Modélisation et commande d’un système de cogénération utilisant des énergies renouvelables pour le bâtiment

Modelling and control of combined heat and power system using renewable energy for the building

• Auteur / Autrice : N'guessan Bahet Stanislas Brou
• Direction : Alain Neveu, Frédéric Joly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance le 12/10/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et d'Energétique de l'université d'Evry (Evry, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Francis Allard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Jacques Roux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Peuportier, Christophe Ménézo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Habitations -- Économies d'énergie

Énergies renouvelables

Cogénération de chaleur et d'électricité

Mots clés libres

Simulation dynamique

Résumé

Le contexte environnemental et énergétique actuel impose la mise en place de diverses politiques de maîtrise de l'énergie dont l'objectif finale consiste en une utilisation optimale des ressources énergétiques disponibles. Particulièrement en France, le secteur du bâtiment est le plus énergivore et aussi le plus gros gisement d'économie d'énergie et sans doute l'un des plus importants de réduction d'émission des gaz à effet de serre. Face à ce sujet majeur, la cogénération représente une solution de choix pour satisfaire aux besoins énergétiques de ce secteur. C'est dans ce cadre que nous développons, en association avec la société ENS2R, un simulateur numérique de comportement énergétique de système de cogénération couplé à un bâtiment. D'une part, des modèles numériques des différents composants de la plateforme de simulation ont été développés et validés et d'autre part des règles de contrôle-commande ont été élaborées et testées puis l'ensemble a été intégré dans l'environnement Simulink. A l'aide de cet outil d'aide au choix, les simulations dynamiques effectuées ont permis dans un premier temps d'évaluer les performances d'une configuration du système BATIMAC couplé à un bâtiment donné et d'en juger de la satisfaction des occupants par rapport à la stratégie de fonctionnement adoptée, puis des études paramétriques ont conduit à une configuration optimisée de l'installation selon différents régimes de fonctionnement.

The current environmental and energy context requires various policies of energy management whose final objective is a best use of available energy resources. Particularly in France, the building sector is the most energy-consuming and also the largest energy saving deposit and probably one of the largest emission reduction of greenhouse gasses. Deal with this major issue, combined heat and power plant is an excellent solution to meet the energy needs of this sector. It is in this framework that we develop, in association with the ENS2R Company, a numerical simulator of energy behavior CHP plant coupled with a building. First, the numerical models of various components have been developed and validated and secondly control rules have been developed and tested and all were integrated in the Simulink environment. Using this decision support tool, dynamics simulations were performed in a first step to evaluate the performance of one configuration of BATIMAC plant coupled to a building and to judge it the satisfaction of the occupants with regard to the operating strategy adopted then parametric studies led to an optimized configuration of this plant according to different operating modes.