Optimisation de la gestion de l'énergie dans les quartiers intelligents

par Peter Pflaum

Projet de thèse en Automatique

Sous la direction de Mazen Alamir.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS) , en partenariat avec GIPSA-Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) depuis le 06-01-2014 .


  • Résumé

    La gestion optimale de l'énergie est aujourd'hui un enjeu mondial majeur. Les projets visant à l'optimisation des flux énergétiques dans les bâtiments se sont multipliés ces dernières années en France et dans le monde. La communauté académique a pris sa part dans ce cadre en faisant une place importante à cette thématique à travers le poids mis sur le paradigme de la commande prédictive distribuée. Brièvement, cette commande consiste à calculer la meilleure séquence d'actions (minimisant un critère et respectant les contraintes) sur un horizon dit de prédiction, puis à appliquer la première action de cette séquence optimale; à l'instant de décision suivante, le calcul est refait sur la base des informations mises à jour et ainsi de suite (ex. [Lamoudi 2012]). Indépendamment du caractère distribué ou pas de sa mise en œuvre, cette commande est la seule capable d'intégrer d'une façon rationnelle et réactive la présence de contraintes dures, la disponibilité des prédictions météorologistes et de prix de l'énergie sur un horizon temporel important. Cependant, la nature même du partage de l'information, la taille du problème d'optimisation sous-jacent et le besoin de modularité rendent indispensable la mise au point d'une architecture de décision et de calcul distribué qui permettent de retrouver l'optimalité de la commande prédictive tout en gardant les avantages de la structure distribuée. Le projet scientifique, objet de la thèse s'inscrit dans la continuité de la thèse de M. Y. Lamoudi (soutenance le 29 novembre 2012) [Lamoudi 2012]. Cette thèse a été l'occasion pour la société Schneider Electric et le laboratoire Gipsa-lab de mettre en commun leur compétence dans le cadre de la gestion énergétique distribuée dans les bâtiments. Il en a résulté une architecture de commande distribuée permettant la gestion des flux énergétiques dans un bâtiment multi-zone en présence de contraintes sur les puissances maximales (par type d'énergie), de prix de marché variable, de prédictions météorologiques incertaines, de moyens de stockage et de production localisés au niveau du bâtiment. D'autre part, les solutions proposées dans le cadre de la thèse de M. Y. lamoudi ont été implémentées sur les automates commercialisés par Schneider (la ROOMBOX) afin de valider leur caractère temps-réel et la possibilité de mener les calculs (assez lourd sans précautions particulières) dans cette plate-forme industrielle. La thèse proposée dans ce projet consiste à passer à la problématique de la gestion distribuée de l'énergie à l'échelle d'un quartier, au lieu de celui d'un bâtiment dans la thèse précédente. Cette volonté est fondée sur le fait que la thèse précédente a définitivement ancré la culture de la commande prédictive au sein de la société Schneider Electric qui y voit à présent une opportunité pour proposer une famille de solutions cohérentes, facilement adaptable et déployable dans des contextes très variés. Cette mutation culturelle est un exemple type de réussite du concept de thèses CIFRE en tant que plateforme de transfert technologique de qualité et dans la durée.

  • Titre traduit

    Optimisation for District Energy Management


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