Développement d'indicateurs de performance et de détection de défauts sur les réseaux de chaleur dans une démarche d'optimisation de leur pilotage

Development of performance indicators and fault detection on district heating networks in a process of optimising their control

• Auteur / Autrice : Antoine Fabre
• Direction : Pascal Stabat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
• Date : Soutenance le 27/11/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Efficacité Énergétique des Systèmes. Paris
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Guillaume Sandou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Stabat, Sihem Guernouti, Bruno Duplessis, Cong-Toan Tran
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bruno Lacarrière, Pierre Dewallef

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optimisation mathématique

Dysfonctionnement (le mot français)

Énergies renouvelables

Chauffage urbain

Mots clés libres

Réseaux de chaleur

Energies renouvelables

Détection de dysfonctionnement

Indicateur de performance

Stratégie de pilotage

District heating networks

Renewable energies

Malfunctions detection

Performace indicators

Control strategy

Résumé

Pour atteindre les objectifs de réduction de gaz à effet de serre et de consommation d’énergie renouvelable, il est nécessaire d’améliorer les performances des systèmes de production de chaleur tels que les réseaux de chaleur. Cela passe par la détection de dysfonctionnement et par l’optimisation du pilotage. Cette thèse propose 4 indicateurs de performance afin de détecter les dysfonctionnements courants. Ceux-ci ont été développés à l’aide d’un banc d’essai numérique générique d’un réseau francilien en incluant le côté secondaire, puis validés sur des données in-situ. La correction des dysfonctionnements a permis la mise en place d’une stratégie d’optimisation sur le pilotage de la température de départ d’un réseau. La méthode a pu être testée numériquement sur un jumeau numérique d’un réseau existant. Les résultats montrent que la stratégie de pilotage amène des gains de performances sur le réseau.

To fulfill the objectives of reducing greenhouse gases and renewable energy consumption, the performances improvement of heat productions systems such as district heating network is required. Ones of the solutions is to detect the malfunctions and to optimize the control. This thesis gives 4 performance indicators to detect common malfunctions. They have been developed through a generic numerical test bench of a french district heating network, and tested on in-situ data. The malfunctions correction enables to apply an optimization strategy on the supply temperature control of the network. The method has been tested on a numeric twin of a real network. The results show the control strategy leads to an improvement of the networks performances.