18/10/2017 - 10H15 - Amphitéatre 16 - Faculté des Sciences et Technoligies - 1er Cycle - BP 70239 - VANDOEUVRE-

"Contribution à l'optimisation de la performance énergétique des bâtiments de grande dimension : une approche integrée diagnostic/commande economique et coopérative à horizon glissant"

Résumé :
Les travaux réalisés dans cette thèse visent à prendre en compte dans la gestion technique des bâtiments, les fonctionnements non-nominaux résultant des défaillances des équipements HVAC pilotés par le BEMS/BAS. Ces fonctionnements non-nominaux ont en effet un impact direct et extrêmement négatif sur la performance énergétique des bâtiments et les coûts financiers relatifs à l'approvisionnement en énergie et sur le confort thermique des occupants. La problématique centrale de cette thèse est partie du constat que la performance en commande (aussi bien en situation nominale qu'en situation de défaillances) et l'optimisation des coûts (au sens financier) peuvent être des objectifs contradictoires dans la gestion technique des bâtiments. L'une des idées directrices de ce travail de thèse a été de formuler le problème de l'optimisation de la performance énergétique des bâtiments comme un problème d'optimisation à un seul niveau avec un objectif économique sous contrainte d'un modèle dynamique. Un autre aspect important de la question de la performance énergétique des bâtiments et explicitement lié à cette formulation du problème est la possibilité d'optimiser les approvisionnements énergétiques avec une priorité sur les apports gratuits (e .g., rayonnement solaire) et de déplacer la consommation énergétique sur une certaine période en exploitant l'inertie thermique des bâtiments. La grande dimension des bâtiments cibles a imposé une modélisation de ces bâtiments comme des assemblages de systèmes (zones) thermiques couplés. Une partie cruciale du travail a donc porté sur une étude des approches de modélisation explicite de ces zones en identifiant les phénomènes et couplages relatifs à une zone via des variables clés (variables d'état), et les influences/perturbations internes et externes à la zone. Le modèle dynamique global du comportement thermique d'un bâtiment intègre ces modèles thermiques de zones et ceux des équipements centraux HVAC. Ce modèle a servi de guide pour le développement des techniques et algorithmes de détection/diagnostic de défauts susceptibles d'affecter le comportement dynamique du système global au regard de sa performance énergétique. En s'appariant aux commandes économiques à horizon glissant, ces techniques de détection/diagnostic de défauts ont permis de réaliser des lois de commandes adaptives aux défaillances. Enfin, le pilotage des équipements centraux et terminaux HVAC des zones d'un bâtiment de grande dimension par le BEMS/BAS via un réseau de communication numérique a permis de considérer l'objectif économique comme un objectif commun à tous les sous-systèmes.
Jury :
- Rapporteurs : DUMUR Didier - Prof des Universités - CentraleSupélec
QUEVEDO Joseba - Prof des Universités - Inuv Polytechnique de Catalogne - ESPAGNE
- Autres membres : Examinateur : KOURAMAS Kostas - Directeur de recherche - United Technologies Research Center - IRLANDE
COURTIAL Estelle - Maître de conférences - Université d'Orléans - France0.
Invité : PUIG Vicenç - Université Polytechnique de Catalogne