Modélisation de la demande d'énergie

Impact des nouveaux usages et comportements sur la courbe de charge électrique

L’analyse des actions de maîtrise de l’énergie repose sur l’évaluation des impacts énergétiques de la diffusion d’une innovation technologique ou comportementale dans un parc d’équipements, de bâtiments ou de sites industriels ou dans une population d’utilisateurs finaux. 

Le CES s’intéresse à la réponse agrégée d’un ensemble de réponses individuelles de consommateurs à des signaux ou des perturbations, tels que le déploiement d’équipements performants dans un parc, le contrôle d’équipements (stratégies optimisées de pilotage des équipements ou la modification des comportements et des usages) ou l’envoi de signaux tarifaires. 

Si l’on souhaite prévoir le comportement d’un ensemble de consommateurs vis-à-vis de variables exogènes comme le climat ou l’activité économique, un modèle statistique ou économétrique peut suffire. En revanche, pour étudier l’impact de nouvelles technologies, de stratégies optimisées de pilotage des équipements ou de la modification des comportements et des usages, une représentation physique, techno-explicite plus détaillée devient nécessaire. 

Le CES développe donc des modèles de connaissance des systèmes énergétiques du bâtiment et des composants des bâtiments adaptés à la complexité des phénomènes physiques et la nature des sollicitations auxquelles ils sont soumis. S’agissant de représenter une population importante de systèmes et/ou de bâtiments, la démarche choisie consiste ensuite à traduire ces modèles de connaissance détaillés en modèles réduits (au moyen de l’analyse modale par exemple) ou en modèles de comportement (par identification sur des données mesurées issues du terrain).

Afin d’étudier la réponse globale d’un ensemble de consommateurs, le CES développe des modèles d’agrégation de parc d’équipements et de bâtiments. Ces méthodes reposent sur des approches déterministes, statistiques ou stochastiques selon les impacts étudiés et la résolution recherchée. Récemment, la prise en compte des interactions entre utilisateurs et équipements a été réalisée au moyen d’algorithmes stochastiques (espérances conditionnelles) et a permis une représentation réaliste des appels de puissance électrique des usages spécifiques de l’électricité dans le secteur résidentiel.

Enfin, l’étude des réponses agrégées d’un parc de bâtiment nécessite des méthodes d’analyse adaptées en particulier à la caractérisation et la quantification du foisonnement des appels de puissance. Outre l’exploitation d’indicateurs statistiques, le CES porte une attention particulière à la prise en compte de la dimension temporelle des courbes de charge qui est l’origine du foisonnement comportemental des usages.

Exemples de projets

www.smart-electric-lyon.fr

Ce projet collaboratif réunit 19 partenaires industriels (fourniture d'énergie, équipementiers, acteurs de la domotique, industriels des télécommunications) et académiques français. Ce projet a expérimenté à grande échelle une gamme de produits et services « smart grids compatibles » aval compteur, destinés, en particulier, à générer de la flexibilité parmi les usages électriques comme le chauffage ou la production d'eau chaude sanitaire

Le CES a contribué à l'évaluation des impacts agrégés de ces flexibilités à l'échelle de la métropole du Grand Lyon. A cette fin, une plateforme de simulation de l'usage chauffage électrique a été développée afin de représenter toutes les sources de diversité techniques (géométrie, dispositifs constructifs des bâtiments, type de chauffage) et comportementales (occupation, température de confort, intermittence de chauffage) des consommateurs.

http://cordees.paris/

La Ville de Paris, en partenariat avec Mines ParisTech, fait partie des lauréats de l’appel à projets européen du FEDER pour un projet inédit de gestion de l’énergie pour le quartier de Clichy-Batignolles dans le 17ème arrondissement de Paris. Le projet CoRDEES (CoResponsability in District Energy Efficiency and Sustainability) permettra de constituer le premier smart grid parisien. Il s’inscrit dans le programme « Actions Innovatrices Urbaines » visant à identifier et tester de nouvelles solutions pour un développement urbain durable en Europe.

L’équipe du CES a pour but de développer une méthode d’évaluation de la performance énergétique des quartiers. Pour cela, elle propose des critères de performance sur les consommations d’énergie, la production locale d’énergie renouvelable et les émissions de gaz à effet de serre. Ces critères permettent de comparer le quartier de Clichy-Batignolles à d’autres éco-quartiers français ou européens. En outre, les actions d’efficacité énergétique et les stratégies d’optimisation seront testées à l’aide de Smart-E, l’outil de simulation énergétique des territoires du CES, dans une démarche de vérification de la performance du quartier.

Potentiel du vecteur gaz en support des réseaux électriques

Modélisation de la demande d'électricité - MINES ParisTech
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