Etude des stratégies d’optimisation de contrôle commande d’un système énergétique valorisant l’inertie du bâtiment
Auteur / Autrice : | Charbel Salameh |
Direction : | Bruno Peuportier |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Energétique et génie des procédés |
Date : | Soutenance le 30/09/2022 |
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 |
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Monika Woloszyn |
Examinateurs / Examinatrices : Bruno Peuportier, Vincent Lemort, Frédéric Wurtz, Patrick Schalbart, Minh Hoang Hong, Nicolas Petit, Jérémie Decock | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Lemort, Frédéric Wurtz |
Mots clés
Résumé
L’étude de stratégies optimisées de contrôle-commande d'un système énergétique valorisant l'inertie thermique d’un bâtiment a pour objet d’exploiter la masse thermique de l’enveloppe et d’implémenter une stratégie optimale pour des applications de chauffage, de climatisation et d’eau chaude sanitaire. La méthode développée permet de réaliser l’optimisation de la commande en intégrant à la fois l’enveloppe du bâtiment, une pompe à chaleur et un champ de sondes. La présente thèse intègre donc, en complément de la simulation thermique dynamique de l’enveloppe, des modèles liées au champ de sonde et à la pompe à chaleur géothermique. Un outil d’optimisation des stratégies de commande, en temps réel, est élaboré en prenant en compte des objectifs en termes de précision et de temps de calcul. Cet outil permet de déterminer un profil de commande optimisé relatif au bâtiment, qui permet de réduire le coût électrique et/ou les émissions de CO2, ceci en fonction des différents paramètres relatifs au bâtiment, à son contexte climatique et aux systèmes (site, météo, enveloppe, tarifs, efficacité des systèmes…). Les algorithmes développés sont basés sur deux méthodes de résolution du problème d’optimisation : la méthode directe et la méthode indirecte. Ces deux méthodes fournissent des résultats prometteurs au niveau du temps de calcul et de la précision. La méthode directe est plus pertinente pour l’application en temps réel : elle est plus rapide, et plus simple et nécessite un temps de développement inférieur à la méthode indirecte. De plus, une étude a permis de comparer, pour une maison individuelle, les pourcentages de gain en fonction des zones climatiques considérées et du niveau d’isolation de l’enveloppe.