Assas Recherche | Optimisation de chaufferies collectives multi-energies : dimensionnement et commande de systèmes de stockage thermique par hydro-accumulation

Optimisation de chaufferies collectives multi-energies : dimensionnement et commande de systèmes de stockage thermique par hydro-accumulation (Document en Français)

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Informations sur les contributeurs

Auteur : Labidi Mouchira

Labidi, Mouchira

Nom

Labidi

Prénom

Mouchira

Nationalité

Date de soutenance : 30-04-2015

Directeur(s) de thèse : Grieu Stéphane

Grieu, Stéphane

Nom

Grieu

Prénom

Stéphane

- Faugeroux Olivier

Faugeroux, Olivier

Nom

Faugeroux

Prénom

Olivier

- Eynard Julien

Eynard, Julien

Nom

Eynard

Prénom

Julien

Etablissement de soutenance : Perpignan

Perpignan

Nom

Perpignan

Laboratoire : Laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (Perpignan)

Laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (Perpignan)

Nom

Laboratoire Procédés, matériaux et énergie solaire (Perpignan)

Ecole doctorale : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)

École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)

Nom

École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)

Informations générales

Discipline : Sciences et technologie industrielles
Classification : Fabrication industrielle

Mots-clés libres : Chaufferies collectives mixtes, Système de stockage thermique, Réseau de chaleur, Dimensionnement, Stratégie de gestion séquentielle, Efficacité énergétique, Analyse économique, Contrôleur prédictif
Mots-clés :

Centrales de chauffage - Construction
Thermodynamique

Résumé : Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur l’optimisation d’une chaufferie collective multi-énergie en l’équipant d’un système de stockage thermique de type hydro-accumulation. L’efficacité de ce dernier dépend de sa capacité à conserver son énergie initiale. Ainsi, pour minimiser les pertes thermiques, le système de stockage doit être correctement isolé. Un modèle de ballon d’hydro-accumulation stratifié est développé et validé expérimentalement. Une étude paramétrique est menée afin d’étudier l’impact, sur les pertes thermiques, de paramètres géométriques et météorologiques. Ensuite, une approche de dimensionnement, fondée sur une stratégie de gestion séquentielle et une étude paramétrique est proposée. Plusieurs critères énergétiques et économiques peuvent ainsi être évalués pour différents volumes de stockage thermique. L’approche de dimensionnement proposée a été appliquée à plusieurs sites exploités par Cofely GDF-Suez, notre partenaire industriel. Les résultats obtenus montrent que le dimensionnement optimal du système de stockage et la gestion intelligente du procédé permettent d'optimiser le fonctionnement d’un site. Des économies énergétiques et financières importantes peuvent ainsi être réalisées. La stratégie de gestion séquentielle proposée n’anticipe pas les besoins du réseau de chaleur. C’est pourquoi une stratégie fondée sur la commande prédictive (MPC pour Model Predictive Control) est susceptible d’améliorer le fonctionnement et les performances d’une chaufferie collective équipée d’un système d’hydro-accumulation. Afin de mettre en œuvre un tel contrôleur, la puissance thermique demandée par le réseau de chaleur doit être correctement prédite. Par conséquent, une méthode de prédiction a été développée. Elle s’appuie sur une analyse multi-résolution par transformée en ondelettes discrète et sur l’utilisation de réseaux de neurones artificiels de type perceptron multicouche. La stratégie séquentielle (non prédictive) et la stratégie prédictive ont été appliquées à une chaufferie collective mixte située dans une commune du nord de la France. Pour ce cas d’étude, la stratégie prédictive est plus efficace. De plus, les résultats montrent que, quelle que soit la stratégie utilisée, équiper la chaufferie d’un système d’hydro-accumulation correctement dimensionné est un investissement rentable. Il permet de minimiser la consommation d’énergie fossile et, par conséquent, le coût économique et les émissions de CO2.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2015PERP0007
Type de ressource : Thèse