâtiment : applications aux câbles et convertisseurs statiques DC/DC

Sizing methodology on the entire life cycle for building DC distribution : application on wiring and DC/DC converters

• Auteur / Autrice : Cédric Jaouen
• Direction : Bernard Multon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique Électrotechnique Automatique
• Date : Soutenance le 09/07/2012
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Glaize, Guillaume Lefevre, Pierre Alart, Franck Barruel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Paul Ferrieux, Alfred Rufer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Économies d'énergie

Transport

Courants continus

Convertisseurs continu-continu

Mots clés libres

Consommation en énergie primaire sur cycle de vie

Convertisseurs statiques DC/DC

Distribution en courant continu

Eco-dimensionnement

Energie grise

Gross Energy requirement

DC/DC converters

DC distribution scheme

Eco sizing

Embodied energy

Résumé

Avec l’apparition des systèmes PV en toiture et des véhicules électriques, le nouveau contexte énergétique au sein du bâtiment pose, sous un nouvel angle, la question de la distribution en courant continu au sein des bâtiments. Mais comment évaluer objectivement l’intérêt d’un réseau DC ? Dans un contexte où l’énergie et les impacts environnementaux prennent chaque jour plus d’importance, la quantification des performances d’un tel système selon sa seule phase d’usage ne répond pas complètement à la question son impact global. C’est pourquoi nous proposons d’aborder la question via l’éco-dimensionnement des composants constituant ce système. Pour simplifier un problème fondamentalement complexe (multi-critères), nous avons choisi d’effectuer ces dimensionnements sur la base de la minimisation de leur consommation d’énergie primaire sur l’ensemble de leur cycle de vie (pertes + énergie grise = Gross Energy Requirement GER). L’un des objectifs étant d’apporter à la fois une méthodologie mais aussi les premiers éléments qui permettront de déterminer un optimum du niveau de tension d’une distribution en courant continu dans les bâtiments.

Since the development of roof PV systems and electric vehicles, the use of DC distribution for building has to be explored. However, an objective criterion has to be used to evaluate the interest of such distribution. While energy consumption and environmental impact criteria gain in importance, the performance quantification of such system over the use phase is not sufficient to illustrate its whole impact. That’s why we propose to tackle this evaluation through the eco-sizing of distribution component. In order to simplify this complex problem, based on a multi-criterion approach, we propose to size the components based on the minimization of their primary energy consumption over their entire life cycle. The resulting Gross Energy Requirement GER includes the embodied energy and the losses during the use phase. The objectives are to propose a methodology to determine the optimal voltage level for the building DC distribution, and also to illustrate the proposed approach from case studies. This methodology is applied on wiring and DC/DC converters.