Modélisation thermique des bâtiments à partir des mesures en utilisant l’identification de systèmes hybrides
Auteur / Autrice : | Balsam Ajib |
Direction : | Stéphane Lecœuche |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Automatique |
Date : | Soutenance le 16/11/2018 |
Etablissement(s) : | Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : IMT Lille Douai |
Jury : | Président / Présidente : Didier Defer |
Examinateurs / Examinatrices : Gilles Guérassimoff, Antoine Caucheteux, Sanda Lefteriu | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Poinot, Monika Woloszyn |
Mots clés
Résumé
Le secteur du bâtiment est un consommateur énergétique majeur, par conséquent, un cadre d’actions a été décidé au niveau international dans le but de limiter son impact. Afin de mettre en œuvre ces mesures, il est nécessaire d’avoir à disposition des modèles offrants une description fiable du comportement thermique des bâtiments. A cet effet, cette thèse propose l’application d’une nouvelle technique guidée par les données pour la modélisation thermique des bâtiments en se basant sur l’approche des systèmes hybrides, caractérisés par des dynamiques continues et événementielles. Ce choix est motivé par le fait qu’un bâtiment est un système complexe caractérisé par des phénomènes non-linéaires et l’apparition de différents événements. On utilise les modèles affines par morceaux ou PWARX pour l’identification de systèmes hybrides. C’est une collection de sous-modèles affines représentant chacun une configuration caractérisée par une dynamique particulière. Le manuscrit commence par un état de l’art sur les principales techniques de modélisation thermique des bâtiments. Ensuite, le choix d’une approche hybride est motivé par une interprétation mathématique basée sur les équations d’un circuit thermique. Ceci est suivi par une brève présentation des modèles hybrides et une description détaillée de la méthodologie utilisée. On montre ensuite comment utiliser la technique SVM pour classifier les nouvelles données. Enfin, l’intégration des modèles PWARX dans une boucle de contrôle hybride afin d’estimer le gain en performance énergétique d’un bâtiment après rénovation est présentée. La méthodologie est validée en utilisant des données issues de cas d’études variés.