Méthodologie de modélisation et de calibration de courbes de charge électrique de parcs de bâtiments multi-échelles pour l'évaluation de scénarios de rénovation et de flexibilité

Methodology for modelling and calibrating electrical load curves for multi-scale building stock for the evaluation of renovation and flexibility scenarios

• Auteur / Autrice : Clara Lemaitre
• Direction : Robin Girard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2025
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Energétique et Procédés
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CEEP - Centre Energie, Environnement, Procédés
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL

Mots clés

Mots clés libres

Courbe de charge

Résidentiel

Bottom-up

Flexibilité

Calibration

Load Curve

Residential

Bottom-up

Flexibility

Calibration

Résumé

L'évolution de la demande en énergie est au cœur de la transition énergétique. Le secteur du bâtiment représente une part importante de la demande en énergie. En Europe, en 2022, le secteur résidentiel représente 27% de la part d'énergie finale consommée, et 22% des émissions de gaz à effet de serre. Afin de pouvoir prendre en compte des ruptures économiques, techniques et comportementales nécessaires à l'atteinte de la neutralité carbone, il semble nécessaire pour les opérateurs de réseaux électrique d'affiner les outils de reconstruction et de scénarisation des courbes de charge tenant compte de l'hétérogénéité du parc et de ses occupants et de leurs évolutions à venir. La problématique qui se pose dans cette thèse est donc celle de la simulation multi-échelle et sur des pas de temps horaires ou semi-horaires de la consommation électrique du secteur du bâtiment et de la flexibilité associée. La modélisation doit permettre de traiter des échelles allant jusqu'à la France ou l'Europe et intégrer les différentes incertitudes associées aux développements futurs par une modélisation physique et techno-explicite. Cette modélisation physique et techno-explicite nécessite une forte précision en termes d'unité de calculs et représentativité de la flexibilité, afin d'obtenir les courbes de charge fidèles à la réalité. Il y aura ensuite une étape d'agrégation pour laquelle il y aura d'importantes questions de calibration. Enfin, cette méthodologie sera appliquée à des cas d'usage.

The evolution of energy demand is at the heart of the energy transition. The building sector accounts for a significant share of energy demand. In Europe, in 2022, the residential sector will account for 27% of final energy consumption and 22% of greenhouse gas emissions. In order to take into account the economic, technical and behavioral changes necessary to achieve carbon neutrality, it seems necessary for electricity network operators to refine the tools used to reconstruct and scenario-plan load curves, taking into account the heterogeneity of the building stock and its occupants, as well as future developments. The issue addressed in this thesis is therefore that of multi-scale simulation, on an hourly or half-hourly basis, of electricity consumption in the building sector and the associated flexibility. The modelling must be capable of handling scales up to France or Europe and integrate the various uncertainties associated with future developments through physical and techno-explicit modelling. This physical and techno-explicit modelling requires a high degree of precision in terms of calculation units and representativeness of flexibility in order to obtain load curves that are true to reality. There will then be an aggregation stage, which will raise important calibration issues. Finally, this methodology will be applied to use cases.