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Maîtrise de la Demande en Energie

Groupe MDE

Dans les pays industrialisés, le bâtiment se positionne comme le secteur le plus consommateur d’énergie (en France : 42,5 % en énergie finale). Les enjeux sont de réduire les consommations d’énergie de ce secteur crucial. Le premier domaine d’application vise l’optimisation des systèmes de chauffage, climatisation et de leur conduite, notamment par l’intégration des énergies renouvelables (PAC elec, PAC gaz, micro-cogénération gaz, climatisation solaire, solutions hybrides).

Partant du développement de méthodologies d’analyse et de représentation des charges des bâtiments, le groupe MDE contribue à l'élaboration de produits optimisés dans une démarche d’éco-conception, élabore des solutions optimales d’intégration et de conduite des installations énergétiques dans les bâtiments, des stratégies de gestion de la charge, des méthodes d’évaluation des systèmes à basse consommation d’énergie, des méthodes d’audit énergétique et de comptabilisation des économies d’énergie à micro ou macro échelle.

Exemple de modéle dynamique système / bâtiment sous Modelica

Les thèmes du groupe MDE s’inscrivent dans l’actualité des agences nationales (ADEME, ANR), européennes (Commission Européenne, Programme EIE) et internationales (AIE) : efficacité énergétique et réduction des pointes, intégration des énergies renouvelables (EnR), compteurs intelligents et smart grids. 

Le projet du groupe MDE qui s’appuie sur des contrats de recherche avec le monde industriel et les pouvoirs publics est en phase avec les attentes des entreprises et de la société : réduction des consommations d’énergie, des émissions de CO2, construction d’une offre d’effacement contribuant à limiter l’augmentation du prix de l’électricité et d’augmenter la part des ENR dans le mix électrique.

Compétences

Les travaux du groupe MDE visent à répondre aux problématiques actuelles de réduction des consommations énergétiques et des appels de puissance électrique à moindre coût. Pour cela, le groupe MDE s’appuie sur des méthodes scientifiques qu'il enrichit, ce qui lui permet un rythme de publication soutenu :

  • Elaboration de règles de modélisation adaptées aux régimes de charge partielle et à l’influence des automatismes
  • Modélisation dynamique des régimes non nominaux complétée d’une caractérisation expérimentale à faible pas de temps
  • Identification temps réel des systèmes énergétiques de bâtiments par modèles ARMAX ANN ou boites grises (lien)
  • Agrégation de modèles élémentaires par méthodes stochastiques afin de reconstituer des courbes de charge. Cette approche dite « bottom up » est aussi confrontée à l’utilisation de modèles globaux, voire économétriques
  • Modélisation CFD des écoulements d’air en régime naturel avec l’importance de la diffusion turbulente à l’interface intérieur/extérieur. Campagnes expérimentales in situ visant la production de modèles réduits utilisables en simulation annuelle - Projet OVISOLVE.   Les fiches algorithmes sont téléchargeables ici.
  • Propagation des incertitudes dans les modèles de consommation énergétique par méthodes de Monte Carlo, de plans d’expériences ou bayésiennes
  • Evaluation des modes de contrôle commande par banc d’essai semi virtuel couplant modèle d’environnement et système générateur réel
  • Méthodes d’aide à la décision en conception et audit énergétique. Prise en compte du cycle de vie dans l’approche multi critères
  • Développement d'une plateforme de simulation énergétique des villes et des territoires : Smart-E (exemple de réalisation dans le projet Storage4City)
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Maîtrise de la Demande en Energie - MINES ParisTech
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