Dissertations / Theses: 'Bâtiment intelligent'

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El, Hassar Sidi Mohamed Karim. "Conception d'un environnement de simulation intelligent. Application à la thermique du bâtiment." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523185.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'insère dans le cadre plus général du développement par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment d'un Environnement de Simulation Intelligent destiné à faciliter l'accès aux logiciels de calculs scientifiques dans le secteur Bâtiment. Il s'agit d'un programme pluriannuel de recherches dont les objectifs sont de mettre à la disposition des professionnels de nouveaux outils d'aide à la conception et d'aide à l'analyse des systèmes "Bâtiments", basés sur la simulation numérique suivant divers points de vue (thermique, acoustique, structure, etc.). Le présent travail de recherche s'articule donc avec d'autres travaux menés en parallèle sur le même thème. Dans ce contexte, les objectifs fixés sont de trois ordres : - contribuer à la définition des spécifications de l'environnement de simulation générique notamment en analysant le processus de modélisation/simulation et en proposant des solutions pour la réalisation du dialogue Homme/machine ; - réaliser une application concrète que l'on peut considérer comme une phase expérimentale de mise en oeuvre des concepts développés ; cette application est réalisée autour du logiciel de calculs thermiques TRNSYS ; - définir, pour de tels environnements, les possibilités d'utilisation des systèmes à bases de connaissances (buts et moyens, évaluation de la pertinence des solutions). Après une première partie consacrée aux réflexions conceptuelles générales menées sur la base d'une analyse bibliographique et aux analyses nécessaires à la réalisation de l'application, la seconde partie du travail est consacrée à l'application proprement dite ; un environnement dénommé IISIBât (Interface Intelligente pour la Simulation dans le Bâtiment) est développé suivant les concepts précédemment définis ; dans une première phase, la stratégie de développement d'une telle interface est précisée ; le processus de conception est fondé sur la mise en oeuvre séquentielle de quatre modèles : les modèles cognitif, conceptuel, structurel et perceptif. Le modèle cognitif met en évidence les tâches que l'utilisateur est amené à réaliser dans le cadre d'un outil de simulation ; le processus de modélisation/simulation est décortiqué en ses diverses étapes ; ce travail permet de définir une interface homme/machine possible (et en particulier les outils nécessaires) spécialisée pour ce type de process. Le modèle conceptuel identifie les objets génériques sur lesquels se fonde l'interface, les fonctions rattachées à ces objets, et la représentation graphique de ces objets. Le modèle structurel s'intéresse à l'implémentation proprement dite. Le modèle perceptif représente la façon dont l'utilisateur perçoit le système final ; ce modèle conduit à une analyse critique des choix effectués et à la proposition d'améliorations. Au final, l'application réalisée (IISIBât- TRNSYS) permet de juger de la pertinence des concepts développés tant du point de vue du fond que des méthodes utilisées ; ainsi, l'intérêt de l'application développée pour des utilisateurs "développeurs de modèles" ou "créateurs de projets" a pu être démontré ; par ailleurs, il s'est avéré que cette application ne possédait pas toutes les fonctionnalités nécessaires à une utilisation efficace par des utilisateurs terminaux (analystes de systèmes) ; pour combler ces manques, il faut rajouter à l'interface des mécanismes de raisonnement. La dernière partie de ce travail s'intéresse à l'introduction au sein de l'application interactive de mécanismes de raisonnement faisant appel à des bases de connaissances.

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Jnat, Khadija. "Bâtiment intelligent : Analyse et optimisation des dépenses d’énergie dans le logement social." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I060/document.

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Abstract:

Le travail de thèse porte sur l’optimisation des consommations d’énergie de chauffage dans le logement social. Il s’inscrit dans une démarche globale de réduction des consommations d’énergie. Ce travail a été réalisé grâce à une collaboration entre l’Université de Lille et le bailleur Lille Métropole Habitat. Il s’appuie sur une instrumentation des logements occupés afin d’explorer les possibilités de réduction des consommations à travers le contrôle du système de chauffage et la sensibilisation des occupants. Le travail comporte 4 parties. La première partie comprend une étude bibliographique sur la précarité énergétique dans le logement social ainsi que les réglementations thermiques. La deuxième partie présente le site d’étude qui sert de support pour cette thèse. Cette partie décrit la méthode expérimentale et le système d’instrumentation utilisé pour réaliser les mesures du confort thermique. La troisième partie comporte une analyse de la température et de l’humidité relative pendant les différentes saisons. L’étude montre des périodes de surchauffe, qui se traduisent par des surconsommations. La dernière partie s’appuie sur le logiciel de simulation thermique dynamique Archiwizard. Elle montre le calage des paramètres numériques sur les mesures, ensuite elle donne une estimation des économies potentielles que nous pouvons réaliser par la simple application de la réglementation thermique
This work concerns the optimization of heating energy consumption in social housing.It is a part of a global approach to reduce energy consumption in social housing. It was realized within a collaboration between Lille University and Lille Métropole Habitat. The research is based on monitoring occupied dwellings to explore the possibilities of reducing energy consumption through control of the heating system and the implication of tenants. This thesis is composed of four parts. The first part includes a literature review concerning energy precarity in social housing and thermal regulations. The second part presents the social housing residence used in this research. It presents in details the monitoring system and the experimental protocol used to follow the comfort conditions in the residence. The third part presents analysis of temperature and relative humidity recorded in three apartments. Analysis shows an overheating during the heating period, which leads to important increase in the heating expenses. The last part presents thermal simulation using the software “Archiwizard”. It shows the calibration of the numerical model as well as an estimation in heating energy savings

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Gallissot, Mathieu. "Modéliser le concept de confort dans un habitat intelligent : du multisensoriel au comportement." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00738342.

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Abstract:

La notion de confort dans les habitats est une problématique majeure pour résoudre des problèmes écologiques (consommation et émissions des bâtiments), économiques (réduction de coûts d'exploitation) et sociaux (maintien et assistance à domicile) qui définissent le développement durable. Cependant, cette notion de confort est complexe, par le nombre de paramètres qu'elle intègre, paramètres à la fois humains (perception) et physiques (mesure). Notre étude vise à modéliser cette notion de confort dans un contexte d'habitat intelligent. L'habitat intelligent émerge depuis le début des années 2000, et se positionne en héritier de la domotique, bénéficiant des progrès technologiques illustrés par l'informatique ubiquitaire et l'intelligence artificielle, concepts formants l'intelligence ambiante. La première partie de notre étude consiste à définir l'habitat intelligent, en formalisant les acquis (domotique) et les problématiques de recherche, sous l'angle de la représentation de connaissances par les modèles. Notre approche du bâtiment intelligent nous à permis de définir un cadre d'interopérabilité : un intergiciel capable de concentrer les paramètres et commandes d'un environnement. Cette interopérabilité est nécessaire de par l'hétérogénéité des objets communicants qui composent un habitat : hétérogénéité des applications, des protocoles de communication, de savoir-faire et d'usages. Les travaux réalisés dans cette première partie de l'étude nous ont permis d'instrumenter une plate-forme d'expérimentation : la plateforme Domus. Ainsi, en reconstituant un appartement, et en le dotant d'objets communicants, nous avons pu mettre en œuvre, par le biais de l'interopérabilité, un environnement intelligent, environnement qui se caractérise par une forte densité d'information et une capacité de réaction. La réalisation de cette plate-forme est nécessaire pour aborder des thématiques diverses liées à l'habitat, comme le confort. En effet, l'intelligence ambiante apporte une nouvelle dimension dans ce cadre de recherche : l'ubiquité. La densité croissante de capteurs nous permet de collecter plus d'informations, non seulement sur l'environnement mais également sur l'utilisateur et son comportement, définissant ainsi une nouvelle approche du confort : le confort adaptatif. Les travaux sur l'étude du confort dans les bâtiments se focalisent sur le confort thermique. Dans nos travaux, nous avons voulu nous intéresser au confort multi-sensoriel. Celui-ci permet d'une part de prendre en compte l'ensemble des paramètres qui agrémentent un environnement (l'air, le son, la vue) mais permet également de nous intéresser aux effets sensoriels croisés que peuvent induire ces modalités sur l'occupant. Par exemple, on soupçonne la température d'éclairage (éclairage rouge/chaud, éclairage bleu/froid) d'avoir une incidence sur la perception thermique. Des expérimentations ont en effet démontré l'approche pratique et l'approche théorique de ces effets multi-sensoriels. La mise en place de notre cadre d'interopérabilité, en première partie, dans la plateforme Domus et les résultats de nos évaluations expérimentales, en seconde partie, sur le confort réalisés dans cette même plateforme, nous permettent de participer à la définition d'un " confort-mètre ", qui s'appuie à la fois sur les capteurs, les objets de l'habitat et la perception des habitants.

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Missaoui, Badreddine Rim. "Gestion Énergétique optimisée pour un bâtiment intelligent multi-sources multi-charges : différents principes de validations." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00742941.

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Abstract:

Le bâtiment est un noeud énergétique important et un support idéal pour développer et analyser les effets d'un système de gestion optimisée d'énergie (SGEB) tant son impact potentiel sur la demande énergétique globale est important. Cependant, pour que ces objectifs soient atteints, plusieurs verrous doivent être levés. Au-delà des problématiques liées à l'architecture de distribution, aux modèles (y compris ceux relatifs au comportement des usagers), aux outils de dimensionnement, à la formalisation des paramètres, contraintes et critères, aux systèmes de production et aux modes de connexions au réseau de distribution, les problèmes liés à la mise en oeuvre d'un outil de gestion décentralisée et à sa validation sont centraux centrale. Ces travaux s'inscrivent directement dans cette optique. Ils portent en particulier sur l'élaboration de modèles énergétiques, de stratégies de gestion d'énergie dans une configuration multi-sources et multi-charges et surtout de mise en oeuvre de méthodes et d'outils de validation au travers de bancs tests variés où certains composants peuvent être réels. Ce travail analyse le gestionnaire énergétique " G-homeTech " comprenant plusieurs fonctionnalités de gestion testées sur des bancs d'essai virtuels et hybrides qui permettent de combiner à la fois des composants matériels et logiciels dans les simulations. Cela a permis d'insérer des actionneurs communicants pour tester leur pertinence. Les validations menées montrent que le gestionnaire énergétique permet l'effacement de pointes de consommation et des économies sur la facture énergétique globale tout en respectant les contraintes techniques et réglementaires. Les évènements prédits ne sont pas toujours ceux qui se produisent. Nous avons alors simulé de telles situations. La radiation solaire et la consommation totale des services non contrôlables sont différentes de celles prédites. Cette différence a conduit à des dépassements de puissance électrique souscrite qui a activé le mécanisme de gestion réactive du gestionnaire énergétique. Des ordres de délestage sont alors dynamiquement envoyés à certains équipements. Ces ordres alimentent directement les modèles des équipements électriques. Selon les importances relatives données au coût et au confort, nous avons montré que le gestionnaire énergétique permet de faire des économies substantielles en évitant les consommations durant les pics de prix et évitant les dépassements de souscription par effacement, par modulation du fonctionnement des systèmes de chauffage et par décalage de fonctionnement des services temporaires dans les périodes plus intéressante énergétiquement.

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Badreddine, Rim. "Gestion énergétique optimisée pour un bâtiment intelligent multi-sources multi-charges : différents principes de validations." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00780209.

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Abstract:

Le bâtiment est un noeud énergétique important et un support idéal pour développer etanalyser les effets d'un système de gestion optimisée d'énergie (SGEB) tant son impactpotentiel sur la demande énergétique globale est important. Cependant, pour que ces objectifssoient atteints, plusieurs verrous doivent être levés. Au-delà des problématiques liées àl'architecture de distribution, aux modèles (y compris ceux relatifs au comportement desusagers), aux outils de dimensionnement, à la formalisation des paramètres, contraintes etcritères, aux systèmes de production et aux modes de connexions au réseau de distribution, lesproblèmes liés à la mise en oeuvre d'un outil de gestion décentralisée et à sa validation sontcentraux centrale. Ces travaux s'inscrivent directement dans cette optique. Ils portent enparticulier sur l'élaboration de modèles énergétiques, de stratégies de gestion d'énergie dansune configuration multi-sources et multi-charges et surtout de mise en oeuvre de méthodes etd'outils de validation au travers de bancs tests variés où certains composants peuvent êtreréels.Ce travail analyse le gestionnaire énergétique " G-homeTech " comprenant plusieursfonctionnalités de gestion testées sur des bancs d'essai virtuels et hybrides qui permettent decombiner à la fois des composants matériels et logiciels dans les simulations. Cela a permisd'insérer des actionneurs communicants pour tester leur pertinence. Les validations menéesmontrent que le gestionnaire énergétique permet l'effacement de pointes de consommation etdes économies sur la facture énergétique globale tout en respectant les contraintes techniqueset réglementaires.Les évènements prédits ne sont pas toujours ceux qui se produisent. Nous avons alorssimulé de telles situations. La radiation solaire et la consommation totale des services noncontrôlables sont différentes de celles prédites. Cette différence a conduit à des dépassementsde puissance électrique souscrite qui a activé le mécanisme de gestion réactive du gestionnaireénergétique. Des ordres de délestage sont alors dynamiquement envoyés à certainséquipements. Ces ordres alimentent directement les modèles des équipements électriques.Selon les importances relatives données au coût et au confort, nous avons montré que legestionnaire énergétique permet de faire des économies substantielles en évitant lesconsommations durant les pics de prix et évitant les dépassements de souscription pareffacement, par modulation du fonctionnement des systèmes de chauffage et par décalage defonctionnement des services temporaires dans les périodes plus intéressante énergétiquement.

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Itoua, Engoti Frank. "Réalisation d’une plate-forme pour l’optimisation de réseaux de capteurs sans fil appliqués au bâtiment intelligent." Thesis, Limoges, 2018. http://www.theses.fr/2018LIMO0018/document.

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Abstract:

La thèse porte sur le déploiement d'un réseau de capteurs pour le diagnostic énergétique d'un bâtiment universitaire. Elle s'inscrit dans la thématique Bâtiment intelligent et durable de l'Université de Limoges. Il s'agit au cours de cette thèse, dans un premier temps, d'optimiser l'architecture d'un réseau de capteurs Zigbee ainsi que les méthodes d'interrogation de ces capteurs, pour minimiser la consommation énergétique des nœuds du réseau. On s'appuiera notamment sur des concepts de "compressive sensing" pour augmenter la durée de vie des nœuds autonomes qui pourra être éventuellement renforcée par des organes de récupération d'énergie
This thesis deals with the roll out of Wireless Sensor Network for the energetic monitoring of an existing building of the University. This work wil be incorporated in the framework of the smart building program of the University of Limoges. The work aims to optimize the architecture of a Zigbee network as well as data collection methods to minimize the energy consumption of the network's nodes. Methods based on the compressive sensing concepts will be investigated to reduce the number of nodes and to extend the lifetime of the nodes. Those methods will eventually be complemented with energy harvesting techniques

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Marroquín, Cortez Roberto Enrique. "Context-aware intelligent video analysis for the management of smart buildings." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCK040/document.

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Abstract:

Les systèmes de vision artificielle sont aujourd'hui limités à l'extraction de données issues de ce que les caméras « voient ». Cependant, la compréhension de ce qu'elles voient peut être enrichie en associant la connaissance du contexte et la connaissance d'interprétation d'un humain.Dans ces travaux de thèse, nous proposons une approche associant des algorithmes de vision atificielle à une modélisation sémantique du contexte d'acquisition.Cette approche permet de réaliser un raisonnement sur la connaissance extraite des images par les caméras en temps réel. Ce raisonnement offre une réponse aux problèmes d'occlusion et d'erreurs de détections inhérents aux algorithmes de vision artificielle. Le système complet permet d'offrir un ensemble de services intelligents (guidage, comptage...) tout en respectant la vie privée des personnes observées. Ces travaux forment la première étape du développement d'un bâtiment intelligent qui peut automatiquement réagir et évoluer en observant l'activité de ces usagers, i.e., un bâtiment intelligent qui prend en compte les informations contextuelles.Le résultat, nommé WiseNET, est une intelligence artificielle en charge des décisions au niveau du bâtiment (qui pourrait être étendu à un groupe de bâtiments ou même a l'échelle d'un ville intelligente). Elle est aussi capable de dialoguer avec l'utilisateur ou l'administrateur humain de manière explicite
To date, computer vision systems are limited to extract digital data of what the cameras "see". However, the meaning of what they observe could be greatly enhanced by environment and human-skills knowledge.In this work, we propose a new approach to cross-fertilize computer vision with contextual information, based on semantic modelization defined by an expert.This approach extracts the knowledge from images and uses it to perform real-time reasoning according to the contextual information, events of interest and logic rules. The reasoning with image knowledge allows to overcome some problems of computer vision such as occlusion and missed detections and to offer services such as people guidance and people counting. The proposed approach is the first step to develop an "all-seeing" smart building that can automatically react according to its evolving information, i.e., a context-aware smart building.The proposed framework, named WiseNET, is an artificial intelligence (AI) that is in charge of taking decisions in a smart building (which can be extended to a group of buildings or even a smart city). This AI enables the communication between the building itself and its users to be achieved by using a language understandable by humans

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Bourget-Mauger, Marie. "Diffusion et sens des objets connectés en architecture : attentes, représentations et réalités : le cas des environnements de bureaux." Electronic Thesis or Diss., Paris Est, 2024. https://these.univ-paris-est.fr/intranet/2024/TH2024PESC2001.pdf.

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Abstract:

La recherche en question explore l'impact des objets connectés dans les environnements de bureaux, en mettant en évidence leurs principes de diffusion et leur signification au sein de l'architecture. Divisée en trois parties, cette étude aborde d'abord les spécificités de mener une thèse en architecture via le dispositif CIFRE au sein d'une entreprise spécialisée en réseaux et télécoms. Cette première étape permet de détailler l'écosystème du secteur immobilier tertiaire financiarisé, qui encadre l'étude. La deuxième partie explore les conditions architecturales et techniques des bâtiments de bureaux, révélant les raisons sous-jacentes à l'intégration des objets connectés. Ces intégrations, motivées par l'obsolescence des méthodes traditionnelles de gestion technique (GTB), répondent à des considérations techniques, économiques, écologiques et législatives. La variété de facteurs encourageant cette intégration démontre l'impact majeur des objets connectés sur la conception, l'exploitation et la valorisation des bâtiments de bureaux. La troisième partie examine les récits et les représentations qui construisent le mythe du Smart Building. Ce mythe positif contribue à la diffusion des bâtiments connectés, en particulier depuis la crise sanitaire de 2019. Cette section finale aborde aussi les risques liés à l'intégration systématique des objets connectés en architecture, tels que les atteintes aux libertés individuelles et les dérives environnementales dues à l'usage excessif du numérique. Ainsi, la recherche défend l'impériosité pour la discipline architecturale de se saisir de l'étude des bâtiments connectés. Cette thèse défend quatre hypothèses. La première hypothèse présente le Smart Building comme la réalisation de la chimère du bâtiment intelligent issue des discours cybernétiques, favorisant une architecture flexible, auto-adaptable et autonome. Les objets connectés jouent un rôle clé dans cette quête d'intelligence. La deuxième hypothèse découle de leur intégration, introduisant les principes d'indétermination des objets et d'écologie, soulignant la nécessité de considérer l'impact écologique des systèmes techniques du bâtiment. La troisième hypothèse hypothèse remet en question la conception traditionnelle de l'architecture en tant qu'entité statique, en la redéfinissant comme un bien immobilier de service. En effet, l'étude centrée sur les environnements de bureaux met en évidence que l'intégration d'objets connectés vise à créer des bâtiments axés sur les services, également qualifiés bâtiments serviciels. Enfin, la quatrième hypothèse soutient que le bâtiment connecté représente une intersection paradoxale entre les enjeux écologiques et économiques. En conclusion, cette recherche offre un aperçu approfondi de l'impact des objets connectés sur l'architecture des environnements de bureaux, en explorant leurs principes de diffusion et en soulignant les risques et les opportunités liés à cette évolution
The research in question explores the impact of connected objects in office environments, highlighting their principles of dissemination and their significance within architecture. Divided into three parts, this study first addresses the specificities of conducting a thesis in architecture through the CIFRE program within a company specialized in networks and telecommunications. This initial step allows for detailing the ecosystem of the financialized tertiary real estate sector, which frames the study.The second part explores the architectural and technical conditions of office buildings, revealing the underlying reasons for the integration of connected objects. These integrations, driven by the obsolescence of traditional technical management methods (Building Management Systems), respond to technical, economic, ecological, and legislative considerations. The variety of factors encouraging this integration demonstrates the significant impact of connected objects on the design, operation, and valuation of office buildings.The third part examines the narratives and representations that construct the myth of the Smart Building. This positive myth contributes to the dissemination of connected buildings, especially since the 2019 health crisis. This final section also addresses the risks associated with the systematic integration of connected objects in architecture, such as infringements on individual liberties and environmental implications due to excessive digital usage. Thus, the research advocates the imperative for the architectural discipline to engage in the study of connected buildings.This thesis defends four hypotheses. The first hypothesis presents the Smart Building as the realization of the chimera of intelligent buildings stemming from cybernetic discourse, promoting a flexible, self-adaptive, and autonomous architecture. Connected objects play a key role in this quest for intelligence. The second hypothesis emerges from their integration, introducing the principles of object indeterminacy and ecology, underscoring the need to consider the ecological impact of building technical systems. The third hypothesis challenges the traditional conception of architecture as a static entity, redefining it as real estate focused on services. Indeed, the study centered on office environments highlights that the integration of connected objects aims to create service-oriented buildings, also termed service buildings. Lastly, the fourth hypothesis maintains that the connected building represents a paradoxical intersection between ecological and economic concerns. In conclusion, this research provides an in-depth insight into the impact of connected objects on the architecture of office environments, exploring their dissemination principles and highlighting the risks and opportunities associated with this evolution

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Meyer, Pierre-Jean. "Invariance and symbolic control of cooperative systems for temperature regulation in intelligent buildings." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT076/document.

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Abstract:

Cette thèse fournit de nouvelles stratégies de contrôle pouvant s'attaquer aux phénomènes hétérogènes et non-linéaires qui décrivent la régulation de la température dans les bâtiments afin d'obtenir un compromis entre le confort et l'efficacité énergétique. Nous nous intéressons donc au contrôle robuste de systèmes coopératifs avec perturbations bornées. Nous résolvons d'abord ce problème grâce à la notion d'intervalle invariant contrôlé robuste, décrivant un ensemble dans lequel l'état peut être maintenu quelle que soit la valeur des perturbations. Une seconde approche décrit des méthodes symboliques pour la synthèse d'un contrôleur discret sur une abstraction finie du système, réalisant une spécification de sûreté associée à l'optimisation des performances. Nous présentons d'abord une méthode symbolique centralisée utilisant les dynamiques du système correspondant au modèle physique. Pour résoudre ses limitations en termes de passage à l'échelle, nous considérons une approche compositionnelle où les méthodes symboliques d'abstraction et de synthèse sont appliquées à des descriptions partielles du système, sous des obligations de type assume-guarantee supposant que la sûreté est satisfaite pour tous les états non-contrôlés. Dans la dernière partie, les contrôleurs présentés sont combinés et évalués dans le cadre d'une régulation de température pour un bâtiment expérimental équipé de la solution UnderFloor Air Distribution
This thesis provides new control strategies that deal with the heterogeneous and nonlinear dynamics describing the temperature regulation in buildings to obtain a tradeoff between comfort and energy efficiency. We thus focus on the robust control of cooperative systems with bounded disturbances. We first solve this problem with the notion of robust controlled invariant interval, which describes a set where the state can be maintained for any value of the disturbances. A second approach provides dedicated symbolic methods to synthesize a discrete controller on a finite abstraction of the system, realizing safety specifications combined with a performance optimization. We first present a centralized symbolic method using the system dynamics provided by the physical model. To address its limitation in terms of scalability, a compositional approach is considered, where the symbolic abstraction and synthesis methods are applied to partial descriptions of the system under the assume-guarantee obligation that the safety specification is realized for all uncontrolled states. In the final part, the proposed controllers are combined and evaluated on the temperature regulation for an experimental building equipped with UnderFloor Air Distribution

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Ferjaoui, Oswa. "Technologies numériques et gouvernance participative : les acteurs publics et les acteurs privés du bâtiment à l'épreuve des villes intelligentes." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ2020.

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Abstract:

Dans un contexte actuel d'urbanisation rapide et de numérisation accrue, les villes contemporaines sont confrontées à la nécessité pressante de s'adapter à diverses transformations majeures. L'adoption de stratégies dites de Smart Cities (SC) émerge alors comme une réponse indispensable à ces enjeux. C'est ainsi que la gouvernance participative figure comme l'une des options stratégiques privilégiées par de nombreuses villes pour faciliter leur transformation vers des SC. C'est dans cette perspective que s'inscrit notre recherche doctorale, dont la finalité est de caractériser, notamment d'un point de vue info-communicationnel, la mise en pratique d'une gouvernance participative dans le cadre de la construction de bâtiments aujourd'hui intelligents. Plus spécifiquement, notre recherche se concentre sur l'interaction entre les acteurs publics et privés qui interviennent dans ce secteur. Ainsi, la problématique qui structure ce travail permet d'appréhender la gestion des formes organisationnelles durant les phases de construction de bâtiments dits intelligents. Concernant notre positionnement épistémologique, il s'inscrit dans une posture interprétativiste associée à une démarche abductive classiquement marquée par des allers-retours entre la théorie et le terrain. Sur le plan théorique, nous avons entrepris une revue approfondie de la littérature portant sur nos deux notions clés : la gouvernance participative et les SC. Deux ressources ont alors été identifiées comme essentielles pour instaurer une gouvernance participative efficace, à savoir le capital humain et les technologies numériques, qui peuvent elles-mêmes être étudiées à travers deux dimensions spécifiques : relationnelle et informationnelle.La dimension relationnelle repose sur la capacité du capital humain à établir des relations constructives. La dimension informationnelle, quant à elle, se traduit par l'utilisation d'outils technologiques qui doivent faciliter la communication et l'échange d'informations. Or, les recherches les plus récentes ont mis en évidence un aspect essentiel de l'intelligence d'une ville, à savoir la capacité de son capital humain à prioriser l'utilisation des technologies (et innovations) numériques. Ces innovations peuvent avoir des impacts multiples, qui influent sur leur acceptabilité sociale. Dans cette optique, une conclusion essentielle a émergé de notre recherche : la dimension informationnelle et la dimension relationnelle se révèlent essentielles et interdépendantes pour instaurer une gouvernance participative efficace. À cet égard, notre étude identifie trois contextes distincts pour qualifier la gouvernance participative dans le domaine du bâtiment. Tout d'abord, un contexte fortement favorable, caractérisé par une attention particulière portée aux deux dimensions informationnelle et relationnelle. Ensuite, un contexte modérément favorable, où l'accent est mis de manière significative sur l'une de ces dimensions. Enfin, un contexte faiblement favorable où aucune des deux dimensions n'est pleinement prise en compte. À la suite de ces constats, nous avons mis en œuvre un recueil de données via des entretiens semi-directifs auprès de divers acteurs impliqués dans la réalisation de grands projets urbains dans un cadre de gouvernance participative. L'ensemble a été complété par une illustration sur un autre terrain français relatif au dispositif AMI Ville durable 2030 à Nice. L'objectif de notre démarche empirique était d'analyser la réalité d'une gouvernance participative durant toutes les phases de construction de projets urbains. En conclusion, nos résultats empiriques trouvent leurs fondements dans les explications issues de trois théories : celles des parties prenantes, des ressources et de la diffusion des innovations. Ils mettent ainsi en lumière les défis et discordances qui subsistent dans le domaine du développement urbain « intelligent » en France
In the current context of rapid urbanization and increased digitization, contemporary cities are facing the urgent need to adapt to various major transformations. The adoption of Smart Cities (SC) strategies emerges as an indispensable response to these challenges. In this context, participatory governance is one of the strategic options favored by many cities to facilitate their transformation into SCs and is now at the heart of political discourse and numerous multidisciplinary research efforts.However, despite the abundance of literature on this subject, the complexity inherent in managing the organizational forms characteristic of participatory governance remains an underexplored area. This complexity is even more pronounced in the construction sector in France, which involves a heterogeneous group of private and public actors with different cultures and skills.Our doctoral research is positioned within this perspective, aiming to characterize, particularly from an info-communicational viewpoint, the practical implementation of participatory governance in the construction of today's intelligent buildings. More specifically, our research focuses on the interaction between public and private actors involved in this sector. Thus, the problem structuring this work allows us to understand the management of organizational forms during the construction phases of so-called intelligent buildings. Regarding our epistemological stance, it is based on an interpretivist posture combined with an abductive approach, typically marked by back-and-forth movements between theory and the field. Theoretically, we have undertaken a comprehensive literature review on our two key concepts: participatory governance and SCs. Two resources have been identified as essential for establishing effective participatory governance, namely human capital and digital technologies, which can themselves be studied through two specific dimensions: relational and informational.The relational dimension relies on the ability of human capital to establish constructive relationships. The informational dimension, on the other hand, is translated by the use of technological tools that must facilitate communication and the exchange of information. Recent research has highlighted an essential aspect of a city's intelligence, namely the ability of its human capital to prioritize the use of digital technologies (and innovations). However, it is important to note that these innovations can have multiple impacts, which influence their social acceptability. In this light, a crucial conclusion emerged from our research: the informational and relational dimensions are essential and interdependent for establishing effective participatory governance. In this regard, our study identifies three distinct contexts for qualifying participatory governance in the building sector. Firstly, a highly favorable context, characterized by particular attention to both informational and relational dimensions. Secondly, a moderately favorable context, where significant emphasis is placed on one of these dimensions. Lastly, a weakly favorable context where neither dimension is fully considered.Following these findings, we implemented data collection through semi-structured interviews with various actors involved in the realization of major urban projects in a governance participatory framework. This was complemented by an illustration on another French site related to the AMI Ville durable 2030 initiative in Nice. The goal of our empirical approach was to analyze the reality of participatory governance during all phases of urban project construction.In conclusion, our empirical results are grounded in explanations derived from three theories: stakeholder theory, resource theory, and the diffusion of innovations. They thus highlight the challenges and discrepancies that persist in the field of "intelligent" urban development in France

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Nguyen, Nhat Hai. "Développement de méthodes intelligentes pour la gestion énergétique des bâtiments, utilisant des capteurs sans fils." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENT080/document.

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Abstract:

L’utilisation des charges de manière active et intelligente et leur gestion optimale sont parmiles préoccupations majeures des gestionnaires, des fournisseurs, des commercialisateurs et desconsommateurs d’énergie, et constitue l’un de axes privilégies du projet smart-grid.L’objectif de cette thèse est de développer et réaliser un système de pilotage des charges desbâtiments résidentiels ou tertiaires en temps réel en utilisant des réseaux de capteurs sans fil. Lesméthodes de gestion de charge ont été développées afin de minimiser les pics de consommation,maintenir le confort thermique et minimiser le coût global de consommation. Une conception dusystème de gestion des charges en temps réel sans fil a été proposée avec la communicationstandardisée ZigBee. Des démonstrateurs basés sur la régulation adaptative des chauffages et desclimatisations d’une part et sur une méthode de délestage doux pour des cuisinières d’autre part ontété développés. Le prototype du système proposé a été réalisé et testé lors de campagnes demesures sur un appartement expérimental afin de montrer l’intérêt et les performances des méthodesproposées. Le système développé permet d’éviter l’utilisation des modèles prédictifs qui sont trèsdifficiles à identifier et à reconfigurer en cas d’ajout de nouveaux appareils électriques dans lesbâtiments contrôlés
Load management in an active and intelligent way is one of the major concerns of distributionsystems operators, suppliers and consumers of energy, particularly in the context of the smart-gridproject.The aim of this thesis is to develop and implement a real-time energy management systembased on wireless sensor networks in buildings (residential and tertiary sector). The methods of loadmanagement have been developed to minimize peak demand, maintain thermal comfort, andminimize the cost of consumption. A concept of real-time load management using a wireless sensornetwork has been proposed, based on the ZigBee communication standard. Demonstrators ofadaptive control of heating and air conditioning and of intelligent load shedding for electrical cookershave been developed. The prototypes of the proposed systems have been built and tested on anexperimental apartment to demonstrate the usefulness and effectiveness of these methods. Thedeveloped system allows to avoid the use of predictive models that are very difficult to identify andself-reconfigure when new electrical devices are added in a building

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Montenegro, Martinez Davis. "Diakoptics basée en acteurs pour la simulation, la surveillance et la comande des réseaux intelligents." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT106/document.

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Abstract:

La simulation de systèmes d'énergie est un outil important pour la conception, le développement et l'évaluation de nouvelles architectures et des contrôles grille dans le concept de réseau intelligent pour les dernières décennies. Cet outil a évolué pour répondre aux questions proposées par les chercheurs et les ingénieurs dans les applications de l'industrie, et pour offrant des différentes alternatives pour couvrir plusieurs scénarios réalistes.Aujourd'hui, en raison des progrès récents dans le matériel informatique, la Simulation numérique en temps réel (DRTS) est utilisée pour concevoir des systèmes de puissance, afin de soutenir les décisions prises dans les systèmes de gestion de l'énergie automatisés (SME) et de réduire le délai de commercialisation de produits, entre des autres applications.Les simulations de réseaux électriques peuvent être classées dans les catégories suivantes: (1) la simulation analogique (2) hors simulation de ligne (3) de simulation entièrement numérique (4) la simulation rapide (5) Contrôleur Hardware-In-the-Loop (CHIL) et (6) Puissance Hardware-In-the-Loop (PHIL).Les dernière 3 sont axés sur la simulation Real-Time hardware-in-the-Loop (HIL RT-). Ces catégories portent sur les questions liées à Transitoires électromagnétiques (liste EMT), la simulation de phaseurs ou mixte (phaseur et EMT). Comme mentionné ci-dessus, ces progrès sont possibles en raison de l'évolution des architectures informatiques (matériels et logiciels); Cependant, pour le cas particulier de l'analyse des flux de puissance des réseaux de distribution (DS), il y a encore des défis à résoudre.Les architectures informatiques actuelles sont composées de plusieurs noyaux, laissant derrière lui le paradigme de la programmation séquentielle et conduisant les développeurs de systèmes numériques pour examiner des concepts comme le parallélisme, la concurrence et les événements asynchrones. D'autre part, les méthodes pour résoudre le flux de puissance dynamique des systèmes de distribution considérer le système comme un seul bloc; ainsi, ils utilisent une seule base pour l'analyse des flux de puissance, indépendamment de l'existence de plusieurs cœurs disponibles pour améliorer les performances de la simulation.Répartis dans des procédés en phase et de la séquence, ces procédés ont en caractéristiques communes telles que l'examen d'une seule matrice creuse pour décrire les DS et qu'ils peuvent résoudre simultanément une seule fréquence.Ces caractéristiques font dès les méthodes mentionné sont pas appropriées pour le traitement avec multiple noyaux. En conséquence, les architectures informatiques actuelles sont sous-utilisés, et dégrade la performance des simulateurs lors de la manipulation de grandes DS échelle, changer DS topologie et y compris les modèles avancés, entre autres des activités de la vie réelle.Pour relever ces défis Cette thèse propose une approche appelée A-Diakoptics, qui combine la puissance de Diakoptics et le modèle de l'acteur; le but est de faire toute méthode classique d'analyse de flux d'énergie appropriée pour le traitement multithread. En conséquence, la nature et la complexité du système d'alimentation peuvent être modélisées sans affecter le temps de calcul, même si plusieurs parties du système d'alimentation fonctionnent à une fréquence de base différente comme dans le cas de micro-réseaux à courant continu. Par conséquent, l'analyse des flux de charge dynamique de DS peut être effectuée pour couvrir les besoins de simulation différents tels que la simulation hors ligne, simulation rapide, CHIL et PHIL. Cette méthode est une stratégie avancée pour simuler les systèmes de distribution à grande échelle dans des conditions déséquilibrées; couvrant les besoins de base pour la mise en œuvre d'applications de réseaux intelligents
Simulation of power systems is an important tool for designing, developing and assessment of new grid architectures and controls within the smart grid concept for the last decades. This tool has evolved for answering the questions proposed by academic researchers and engineers in industry applications; providing different alternatives for covering several realistic scenarios. Nowadays, due to the recent advances in computing hardware, Digital Real-Time Simulation (DRTS) is used to design power systems, to support decisions made in automated Energy Management Systems (EMS) and to reduce the Time to Market of products, among other applications.Power system simulations can be classified in the following categories: (1) Analog simulation (2) off line simulation (3) Fully digital simulation (4) Fast simulation (5) Controller Hardware-In-the-Loop (CHIL) simulation and (6) Power Hardware-In-the-Loop (PHIL) simulation. The latest 3 are focused on Real-Time Hardware-In-the-Loop (RT-HIL) simulation. These categories cover issues related to Electromagnetic Transients (EMT), phasor simulation or mixed (phasor and EMT). As mentioned above, these advances are possible due to the evolution of computing architectures (hardware and software); however, for the particular case of power flow analysis of Distribution Systems (DS) there are still challenges to be solved.The current computing architectures are composed by several cores, leaving behind the paradigm of the sequential programing and leading the digital system developers to consider concepts such as parallelism, concurrency and asynchronous events. On the other hand, the methods for solving the dynamic power flow of distribution systems consider the system as a single block; thus they only use a single core for power flow analysis, regardless of the existence of multiple cores available for improving the simulation performance.Divided into phase and sequence frame methods, these methods have in common features such as considering a single sparse matrix for describing the DS and that they can solve a single frequency simultaneously. These features make of the mentioned methods non-suitable for multithread processing. As a consequence, current computer architectures are sub-used, affecting simulator's performance when handling large scale DS, changing DS topology and including advanced models, among others real life activities.To address these challenges this thesis proposes an approach called A-Diakoptics, which combines the power of Diakoptics and the Actor model; the aim is to make any conventional power flow analysis method suitable for multithread processing. As a result, the nature and complexity of the power system can be modeled without affecting the computing time, even if several parts of the power system operate at different base frequency as in the case of DC microgrids. Therefore, the dynamic load flow analysis of DS can be performed for covering different simulation needs such as off-line simulation, fast simulation, CHIL and PHIL. This method is an advanced strategy for simulating large-scale distribution systems in unbalanced conditions; covering the basic needs for the implementation of smart grid applications

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Delinchant, Benoît. "La CAO et l'optimisation de systèmes, une approche par couplages dynamiques de composants." Habilitation à diriger des recherches, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00677457.

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Abstract:

C'est au travers d'un panel d'applications de conception en génie électrique, issu de mes travaux de recherche et d'encadrements doctoraux, qu'est illustrée une problématique inhérente à la " conception système ", celle des couplages. Ceux-ci interviennent au niveau de la définition des modèles du système (multi-physiques, multi-formalismes, multi-niveaux...) mais aussi au niveau des analyses possibles sur ce système (simulation dynamique, analyse de sensibilité, optimisation sous contraintes, robustesse, ...). Cette nature complexe est associée à la nature dynamique de la conception système, dans le sens où les couplages naissent en cours de processus. Ces deux caractères font que la réalisation d'outils de CAO adaptés est un véritable challenge que je cherche à relever en répondant à un ensemble d'enjeux décrits dans ce rapport. Pour ce faire, nous disposons, dans mon équipe de recherche, du framework logiciel CADES. Il constitue à la fois notre plateforme expérimentale et le réceptacle de méthodologies que nous valorisons pédagogiquement et industriellement. Mes contributions à ce framework, sont principalement méthodologiques mais également applicatives dans le domaine des MEMS magnétiques et du bâtiment intelligent. Elles sont majoritairement axées vers l'optimisation sous contraintes, en particulier par des formalismes de modélisation dédiés et des méthodes de génération automatique de calcul de Jacobien. En outre, c'est par l'approche à composants logiciels, mise en oeuvre dans CADES, que sont plus spécifiquement pris en compte les couplages dynamiques en question. Les perspectives ouvertes par ces travaux vont de la conception robuste et fiable de systèmes, à la commande optimale en temps réel, en s'appuyant sur des méthodologies de modélisation, de capitalisation et de réutilisation collaborative des connaissances, en exploitant au mieux Internet et les technologies logicielles.

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Warkozek, Ghaith. "Génération automatique de problèmes d'optimisation pour la conception et la gestion des réseaux électriques de bâtiments intelligents multi-sources multi-charges." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00625784.

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Abstract:

Le bâtiment devient de plus en plus un système complexe où les flux énergétiques doivent être gérés en fonction des usages : on parle de bâtiments intelligents. Il s'ensuit une complexité croissante pour les concepteurs, qui doivent s'intéresser autant au bâtiment lui-même (plusieurs sources électriques et multiplication des charges) qu'à ses équipements, sa gestion énergétique mais aussi aux interactions avec l'environnement extérieur (flux d'informations exogènes sur le marché d'énergie, prix d'achat et de revente, subventions à l'auto-consommation, etc...). Il est désormais nécessaire de coupler la phase de conception avec celle de gestion énergétique du bâtiment. Les travaux de cette thèse visent à proposer une démarche méthodologique permettant de formuler automatiquement les problèmes d'optimisation exploitables autant en conception qu'en exploitation du système bâtiment. La démarche est basée sur les concepts issus de l'ingénierie dirigée par les modèles (IDM).

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Tsenoglou, Theocharis. "Intelligent pattern recognition techniques for photo-realistic 3D modeling of urban planning objects." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0075.

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Abstract:

Modélisation 3D réaliste des bâtiments et d'autres objets de planification urbaine est un domaine de recherche actif dans le domaine de la modélisation 3D de la ville, la documentation du patrimoine, tourisme virtuel, la planification urbaine, la conception architecturale et les jeux d'ordinateur. La création de ces modèles, très souvent, nécessite la fusion des données provenant de diverses sources telles que les images optiques et de numérisation de nuages de points laser. Pour imiter de façon aussi réaliste que possible les mises en page, les activités et les fonctionnalités d'un environnement du monde réel, ces modèles doivent atteindre de haute qualité et la précision de photo-réaliste en termes de la texture de surface (par exemple pierre ou de brique des murs) et de la morphologie (par exemple, les fenêtres et les portes) des objets réels. Rendu à base d'images est une alternative pour répondre à ces exigences. Il utilise des photos, prises soit au niveau du sol ou de l'air, à ajouter de la texture au modèle 3D ajoutant ainsi photo-réalisme.Pour revêtement de texture pleine de grandes façades des modèles de blocs 3D, des images qui dépeignent la même façade doivent être correctement combinée et correctement aligné avec le côté du bloc. Les photos doivent être fusionnés de manière appropriée afin que le résultat ne présente pas de discontinuités, de brusques variations de l'éclairage ou des lacunes. Parce que ces images ont été prises, en général, dans différentes conditions de visualisation (angles de vision, des facteurs de zoom, etc.) ils sont sous différentes distorsions de perspective, mise à l'échelle, de luminosité, de contraste et de couleur nuances, ils doivent être corrigés ou ajustés. Ce processus nécessite l'extraction de caractéristiques clés de leur contenu visuel d'images.Le but du travail proposé est de développer des méthodes basées sur la vision par ordinateur et les techniques de reconnaissance des formes, afin d'aider ce processus. En particulier, nous proposons une méthode pour extraire les lignes implicites à partir d'images de mauvaise qualité des bâtiments, y compris les vues de nuit où seules quelques fenêtres éclairées sont visibles, afin de préciser des faisceaux de lignes parallèles 3D et leurs points de fuite correspondants. Puis, sur la base de ces informations, on peut parvenir à une meilleure fusion des images et un meilleur alignement des images aux façades de blocs
Realistic 3D modeling of buildings and other urban planning objects is an active research area in the field of 3D city modeling, heritage documentation, virtual touring, urban planning, architectural design and computer gaming. The creation of such models, very often, requires merging of data from diverse sources such as optical images and laser scan point clouds. To imitate as realistically as possible the layouts, activities and functionalities of a real-world environment, these models need to attain high photo-realistic quality and accuracy in terms of the surface texture (e.g. stone or brick walls) and morphology (e.g. windows and doors) of the actual objects. Image-based rendering is an alternative for meeting these requirements. It uses photos, taken either from ground level or from the air, to add texture to the 3D model thus adding photo-realism. For full texture covering of large facades of 3D block models, images picturing the same façade need to be properly combined and correctly aligned with the side of the block. The pictures need to be merged appropriately so that the result does not present discontinuities, abrupt variations in lighting or gaps. Because these images were taken, in general, under various viewing conditions (viewing angles, zoom factors etc) they are under different perspective distortions, scaling, brightness, contrast and color shadings, they need to be corrected or adjusted. This process requires the extraction of key features from their visual content of images. The aim of the proposed work is to develop methods based on computer vision and pattern recognition techniques in order to assist this process. In particular, we propose a method for extracting implicit lines from poor quality images of buildings, including night views where only some lit windows are visible, in order to specify bundles of 3D parallel lines and their corresponding vanishing points. Then, based on this information, one can achieve better merging of the images and better alignment of the images to the block façades. Another important application dealt in this thesis is that of 3D modeling. We propose an edge preserving interpolation, based on the mean shift algorithm, that operates jointly on the optical and the elevation data. It succeeds in increasing the resolution of the elevation data (LiDAR) while improving the quality (i.e. straightness) of their edges. At the same time, the color homogeneity of the corresponding imagery is also improved. The reduction of color artifacts in the optical data and the improvement in the spatial resolution of elevation data results in more accurate 3D building models. Finally, in the problem of building detection, the application of the proposed mean shift-based edge preserving smoothing for increasing the quality of aerial/color images improves the performance of binary building vs non-building pixel classification

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Pajot, Camille. "OMEGAlpes : outil d’aide à la décision pour une planification énergétique multi-fluides optimale à l’échelle des quartiers." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT042.

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Abstract:

Majoritairement responsable du dérèglement climatique, le secteur de l’énergie est particulièrement visé et des politiques de transition énergétique voient le jour, en s’appuyant sur les principes de sobriété, d’efficacité et de productions énergétiques bas-carbone. Les systèmes énergétiques doivent s’adapter rapidement à ces changements et être conçus de façon à intégrer une approche multi-énergies et des stratégies de gestion de la demande. Dans ce contexte, cette thèse propose de développer une méthodologie et un outil d’aide à la décision associé, offrant aux différents acteurs énergétiques une aide pour concevoir, dimensionner, et gérer les systèmes énergétiques au niveau des quartiers. En premier lieu, une approche de planification énergétique par optimisation sera développée. Une méthodologie, basée sur des bilans de puissance sera ensuite présentée, pour traiter de façon générique des cas d’étude de planification énergétique à l’échelle du quartier, puis illustrée sur un cas de valorisation de chaleur fatale. Des modèles de consommation basés sur des approches statistiques seront ensuite employés, afin de représenter des scénarios de flexibilité temporelle (décalage d’usages). Une alternative à cette approche par les données, basée sur la modélisation physique des bâtiments, sera ensuite présentée à travers l’utilisation de modèles thermiques réduits. Enfin, l’ensemble de ces modèles sera capitalisé au sein d’un outil de génération automatique de modèles d’optimisation, s’appuyant sur une méthodologie de construction de modèles énergétiques à partir d’éléments génériques. Le développement de cet outil open source, en langage Python, et le principe de génération automatique des modèles sera enfin détaillé
Mostly responsible for climate change, the energy sector is particularly targeted and energy transition policies are emerging, based on the principles of sobriety, efficiency and low-carbon energy production. Energy systems need to adapt quickly to these changes and be designed to consider a multi-energy approach and demand-side management strategies. In this context, this thesis proposes to develop a methodology and an associated decision support tool OMEGAlpes, offering the different energy actors an aid to design, size, and manage energy systems at the district level. First, an optimal energy planning approach will be developed. A methodology, based on power balances will then be presented, to treat generically study cases about energy planning at the district scale, and then illustrated on a case of wasted heat recycling. Consumption models based on statistical approaches will then be used to represent temporal flexibility scenarios (load shifting). An alternative to this data approach, based on the physical modeling of buildings, will then be presented through the use of reduced thermal models. Finally, all of these models will be capitalized within an automatic generation tool for optimization models, based on a methodology for building energy models from generic elements. The development of this open source tool, in Python language, and the principle of automatic generation of models will finally be detailed

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Beauchêne, Solène. "Le Smart Thermogène Grid ® : étude des potentiels de récupération, de stockage et de redistribution des énergies fatales et renouvelables, optimisation et gestion d’un système intelligent intégrant l’ensemble des énergies disponibles dans le bâtiment." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2016. http://www.theses.fr/2016EMAC0002/document.

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Abstract:

Le projet Smart Thermogène Grid® s’intègre dans la dynamique actuelle d’économie d’énergie en s’intéressant à la mise en œuvre de solutions de récupération et de stockage des énergies fatales et renouvelables dans le bâtiment résidentiel. L’objectif de ce travail de thèse est de proposer une approche globale permettant le choix et le dimensionnement de ces systèmes. Ce manque freine leur intégration au sein du bâtiment ainsi que l’évolution du bilan énergétique. Dans ce contexte, une modélisation de type « boites grises » qui se base sur un assemblage de modules (récupérations sur air extrait, sur eaux usées et solaire, stockages géothermique et en cuve) a été développée. Ce type de démarche permet une simplification importante du modèle complet et une réduction considérable du nombre de paramètres à déterminer. Il devient alors possible de mettre en place une méthode d’optimisation sous contrainte de type GPS afin d’aboutir à un dimensionnement physique. Une solution discrète est ensuite proposée grâce à une recherche dans des bases de données. Il est ainsi possible de répondre à la problématique et de proposer un dimensionnement cohérent du SThG®
The goal of the SThG® project is to recycle, to store and to manage unavoidable and renewable energies in the residential building. The aim of the work performed is to fill the lack of research on global sizing of systems, which is a barrier to the evolution of the energy balance of the building. Indeed, available tools are not adapted to make optimized choices and to size systems as they are very time-consuming. That is why an alternative model has been found. This work can be divided into two main steps. The first one, consists in doing a simplified model of a building and its systems. The second one in applying optimization to have the best choice and the better sizing of those systems according to energy and economic criterions. To solve this problem a model has been developed and two blocks can be identified. The first block is composed of two main points: the establishment of a physical model and the physical optimization. First, a macroscopic model of a building and its systems (recovery, storage and generation) has been created. This model is as much as generic as possible in order to represent a huge part of systems. But, it is also precise to ensure a good description of the real way they work and to allow the link to systems after the physical optimization during block two. Secondly, a Global Pattern Search optimization is used to find the best physical solution according to the constraints of the situation. The second block permits to find solutions in a discrete data basis of systems. These two blocks allow a durability of the tool, indeed the mechanism of optimization depends on the physical model. It will be possible to enrich the data basis of the second block without reconsidering the first one. Thanks to this work, a consistent choice and sizing of systems can be found

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Le, Gauffre Pascal. "Méthodologie de conception et intelligence artificielle en bâtiment." Lyon, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAL0045.

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Abstract:

La thèse présentée porte sur l'aide à la conception des bâtiments d'habitation et l'apport des techniques de l’intelligence Artificielle. Une première partie est consacrée à l'étude de fondements conceptuels pour une e. A. O. -Bâtiment et renvoie aux paradigmes du Système de Traitement de l'Information (S. T. I. ) et de la Modélisation Systémique. L'activité de conception y est posée comme activité de modélisation et de formulation (+ résolution) de problèmes par une équipe de concepteurs. L'apport des techniques de l'Intelligence Artificielle est alors envisagé d'une part pour ce qui concerne la représentation multi-points de vue du projet de bâtiment, d’autre part pour ce qui concerne les processus de construction et de résolution de problèmes. Une seconde partie est consacrée à la présentation du logiciel DEDAL, maquette de système multi-expert d'aide à la construction et à la résolution de problèmes. Quatre sous-systèmes du logiciel sont successivement étudiés : un module de représentation systémique du projet de bâtiment, un module pour l'élaboration d'une stratégie de modification du projet, un module pour la construction d’un problème multicritère extrait du problème global et un module de résolution du problème construit. Enfin, une troisième partie regroupe un exemple d'utilisation l’expérimentation du logiciel DEDALE, et la présentation des perspectives envisagées pour l'outil en tant que tel et pour l'approche employée pour son élaboration
Research on Computer Aided Design requires a double conceptual base. On the one hand, we have to represent what is the design process, on the other hand we have to define the possible and desirable contributions of the computer in this design process. The works presented deal with Computer Aided Building Design and the contribution of Artificial Intelligence techniques. The first part of this report is dedicated to the study of conceptual bases for Computer Aided Building Design and refers to Information Processing System theory as well as to systems modelisation. The design process is regarded as a modelling activity and as a problem setting (and solving). Process. The contribution of Artificial Intelligence techniques is therefore considered for the representation of the different expert considerations on the building project and for the construction and the resolution of problems. In the second part of the report we present a prototype of an expert system, called DEDALE, dedicated to the four following tasks : 1- Modelisation of the building project, 2- Selection of a strategy for modifications, 3- Construction of a restricted multi criteria problem (according to the strategy), 4- Management of the resolution process. Finally, a third part is devoted to a presentation of an experiment of the DEDALE system, and to a presentation of future prospects of this tool and of the approach used to elaborate it

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Alileche, Lyes. "Use of BIM for the optimal management of existing buildings." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I058/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'utilisation de la maquette numérique du bâtiment (BIM) pour l'optimisation de la gestion des bâtiments existants, en particulier le logement social. Ces bâtiments sont caractérisés par le vieillissement, les faibles performances énergétiques et le faible revenu des locataires dans le cas des logements sociaux. Les gestionnaires de ces bâtiments souffrent d’un manque de données concernant le patrimoine, ce qui peut entraîner des décisions inefficaces.La thèse présente d’abord les défis de la gestion technique de patrimoine, puis elle explique comment le BIM pourrait aider à relever ces défis en créant une plate-forme comprenant les informations sur le bâtiment et ses équipements ainsi que l'historique et la maintenance. Les avantages du modèle BIM sont illustrés à travers deux cas études : une résidence de logement social comprenant 50 appartements et un bâtiment de recherche sur le campus scientifique de l'Université de Lille.Le rapport de thèse est organisé en quatre parties.La première partie comprend l’état de l’art concernant les méthodes actuelles de gestion technique de patrimoine et l’apport du BIM à cette gestion.La deuxième partie décrit les étapes réalisées pour construire le modèle BIM d’une résidence de logement social. La troisième partie décrit l'implémentation du BIM pour optimiser la gestion des installations et la maintenance des bâtiments.La dernière partie décrit le développement d'un modèle BIM dynamique par la combinaison du model BIM et les données de confort et de consommations collectées avec des capteurs. Ce modèle sert à informer en temps réel les usagers et les gestionnaires
This research concerns the use of the Building Information Modeling (BIM) for the optimal management of existing buildings, in particular social housing buildings. These buildings are characterized by aging, poor energy performances and tenant’s low-income. The building managers suffer from lack of data concerning the buildings asset which could lead to poor operating decisions.The thesis discusses how the BIM could help to meet existing buildings challenges by the creation of a friendly comprehensive system including information about the building and equipment as well as the maintenance. The benefits of the BIM model are illustrated through two case studies, which concern a social housing residence and a research building respectively.This thesis is composed of four parts. The first part includes a literature review concerning the current methods of facility management, and the role of BIM in improving this management.The second part describes steps carried out to realize the BIM model of an existing social housing residence which includes 50 dwells.The third part describes the use of BIM to optimize facilities management and building maintenance. The last part describes the development of a dynamic BIM model using the as built BIM and real time data collected with sensors to inform users and managers about energy consumption and abnormal events

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Courchelle, Inès de. "Vers une meilleure utilisation des énergies renouvelables : application à des bâtiments scientifiques." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30196/document.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse portent sur l'optimisation des flux énergétiques et informatiques dans un réseau intelligent ayant pour but d'alimenter un centre de calcul via des énergies renouvelables. Dans cette thèse sont traités les problèmes liés à la mise en commun des informations de types énergétique et informatique dans une contrainte de réactivité forte à travers la création d'une architecture pour un réseau intelligent. La modélisation d'un tel réseau doit permettre la prise de décision de manière dynamique et autonome. L'objectif de cette modélisation, via un réseau intelligent, est l'optimisation des ressources renouvelables afin de diminuer l'empreinte écologique
The work of this thesis deals with the optimization of energy and computer flows in an intelligent network aiming to supply a data center via renewable energies. In this thesis are treated the problems related to the pooling of energy and computer information in a strong reactivity constraint through the creation of an architecture for an intelligent network. The modeling of such a network must allow the decision making in a dynamic and autonomous way. The objective of this modeling, via an intelligent network, is the optimization of renewable resources in order to reduce the ecological footprint

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Benatia, Mohamed Amin. "Optimisation multi-objectives d’une infrastructure réseau dédiée aux bâtiments intelligents." Thesis, Rouen, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAM0024/document.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, nous avons étudié le problème de déploiement des Réseaux de Capteurs Sans-Fil (RCSF) pour des applications indoor tel que le bâtiment intelligent. Le but de notre travail était de développer un outil de déploiement capable d'assister les concepteurs de RCSF lors de la phase de déploiement de ces derniers. Nous avons commencé cette thèse par la modélisation de tous les paramètres qui interviennent lors du déploiement des RCSF, à savoir : coût, connectivité, couverture et durée de vie. Par la suite, nous avons implémenté cinq algorithmes d'optimisation, dont trois multi-objectifs afin de résoudre le problème de déploiement. Deux cas d'études réelles (grande et petite instance) ont été identifiés afin de tester ces algorithmes. Les résultats obtenus ont montré que ces algorithmes sont efficaces quand il s'agit d'un petit bâtiment (petit espace). Par contre, dès que la surface du bâtiment augmente les performances des algorithmes étudiés se dégradent. Pour répondre à cela, nous avons développé et implémenté un algorithme d'optimisation multi-objectifs hybride. Cet algorithme se base sur des notions de clustering et d'analyse de données afin de limiter le nombre d'évaluations directes qu'entreprennent ces méthodes pendant chaque itération. Afin d'assurer cette limitation d'évaluation les fonctions de fitness sont approximées grâce aux réseaux de neurones et l'algorithme de classification K-means. Les résultats obtenus ont montré une très bonne performance sur les deux instances de tailles différentes. Ces résultats ont été comparés à ceux obtenus avec les méthodes classiques utilisées et sont compétitives et prometteuses
In this thesis, we studied the Wireless Sensor Network deployment for indoor environments with a focus on smart building application. The goal of our work was to develop a WSN deployment tool which is able to assist network designers in the deployment phase. We begin this thesis with network modeling of all the deployment parameters and requirement, such as : cost, coverage, connectivity and network lifetime. Thereafter, we implement five optimisation methods, including three multi-objective optimization agorithms, to resolve WSN deployment problem. Then, two realistics study cases were identified to test the performances of the aforementioned algorithms. The obtained results shows that these algorithms are very efficient for deploying a small scale network in small buildings. However, when the building surface becomes more important the algorithms tends to converge to local optimum while consuming high processing time. To resolve this problem, we develop and implement a new Hybrid multi-objectif optimization algorithm wich limits the number of direct evaluation. This algorithm is based on data-mining methods (Artificial Neural Networks and K-means) and tries to approximate the fitness value of each individual in each generation. At every generation of the algorithm, the population is divided to K clusters and we evaluate only the closest individual to cluster centroide. The fitness value of the rest of population is approximated using a trained ANN. A comparative study was made and the obtained results show that our method outperformes others in the two sudy cases (small and big buildings)

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Soubra, Souheil. "Concepts et méthodes pour le développement d'environnements de simulation intelligents. Application au bâtiment." Phd thesis, Marne-la-vallée, ENPC, 1992. http://www.theses.fr/1992ENPC9216.

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Abstract:

La simulation numérique est un outil d’aide à la conception et à l’audit encore peu utilisé dans le secteur du bâtiment par comparaison avec d’autres secteurs d’activité (électronique, espace, automobile, …). Parallèlement, dans le milieu de la recherche connexe au bâtiment, des codes de simulation permettant de répondre à un ensemble de problèmes scientifiques et techniques ont été développés. Malgré leurs performances sur le plan numérique, ces codes manquent d’un certain nombre de fonctionnalités afin que leur utilisation soit simple et productive (assistance à l’utilisateur, vérification de la cohérence, échange de données …). Dans ce but, ce travail de recherche s’attache à la conception d’un Environnement de Simulation Intelligent (ESI) alliant les performances numériques des codes de simulation existants aux possibilités offertes par les systèmes à base de connaissances. Il s’agit de développer au sein de l’ESI une partie symbolique et une partie numérique : la partie symbolique agit alors comme un serveur sémantique qui d’une part, supporte des opérations de haut niveau d’abstraction (partage de données entre différents codes de simulation, modélisation du raisonnement, …) et d’autre part, pilote la partie qui assure la résolution numérique du système étudié. Après une brève présentation du processus de modélisation/simulation/analyse des résultats et des modalités du dialogue Homme/Machine associées à l’utilisation des ordinateurs dans ce processus, les composants de l’ESI sont décrits suivant une méthode de spécification formelle basée sur une approche orientée objet. Une première application au secteur du bâtiment, implantée au sein d’une plate-forme logicielle pour la génération de systèmes à base de connaissance développée au CSTB et utilisant le modèle de données intégré du bâtiment issu du projet européen COMBINE, est présentée
Numerical simulation is a powerful design and audit tool. But inthe building industry, it is not as widely spread as in other industries (electronics, car industry, space industry, …). Meanwhile, in building related research centers, various simulation codes have been developed. These codes are generally powerful on the numerical level and can cope with a large range of building related issues. Neverheless, these codes lack some features in order to make their use simple and productive (user guidance, coherence check, share of date…). The aim of this work is to design an Intelligent Simulation Environment (ISE) taking advantage of both numerical performances of existing simulation codes and symbolic performances of knowledge based systems. The symbolic part of the ISE will act as a semantic server taking in charge operations on a high level of abstraction (sharing of data, reasoning strategies …) and controling the numerical part of the ISE which will act as a number cruncher. After a short presentation of the modelling/simulation/result analysis process and of the possible Human/Computer interactions, the components of the ISE are described using an object oriented formal specification method. A first application to the building field is then presented. This application is implemented within a knowledge modelling software platform developed in the CSTB and uses the Integrated Data Model resulting from the IDM task of the CEC project COMBINE

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Bovet, Gérôme. "Architecture évolutive et efficiente du Web des bâtiments." Thesis, Paris, ENST, 2015. http://www.theses.fr/2015ENST0033/document.

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Abstract:

Les bâtiments sont de plus en plus équipés avec des réseaux d’automatisation dédiés, visant à réduire la consommation d’énergie ainsi que d’optimiser le confort. D’un autre côté, nous observons l’arrivée de capteurs et actionneurs liés à l’Internet des objets, pouvant naturellement se connecter à des réseaux IP. Dû à des contraintes d’obsolescence ou imposées par les propriétés physiques des bâtiments, il n’est pas rare que différentes technologies doivent cohabiter. Celles-ci fonctionnant avec des modèles et protocoles différents rend le développement de systèmes d’automatisation globaux compliqué. Les modèles classiques de systèmes distribués ne sont pas adaptés aux problématiques des réseaux de capteurs. Le paradigme du Web des objets est basé sur des ressources et vise quand à lui d’uniformiser la couche applicative entre différents objets à l’aide des technologies du Web, essentiellement HTTP et REST. Dans cette thèse, nous nous basons sur le Web des objets afin de créer un framework dédié au bâtiments intelligents, permettant aux développeurs de concevoir des applications composites sans connaissances des différentes technologies sous-jacentes. Grâce aux technologies Web, nous pouvons offrir des services homogènes tout en profitant des ressources disponibles à l’intérieur du réseau (capteurs et actionneurs), formant un nuage auto-géré. Dans le but de doter les bâtiments d’une plus grande intelligence, l’apprentissage automatique, souvent réservé aux experts, est rendu accessible à travers des interfaces Web cachant la complexité des processus
Buildings are increasingly equipped with dedicated automation networks, aiming to reduce the energy consumption and to optimize the comfort. On the other hand, we see the arrival of sensors and actuators related to the Internet of Things, which can naturally connect to IP networks. Due to constraints imposed by the obsolescence or physical properties of buildings, it is not uncommon that different technologies have to coexist. These networks operate with different models and protocols, making the development of global automation systems difficult. Traditional models of distributed systems are not adapted to the context of sensor networks. The paradigm of the Web of Things is resource-based and strives to standardize the application layer of different objects using Web technologies, primarily HTTP and REST. In this thesis, we use the Web of Things to create a framework dedicated to smart buildings, allowing developers to develop composite applications without knowledge of the underlying technologies. By relying on Web technologies, we can provide seamless service while reusing the available resources within the network (sensors and actuators), forming a self-managed cloud. In order to equip the buildings with a higher-level intelligence, machine learning, often reserved for experts, is made accessible through Web interfaces hiding the complexity of the process

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Oliveira, Grégory de. "Approche hybride d'optimisation pour la gestion d'énergie dans le bâtiment." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENT002/document.

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Abstract:

Cette thèse concerne à la gestion globale à base de modèle des flux énergétiques dans le bâtiment. L'objectif des systèmes de gestion de l’énergie proposés est d’aider les occupants à gérer leur système bâtiment en planifiant la consommation/production des différents équipements présents en fonction des tarifs, de la disponibilité de l'énergie et des usages de l'occupant. L’objectif de cette thèse est de proposer une approche de résolution multi-solveurs s'appuyant sur le paradigme multi-agent.Pour y parvenir, nous avons développé, dans un premier temps, un service multi-phase, qui représente plusieurs phases flexibles avec des niveaux de consommation différents, offrant un niveau de précision supérieure pour des équipements comme une machine à laver. Dans un second temps, notre travail a consisté à proposer une nouvelle approche d’optimisation combinant différents solveurs embarqués dans des agents logiciels. Le résultat est une approche d’optimisation hybride à base d’agents, s’appuyant sur des algorithmes PLNE et des méta-heuristiques
This PhD focuses on the global energy management based on energetical flux models ofbuildings. The objective of the energy management system is to help the inhabitants to manage theirbuilding, by scheduling the consumption/production of the different appliances, taking into accountenergy costs, availability et inhabitants’ preferences. The PhD objective is to propose a resolution approach with several solvers inspired by the multi agent systems.A multi-phasis service representing several phasis has been developped. Each phasis is defined by its own consumption level. This type of service presents a better precision than singlephasis approaches to model some appliances. A new optimization approach has been developped. Itcombines different solvers embedded into software agents. The results is an hybrid approach forthe optimization based on the multi-agent system, using MILP algorithms and meta-heuristics

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Bovet, Gérôme. "Architecture évolutive et efficiente du Web des bâtiments." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2015. http://www.theses.fr/2015ENST0033.

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Abstract:

Les bâtiments sont de plus en plus équipés avec des réseaux d’automatisation dédiés, visant à réduire la consommation d’énergie ainsi que d’optimiser le confort. D’un autre côté, nous observons l’arrivée de capteurs et actionneurs liés à l’Internet des objets, pouvant naturellement se connecter à des réseaux IP. Dû à des contraintes d’obsolescence ou imposées par les propriétés physiques des bâtiments, il n’est pas rare que différentes technologies doivent cohabiter. Celles-ci fonctionnant avec des modèles et protocoles différents rend le développement de systèmes d’automatisation globaux compliqué. Les modèles classiques de systèmes distribués ne sont pas adaptés aux problématiques des réseaux de capteurs. Le paradigme du Web des objets est basé sur des ressources et vise quand à lui d’uniformiser la couche applicative entre différents objets à l’aide des technologies du Web, essentiellement HTTP et REST. Dans cette thèse, nous nous basons sur le Web des objets afin de créer un framework dédié au bâtiments intelligents, permettant aux développeurs de concevoir des applications composites sans connaissances des différentes technologies sous-jacentes. Grâce aux technologies Web, nous pouvons offrir des services homogènes tout en profitant des ressources disponibles à l’intérieur du réseau (capteurs et actionneurs), formant un nuage auto-géré. Dans le but de doter les bâtiments d’une plus grande intelligence, l’apprentissage automatique, souvent réservé aux experts, est rendu accessible à travers des interfaces Web cachant la complexité des processus
Buildings are increasingly equipped with dedicated automation networks, aiming to reduce the energy consumption and to optimize the comfort. On the other hand, we see the arrival of sensors and actuators related to the Internet of Things, which can naturally connect to IP networks. Due to constraints imposed by the obsolescence or physical properties of buildings, it is not uncommon that different technologies have to coexist. These networks operate with different models and protocols, making the development of global automation systems difficult. Traditional models of distributed systems are not adapted to the context of sensor networks. The paradigm of the Web of Things is resource-based and strives to standardize the application layer of different objects using Web technologies, primarily HTTP and REST. In this thesis, we use the Web of Things to create a framework dedicated to smart buildings, allowing developers to develop composite applications without knowledge of the underlying technologies. By relying on Web technologies, we can provide seamless service while reusing the available resources within the network (sensors and actuators), forming a self-managed cloud. In order to equip the buildings with a higher-level intelligence, machine learning, often reserved for experts, is made accessible through Web interfaces hiding the complexity of the process

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Sylla, Adja Ndeye. "Support intergiciel pour la conception et le déploiement adaptatifs fiables, application aux bâtiments intelligents." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAM095/document.

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Abstract:

Dans le contexte de l’informatique pervasive et de l’internet des objets, les systèmes sonthétérogènes, distribués et adaptatifs (p. ex., systèmes de gestion des transports, bâtimentsintelligents). La conception et le déploiement de ces systèmes sont rendus difficiles par leurnature hétérogène et distribuée mais aussi le risque de décisions d’adaptation conflictuelleset d’inconsistances à l’exécution. Les inconsistances sont causées par des pannes matériellesou des erreurs de communication. Elles surviennent lorsque des actions correspondant auxdécisions d’adaptation sont supposées être effectuées alors qu’elles ne le sont pas.Cette thèse propose un support intergiciel, appelé SICODAF, pour la conception et ledéploiement de systèmes adaptatifs fiables. SICODAF combine une fiabilité comportementale(absence de décisions conflictuelles) au moyen de systèmes de transitions et une fiabilitéd’exécution (absence d’inconsistances) à l’aide d’un intergiciel transactionnel. SICODAF estbasé sur le calcul autonomique. Il permet de concevoir et de déployer un système adaptatifsous la forme d’une boucle autonomique qui est constituée d’une couche d’abstraction, d’unmécanisme d’exécution transactionnelle et d’un contrôleur. SICODAF supporte trois typesde contrôleurs (basés sur des règles, sur la théorie du contrôle continu ou discret). Il permetégalement la reconfiguration d’une boucle, afin de gérer les changements d’objectifs quisurviennent dans le système considéré, et l’intégration d’un système de détection de pannesmatérielles. Enfin, SICODAF permet la conception de boucles multiples pour des systèmesqui sont constitués de nombreuses entités ou qui requièrent des contrôleurs de types différents.Ces boucles peuvent être combinées en parallèle, coordonnées ou hiérarchiques.SICODAF a été mis en oeuvre à l’aide de l’intergiciel transactionnel LINC, de l’environnementd’abstraction PUTUTU et du langage Heptagon/BZR qui est basé sur des systèmesde transitions. SICODAF a été également évalué à l’aide de trois études de cas
In the context of pervasive computing and internet of things, systems are heterogeneous,distributed and adaptive (e.g., transport management systems, building automation). Thedesign and the deployment of these systems are made difficult by their heterogeneous anddistributed nature but also by the risk of conflicting adaptation decisions and inconsistenciesat runtime. Inconsistencies are caused by hardware failures or communication errors. Theyoccur when actions corresponding to the adaptation decisions are assumed to be performedbut are not done.This thesis proposes a middleware support, called SICODAF, for the design and thedeployment of reliable adaptive systems. SICODAF combines a behavioral reliability (absenceof conflicting decisions) by means of transitions systems and an execution reliability(absence of inconsistencies) through a transactional middleware. SICODAF is based on autonomiccomputing. It allows to design and deploy an adaptive system in the form of anautonomic loop which consists of an abstraction layer, a transactional execution mechanismand a controller. SICODAF supports three types of controllers (based on rules, on continuousor discrete control theory). SICODAF also allows for loop reconfiguration, to dealwith changing objectives in the considered system, and the integration of a hardware failuredetection system. Finally, SICODAF allows for the design of multiple loops for systems thatconsist of a high number of entities or that require controllers of different types. These loopscan be combined in parallel, coordinated or hierarchical.SICODAF was implemented using the transactional middleware LINC, the abstractionenvironment PUTUTU and the language Heptagon/BZR that is based on transitionssystems. SICODAF was also evaluated using three case studies

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De, oliveira Gregory. "Approche hybride d'optimisation pour la gestion d'énergie dans le bâtiment." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00934755.

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Abstract:

Cette thèse concerne à la gestion globale à base de modèle des flux énergétiques dans le bâtiment. L'objectif des systèmes de gestion de l'énergie proposés est d'aider les occupants à gérer leur système bâtiment en planifiant la consommation/production des différents équipements présents en fonction des tarifs, de la disponibilité de l'énergie et des usages de l'occupant. L'objectif de cette thèse est de proposer une approche de résolution multi-solveurs s'appuyant sur le paradigme multi-agent.Pour y parvenir, nous avons développé, dans un premier temps, un service multi-phase, qui représente plusieurs phases flexibles avec des niveaux de consommation différents, offrant un niveau de précision supérieure pour des équipements comme une machine à laver. Dans un second temps, notre travail a consisté à proposer une nouvelle approche d'optimisation combinant différents solveurs embarqués dans des agents logiciels. Le résultat est une approche d'optimisation hybride à base d'agents, s'appuyant sur des algorithmes PLNE et des méta-heuristiques.

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Nguyen, Nhat hai. "Développement de méthodes intelligentes pour la gestion énergétique des bâtiments, utilisant des capteurs sans fil." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00682923.

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Abstract:

L'utilisation des charges de manière active et intelligente et leur gestion optimale sont parmiles préoccupations majeures des gestionnaires, des fournisseurs, des commercialisateurs et desconsommateurs d'énergie, et constitue l'un de axes privilégies du projet smart-grid.L'objectif de cette thèse est de développer et réaliser un système de pilotage des charges desbâtiments résidentiels ou tertiaires en temps réel en utilisant des réseaux de capteurs sans fil. Lesméthodes de gestion de charge ont été développées afin de minimiser les pics de consommation,maintenir le confort thermique et minimiser le coût global de consommation. Une conception dusystème de gestion des charges en temps réel sans fil a été proposée avec la communicationstandardisée ZigBee. Des démonstrateurs basés sur la régulation adaptative des chauffages et desclimatisations d'une part et sur une méthode de délestage doux pour des cuisinières d'autre part ontété développés. Le prototype du système proposé a été réalisé et testé lors de campagnes demesures sur un appartement expérimental afin de montrer l'intérêt et les performances des méthodesproposées. Le système développé permet d'éviter l'utilisation des modèles prédictifs qui sont trèsdifficiles à identifier et à reconfigurer en cas d'ajout de nouveaux appareils électriques dans lesbâtiments contrôlés.

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Le, Ky. "Gestion optimale des consommations d'énergie dans les bâtiments." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00301368.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est de fournir les méthodes qui permettent de gérer au mieux l'énergie en assurant le confort souhaité. Les modèles de charges sont développés et validés par des mesures. La prévision à court-terme de la consommation correspondant aux multi bâtiments (région) et au secteur résidentiel est proposée par réseaux de neurones et la méthode ascendante. Trois méthodes originales de la gestion optimale prédictive des chauffages et des climatisations sont développées: optimisation du confort thermique, minimisation des pics et minimisation des coûts de consommation. Deux méthodes originales de la gestion des charges en temps réel sont proposées: méthode basée sur un système de régulation adaptative des chauffages et des climatisations et méthode basée sur le délestage en fonction de la courbe de protection. Les méthodes proposées sont validées par simulation pour une maison (secteur résidentiel) et un hôtel (secteur tertiaire) avec les résultats satisfaisants.

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Paudel, Subodh. "Methodology to estimate building energy consumption using artificial intelligence." Thesis, Nantes, Ecole des Mines, 2016. http://www.theses.fr/2016EMNA0237/document.

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Abstract:

Les normes de construction pour des bâtiments de plus en plus économes en énergie (BBC) nécessitent une attention particulière. Ces normes reposent sur l’amélioration des performances thermiques de l’enveloppe du bâtiment associé à un effet capacitif des murs augmentant la constante de temps du bâtiment. La prévision de la demande en énergie de bâtiments BBC est plutôt complexe. Ce travail aborde cette question par la mise en œuvre d’intelligence artificielle(IA). Deux approches de mise en œuvre ont été proposées : « all data » et « relevant data ». L’approche « all data » utilise la totalité de la base de données. L’approche « relevant data » consiste à extraire de la base de données un jeu de données représentant le mieux possible les prévisions météorologiques en incluant les phénomènes inertiels. Pour cette extraction, quatre modes de sélection ont été étudiés : le degré jour (HDD), une modification du degré jour (mHDD) et des techniques de reconnaissance de chemin : distance de Fréchet (FD) et déformation temporelle dynamique (DTW). Quatre techniques IA sont mises en œuvre : réseau de neurones (ANN), machine à support de vecteurs (SVM), arbre de décision (DT) et technique de forêt aléatoire (RF). Dans un premier temps, six bâtiments ont été numériquement simulés (de consommation entre 86 kWh/m².an à 25 kWh/m².an) : l’approche « relevant data » reposant sur le couple (DTW, SVM) donne les prévisions avec le moins d’erreur. L’approche « relevant data » (DTW, SVM) sur les mesures du bâtiment de l’Ecole des Mines de Nantes reste performante
High-energy efficiency building standards (as Low energy building LEB) to improve building consumption have drawn significant attention. Building standards is basically focused on improving thermal performance of envelope and high heat capacity thus creating a higher thermal inertia. However, LEB concept introduces alarge time constant as well as large heat capacity resulting in a slower rate of heat transfer between interior of building and outdoor environment. Therefore, it is challenging to estimate and predict thermal energy demand for such LEBs. This work focuses on artificial intelligence (AI) models to predict energy consumptionof LEBs. We consider two kinds of AI modeling approaches: “all data” and “relevant data”. The “all data” uses all available data and “relevant data” uses a small representative day dataset and addresses the complexity of building non-linear dynamics by introducing past day climatic impacts behavior. This extraction is based on either simple physical understanding: Heating Degree Day (HDD), modified HDD or pattern recognition methods: Frechet Distance and Dynamic Time Warping (DTW). Four AI techniques have been considered: Artificial Neural Network (ANN), Support Vector Machine (SVM), Boosted Ensemble Decision Tree (BEDT) and Random forest (RF). In a first part, numerical simulations for six buildings (heat demand in the range [25 – 85 kWh/m².yr]) have been performed. The approach “relevant data” with (DTW, SVM) shows the best results. Real data of the building “Ecole des Mines de Nantes” proves the approach is still relevant

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Bonte, Mathieu. "Influence du comportement de l'occupant sur la performance énergétique du bâtiment : modélisation par intelligence artificielle et mesures in situ." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2495/.

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Abstract:

Dans le contexte de crise énergétique actuel, les concepteurs de bâtiments tentent de concevoir des habitats très performants d'un point de vue énergétique. Toutefois, de plus en plus de retours d'expérience montrent que les performances énergétiques réelles sont très différentes de celles prévues à l'origine lors des calculs de conception. Une des raisons principales avancées par la communauté scientifique est la mauvaise ou la non prise en compte du rôle actif des occupants. Les travaux présentés ici ont pour objectif de caractériser le comportement de l'occupant et son influence sur la performance énergétique. Différentes méthodologies sont utilisées : le plan d'expériences, une étude expérimentale in situ et la modélisation du comportement par intelligence artificielle dans le logiciel TRNSys
Building sector plays a major role in global warming. In France, it is responsible of about 40% of energy consumption et about 33% of carbon emissions. In this context, building designers try to improve building energy performance. To do so, they often use building energy modeling (BEM) software to predict future energy use. For several years now, researchers have observed a difference between actual and predicted energy performance. Some reasons are pointed out such as uncertainties on physical properties of building materials and lack of precision of fluid dynamics models. One of the main causes could come from bad assessments in the modeling of occupant behavior. Occupant is often considered as passive in building simulation hypothesis. However, numerous of papers show that he act on the building he is in, and on personal characteristics. The work presented here intend to characterize occupant behavior and its influence on energy use. In the first part of the manuscript we assess the individual impact of several actions using design of experiments (DOE) methodology. Actions like operations on windows, blind or thermostat are investigated separately. We show that two opposite extreme behaviors (economic and wasteful) could lead to significant difference in building energy use. Moreover, a factor two-to-one in total energy use is observed between passive and active behaviors. In the second part we focused on an experimental approach. Thermal and visual environment of 4 offices have been monitored during a year and online questionnaires about comfort and behavior have been submitted to office occupants. Tank to a statistical analysis we estimates probabilities of acting on windows, blinds and clothing insulation against physical variables or thermal sensation. Final part of the thesis deals with the development of an occupant behavior model called OASys (Occupant Actions System) and running under TRNSys software. The model is based on an artificial intelligence algorithm and is intended to predict occupant interactions with thermostat, clothing insulation, windows, blinds and lighting system based on thermal and visual sensation. Results from OASys are compared to results from literature through various case studies for partial validation. They also confirm the significant impact of occupant behavior on building energy performance

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Akkouche, Nour El Houda Rabab. "Approche comportementale pour le pilotage des consommations énergétiques dans le bâtiment." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2023. http://www.theses.fr/2023UPSLM081.

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Abstract:

Dans le contexte actuel, les efforts de réduction de la consommation d'énergie dans les bâtiments doivent prendre en compte de nombreux paramètres, le bâtiment, son environnement, ses équipements et surtout le comportement de ses utilisateurs. Les nudges, issus de l'économie comportementale et trouvant des applications dans divers domaines (financier, alimentation, santé, etc.), ont notamment été explorés dans le contexte environnemental en général, et spécifiquement dans celui de la consommation d'énergie dans les bâtiments.L'objectif de notre travail est de mettre en œuvre des comportements d'économie d'énergie par le biais de nudges dans un bâtiment et de mesurer leur impact à l'aide de compteurs intelligents. Notre approche implique des simulations thermiques dynamiques, l'utilisation de capteurs connectés et la création de profils d'occupants par le biais de questionnaires. Ces éléments sont généralement traités de manière individuelle et isolée dans la littérature.Nous évaluons d'abord de façon théorique les écogestes qui ont l'impact le plus significatif dans la réduction des consommations d'énergie dans un bâtiment tertiaire public situé en France. Nous créons un cadre basé sur des théories psychologiques et des travaux antérieurs afin de définir des concepts sur lesquels nous nous basons pour définir différents profils de consommateurs d'énergie. Nous menons une expérimentation afin de mesurer, à l'aide de compteurs intelligents, l'impact de l'utilisation de nudges sur le changement de comportement des occupants d'un immeuble de bureaux. Pour ce faire, nous mettons en place une plateforme permettant de délivrer différents types de nudges à différents profils que nous avons établis à partir d'une classification basée sur des théories du comportement. Nous avons ainsi combiné deux volets technologique et comportementale, souvent traités séparément et pour lesquels les travaux de recherche nécessite souvent une approche pluridisciplinaire.La simulation de différents types d'utilisation de l'énergie dans un même bâtiment est également intéressante pour étudier l'impact du comportement des occupants sur la consommation d'énergie et la manière dont l'utilisation d'incitations personnalisées pour sensibiliser et favoriser l'adoption d'économies d'énergie peut conduire à une réduction significative de la consommation d'énergie dans le bâtiment.Les résultats obtenus sont positifs en ce qui concerne les gains en énergie à condition qu'une connaissance préalable des occupants soit établie
In the current context, efforts to reduce energy consumption in buildings must take into consideration a wide range of parameters, the building, its environment, its equipment and, above all, the behavior of its users. Nudges, which emerged from behavioral economics and find applications in various fields (finance, food, health, etc.), have been explored in the environmental context in general, and specifically in that of energy consumption in buildings.The aim of our work is to implement energy-saving behaviors through nudges in a building and to measure their impact using smart meters. Our approach involves dynamic thermal simulations, the use of connected sensors, and the creation of occupant profiles through questionnaires. These elements are typically addressed individually and isolated in the literature.We start with a theoretical assessment of the energy-saving actions that have the most significant impact in reducing energy consumption in a public tertiary building located in France. We create a framework based on psychological theories and previous works to define concepts that we use to define different energy consumers profiles. We conduct an experimentation using smart meters to measure the impact of nudges on behavioral change among occupants of an office building. To do this, we implement a platform for delivering various types of nudges to different profiles that we have established from a classification based on behavioral theories. In this way, we have combined the technological and behavioral aspects, which are often dealt with separately, and for which research often requires a multidisciplinary approach.Simulating different types of energy use scenarios in the same building is also interesting for studying the impact of occupants' behavior on energy consumption, and how the use of tailored incentives to raise awareness and encourage the larger adoption of energy savings measures can lead to a significant reduction in energy consumption in the building.The results obtained are positive in terms of energy savings, provided that prior knowledge of occupants is established

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Zhao, Haixiang. "Artificial Intelligence Models for Large Scale Buildings Energy Consumption Analysis." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00658767.

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Abstract:

The energy performance in buildings is influenced by many factors, such as ambient weather conditions, building structure and characteristics, occupancy and their behaviors, the operation of sub-level components like Heating, Ventilation and Air-Conditioning (HVAC) system. This complex property makes the prediction, analysis, or fault detection/diagnosis of building energy consumption very difficult to accurately and quickly perform. This thesis mainly focuses on up-to-date artificial intelligence models with the applications to solve these problems. First, we review recently developed models for solving these problems, including detailed and simplified engineering methods, statistical methods and artificial intelligence methods. Then we simulate energy consumption profiles for single and multiple buildings, and based on these datasets, support vector machine models are trained and tested to do the prediction. The results from extensive experiments demonstrate high prediction accuracy and robustness of these models. Second, Recursive Deterministic Perceptron (RDP) neural network model is used to detect and diagnose faulty building energy consumption. The abnormal consumption is simulated by manually introducing performance degradation to electric devices. In the experiment, RDP model shows very high detection ability. A new approach is proposed to diagnose faults. It is based on the evaluation of RDP models, each of which is able to detect an equipment fault.Third, we investigate how the selection of subsets of features influences the model performance. The optimal features are selected based on the feasibility of obtaining them and on the scores they provide under the evaluation of two filter methods. Experimental results confirm the validity of the selected subset and show that the proposed feature selection method can guarantee the model accuracy and reduces the computational time.One challenge of predicting building energy consumption is to accelerate model training when the dataset is very large. This thesis proposes an efficient parallel implementation of support vector machines based on decomposition method for solving such problems. The parallelization is performed on the most time-consuming work of training, i.e., to update the gradient vector f. The inner problems are dealt by sequential minimal optimization solver. The underlying parallelism is conducted by the shared memory version of Map-Reduce paradigm, making the system particularly suitable to be applied to multi-core and multiprocessor systems. Experimental results show that our implementation offers a high speed increase compared to Libsvm, and it is superior to the state-of-the-art MPI implementation Pisvm in both speed and storage requirement.

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Jouffe, Lionel. "Apprentissage de systèmes d'inférence floue par des méthodes de renforcement : application à la régulation d'ambiance dans un bâtiment d'élevage porcin." Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN10071.

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Abstract:

Afin de s'adapter à leur environnement, les systemes biologiques supérieurs mettent en jeu des méanismes internes. Parmi ceux-ci, certain entrainent des modifications stables de l'activite psychologique qui constituent alors l'apprentissage. Dans la communaute informatique, l'apprentissage est appréhende comme un calcul, i. E. Une série de modifications des caractéristiques de l'apprenti. Bien entendu, cet apprenti n'est plus un système biologique mais un programme informatique adaptatif. Le type d'apprentissage considéré dans cette thèse s'apparente à celui mis en évidence par les behavioristes dans le conditionnement opérant, i. E. L'acquisition d'un comportement uniquement en fonction de renforcements. Le dispositif calculatoire utilise pour implémenter l'apprenti est un systeme d'inférence floue (sif). Ces systèmes reposent sur des règles si-alors formulées avec des termes linguistiques. Ils sont en cela proches du langage naturel et d'une grande lisibilité. Quoique cette dernière permette parfois une mise au point de sif par extraction naturelle des connaissances, il s'avère nécessaire de recourir à des méthodes d'apprentissage lorsque les connaissances expertes ne sont pas disponibles ou exploitables. C'est la raison pour laquelle nous avons mis au point le fuzzy actor-critic learning (facl) et le fuzzy q-learning (fql), deux méthodes permettant à l'apprenti d'acquérir une politique de contrôle de processus uniquement par le seul biais de son intéraction avec l'environnement (i. E. Les récompenses et les punitions). Après avoir validé ces methodes sur des problèmes à caractère pédagogique, nous soumettons au sif l'apprentissage d'une politique de régulation de l'ambiance dans les bâtiments d'élevage porcin. La partie sensorielle de l'apprenti est préalablement mise au point après une phase d'extraction naturelle des connaissances. L'unique moyen dont il dispose pour résoudre cette tâche réside dans la variation des débits de ventilation. Par le biais des méthodes sus-citées, il adapte alors incrémentalement son comportement de façon optimiser les renforcements. Les expérimentations menées avec le régulateur flou permettent de constater que la politique obtenue satisfait complètement les contraintes décrites par les fonctions de renforcements.

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Scanu, Lisa. "Vers des archétypes de modèles auto-configurables pour le bâtiment connecté." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT071/document.

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Abstract:

Les bâtiments devenant de plus en plus performants énergétiquement, l'impact de l'activité humaine devient prépondérante. Afin de limiter cet impact, les bâtiments ont tout d'abord vu leur niveau d'automatisation augmenter. Toutefois, des études menées dans des bâtiments résidentiels et de bureaux ont mis en évidence que l'automatisation ne réduisait pas l'écart entre la consommation d'énergie prévue en phase de conception la consommation d'énergie réellement constatée. Afin d'atteindre une faible consommation en phase d'exploitation du bâtiment, les occupants doivent être impliqués dans la gestion d'énergie. Le travail proposé fait partie d'un projet de recherche visant à mettre en place un gestionnaire énergétique redonnant le pouvoir aux occupants via des services énergétiques. Ces services permettront à l'utilisateur de définir ses propres objectifs et le conseillera sur les meilleures actions à mettre en place pour les atteindre. Une analyse de la littérature sociologique est menée afin de permettre l'implémentation de services pertinents et favorisant de réels et durables changements de comportement. La mise en place de ces services requiert un modèle thermique et aéraulique du bâtiment faciles à configurer et ne nécessitant aucune donnée experte. Le travail présenté dans cette thèse se concentre sur l'implémentation d'un tel modèle. Cela implique de définir dans un premier temps la structure de modèle adéquate : permettant d'atteindre à la fois les précisions requises à la prédiction à horizon 24 heures tout en ne nécessitant que peu d'informations expertes. Dans un deuxième temps, il s'agit d'étudier les différentes méthodes d'estimation paramétrique répondant au cahier des charges. Des validations du modèle sont faites sur deux cas d'études réel : un bureau et un appartement. Cette thèse décrit la méthodologie nécessaire à la détermination de structures de modèles pertinentes. Ces structures doivent être génériques afin de s'adapter à la fois à des cas d'études mono et multi-zones. De plus, elles doivent se baser sur le moins de capteurs et de connaissance experte possible
As buildings become more energy-efficient, the effect of human activities on their global consumption increases. To limit this impact, a first attempt was made to increase the level of automation in buildings. However, from surveys led in residential and office buildings, Carassus and Sidler conclude that automation does not reduce the gap between predicted and effective consumption. This work reveals that static rules can not be sufficient. In order to reach the goal of low energy consumption in the operation phase of buildings, occupants must then be involved in the energy management process. The proposed work is part of a research project focusing on a system embedding energy services with a high level of interaction to empower users with energy services. The role of these energy services is to allow users to define their own objective and consequently generate information and advice regarding the best strategies to apply on building systems (HVAC systems, sun-shading devices, windows opening,…) and envelope configuration. An analysis of the sociological literature was made in order to implement relevant services for the users, favouring real and durable changes in their behaviours. Some of these services require thermal and aeraulic behavioural models easy to set up and little expert knowledge. This thesis focuses on the development and implementation of a model relevant for energy management end-user services. It involves to deal with the definition of relevant model structures together with parameter estimation methods to tune the parameter values. The model must be simple enough to ease its set up with estimation and prediction capabilities. The limits in terms of complexity and computational time are discussed. The energy management services should be configured by occupants thus it must not require much expert knowledge. Consequently, some sensors are needed to estimate the thermal and aeraulic model. Tests have been performed to limit the needed instrumentation. Relevant model structures are discussed because they should be generic: it should adapt to both mono-zone and multi-zone case studies and it should be based on a minimal number of sensors and require little expert knowledge

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Nabil, Tahar. "Identification de modèle thermique de bâtiment dans un environnement d'objets connectés." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2018. http://www.theses.fr/2018ENST0001.

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Abstract:

Cette thèse s’intéresse au problème de l’identification de modèle thermique d’un bâtiment intelligent, dont les objets connectés pallient la non-mesure des grandeurs physiques d’intérêt. Un premier algorithme traite de l’estimation boucle ouverte du système de bâtiment exploité en boucle fermée. Cet algorithme est ensuite modifié pour intégrer l’incertitude de mesure des données. Nous suggérons ainsi une méthode en boucle fermée, non-intrusive car s’affranchissant de la nécessité de mesurer la température intérieure. Puis, nous revenons à des approches en boucle ouverte. Les différents algorithmes permettent respectivement de réduire le biais contenu dans la mesure de température extérieure par une sonde connectée, de remplacer le coûteux capteur de flux solaire par un capteur de température extérieure, et enfin d’utiliser la courbe de charge totale, et non désagrégée, en tirant profit de signaux On/Off des objets connectés
This thesis is devoted to the problem of the identification of a thermal model of a smart building, whose connected objects alleviate the lack of measurements of the physical quantities of interest. The first algorithm deals with the estimation of the open-loop building system, despite its actual exploitation in closed loop. This algorithm is then modified to account for the uncertainty of the data. We suggest a closedloop estimation of the building system as soon as the indoor temperature is not measured. Then, we return to open-loop approaches. The different algorithms enable respectively to reduce the possible bias contained in a connected outdoor air temperature sensor, to replace the costly solar flux sensor by another connected temperature sensor, and finally to directly use the total load curve, without disaggregation, by making the most of the On/Off signals of the connected objects

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Le, Xiaohua. "Implémentation d'un modèle d'acteur, application au traitement de données partielles en audit thermique de bâtiment." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529467.

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Abstract:

L'audit thermique des bâtiments existants, par la nature de l'opération, pose un certain nombre de problèmes liés à la réalisation d'outils informatiques. Un des aspects importants, concernant les informations partielles (incertaines, imprécises et lacunaires) et leur traitement dans un programme informatique, n'est jusqu'alors pas pris en compte par des outils ''classiques". On propose donc, dans cette thèse, d'établir les bases d'une nouvelle génération d'outils d'aide au diagnostic, en utilisant les techniques de programmation avancée. Après une analyse détaillée de la problématique, nous avons construit une couche d'un modèle d'acteur à partir de Scheme, et réalisé une maquette informatique. Certains concepts importants, notamment celui de la "continuation" permettant la mise en oeuvre de structures de contrôle souples, puissantes et élégantes, ont été largement exploités. La réalisation de la maquette permet de montrer les intérêts d'une telle approche.

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Zhu, Wenhua. "3D modeling of city building and lifecycle simulation." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2344/document.

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Abstract:

Avec la construction et le développement de la ville intelligente, la façon de construire le modèle 3D réaliste des grands bâtiments de la ville rapidement et efficacement devient le hotspot de recherche. Dans cette thèse, une méthode procédurale de modélisation intelligente est proposée pour construire rapidement et efficacement un modèle de construction de ville 3D à grande échelle basé sur la modélisation de la forme de la façade et de la grammaire de forme. La technologie de l'information du bâtiment (BIM) est un moyen technique important pour améliorer l'industrie de la construction, pour la conception du bâtiment de la ville et la construction de la meilleure recherche et l'application de la technologie BIM est la clé, de gérer efficacement les informations du cycle de vie du bâtiment et de réaliser le partage et l'échange. Cette thèse a étudié l'acquisition et le traitement des données de modélisation. Google Earth et le logiciel ArcGIS sont principalement utilisés pour acquérir et traiter des données d'images-cartes et des données de cartes d'élévation de la zone cible, ces deux types de correspondance et de superposition de données, qui peuvent générer des données de terrain urbain 3D avec des informations de localisation géographique. Ensuite OpenStreetMap est utilisé pour acquérir les données routières de la zone cible, et il peut être optimisé pour le réseau routier nécessaire par le logiciel JOSM. La technologie de balayage laser 3D est utilisée pour collecter des images de texture de surface de bâtiment et pour créer le modèle de nuages de points de la modélisation d'architecture cible afin d'obtenir les dimensions de modélisation par mesure. Sur cette base, cette thèse a principalement étudié le principe et le processus de la règle CGA pour créer des modèles de construction, et étudié la méthode qui peut séparer les éléments architecturaux en utilisant la segmentation d'image pour générer automatiquement la règle CGA et de créer ensuite le modèle de construction. Ainsi, des modèles de construction 3D ont été établis dans le logiciel CityEngine en utilisant les règles CGA et la technologie de segmentation des façades. Cette thèse a construit le modèle d'information intégré au bâtiment urbain (CBIIM) basé sur BIM. L'information sur la construction de la ville est classée et intégrée, et le bâtiment et la composante ont été décrits avec la norme IFC, afin de gérer efficacement les informations du cycle de vie du bâtiment. Cette thèse étudie la technologie du modèle d'association d'information intégrée, qui permet de réaliser une conception standardisée des composants avec des caractéristiques associées et une conception intelligente des bâtiments avec des paramètres associés dans les règles de connaissances combinées avec l'IFC. La technologie de simulation de la construction de visualisation est étudiée. Les règles de connaissance dans le modèle d'information intégré fournissent une référence fiable pour la simulation de construction, et la scène de simulation est créée en invoquant le modèle d'information intégré, ainsi le processus de simulation est terminé. En prenant le campus Baoshan de l'Université de Shanghai comme exemple, le processus de modélisation de la scène entière est illustré, et les étapes de modélisation de toutes sortes d'objets 3D sont décrites en détail pour résoudre les problèmes spécifiques dans le processus de modélisation réelle. Ainsi, la faisabilité et la validité de la méthode de modélisation intelligente procédurale sont vérifiées. Prenant comme exemple le dortoir de l'Université de Shanghai, une simulation et le modèle de simulation ont été créés par les informations intégrées, combinées aux informations de construction pertinentes, la simulation de construction a été complétée par le programme. Ainsi, la faisabilité et la validité du CBIIM sont vérifiées
With the construction and development of the smart city, how to construct the realistic 3D model of the large-scale city buildings quickly and efficiently which becomes the research hotspot. In this thesis, a novel 3D modeling approach is proposed to quickly and efficiently build 3D model of large-scale city buildings based on shape grammar and facade rule modeling. Building Information Model (BIM) is an important technical means to enhance the construction industry, for the city building design and construction, how to better research and application of BIM technology which is the key, in this thesis City Building Integrated Information Model (CBIIM) is specified to manage the information of building lifecycle effectively and realize the information sharing and exchanging. This thesis has studied the acquisition and processing of the modeling data. Google Earth and ArcGIS software are mainly used to acquire and process image-maps data and elevation-maps data of the target area, these two kinds of data match and overlay, which can generate 3D city terrain data with geographic location information. Then OpenStreetMap is used to acquire road data of the target area, and it can be optimal processed to the necessary road network by JOSM software. 3D laser scanning technology is used to collect building surface texture images and create the point clouds model of the target architecture modeling so as to get the modeling dimensions by measurement. On this basis, this thesis mainly has studied the principle and the process of CGA rule to create building models, and studied the method that can separate architectural elements using image segmentation to generate CGA rule automatically and to create building model furtherly. Thus 3D building models have been established in the CityEngine software using CGA rules and facade modeling technology. This thesis has specified the City Building Integrated Information Model (CBIIM) based on BIM. The city building information are classified and integrated, and the building and component was described with the IFC standard, in order to manage the informations of building lifecycle effectively. This thesis studies the integrated information association model technology, that it can realize standardized component design with associated features and intelligent building design with associated parameters in knowledge rules combined with IFC. The construction simulation technology is studied. The knowledge rules in the integrated information model provide a reliable reference for the construction simulation, and the simulation scene is created through the invoking the integrated information model, thus the construction simulation process is completed by the program. Taking Baoshan Campus of Shanghai University as an example, the modeling process of the whole scene is illustrated, and the modeling steps of all kinds of 3D objects are described in detail to solve the specific problems in the actual modeling process. Thus the feasibility and validity of the procedural intelligent modeling approach are verified. Taking the dormitory of Shanghai University as an example, a simulation scene and the simulation model were created by the integrated informations, combined with the relevant construction information the construction simulation was completed by the program. Thus the feasibility and validity of the CBIIM are verified

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Sarkis, Georges. "Communication entre les systèmes de CAO et les systèmes experts à base de connaissance en bâtiment dans un environnement d'intelligence artificielle." Marne-la-vallée, ENPC, 1992. http://www.theses.fr/1992ENPC9202.

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Abstract:

Le problème de conception dans le domaine du bâtiment est pluridisciplinaire. Plusieurs experts (architectes, ingénieurs, techniciens,. . . ) doivent coopérer et négocier afin de produire un résultat cohérent. Pour développer un outil informatique d'aide à la conception en bâtiment, on utilise un environnement avancé d'intelligence artificielle alliant une puissante représentation orientée objet à des mécanismes d'organisation et de contrôle du raisonnement. Le travail porte surtout sur le couplage de systèmes experts à base de connaissance en bâtiment (pour le raisonnement) avec des outils de CAO (pour la saisie et l'interaction graphique). La thèse consiste en une contribution à la spécification des éléments de base d'un prototype de cet outil. La spécification est concrétisée par une maquette logicielle.

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Alzouhri, alyafi Amr. "Génération d'explications pour la gestion énergétique dans les bâtiments." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAM003/document.

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Abstract:

L'énergie est fondamentale pour maintenir le confort et façonne notre vie moderne. Avec la demande excédentaire en énergie, les systèmes de gestion de l’énergie résidentielle apparaissent avec le temps. Ils visent à réduire ou moduler la consommation d’énergie tout en maintenant un niveau de confort acceptable. Des systèmes efficaces de gestion de l'énergie domestique devraient intégrer une représentation comportementale d'un système domestique, y compris les habitants. Il établit des relations entre différentes variables environnementales et des phénomènes hétérogènes présents dans une maison. Par conséquent, ces systèmes sont complexes à construire et à comprendre pour les habitants. Pour cette raison, les concepteurs ont essayé d'automatiser autant que possible les systèmes de CVC, les éclairages ... afin de promouvoir le concept de "faire à la place". Cela était justifié car il était presque impossible d'impliquer les occupants et de créer une relation entre les occupants et les systèmes énergétiques. Ce concept crée différents problèmes car les occupants sont détachés du système énergétique et ne comprennent pas ses fonctionnalités ni son fonctionnement.Pour surmonter cette difficulté, ce travail met en avant le concept de "faire avec" en essayant d'impliquer l'occupant dans la boucle avec son système de gestion de l'énergie. C'est là que l'explication est nécessaire pour permettre aux occupants de découvrir les connaissances du système énergétique et de développer leur capacité à comprendre comment le système fonctionne et pourquoi il recommande différentes actions. L'explication est le moyen de découvrir de nouvelles connaissances et, par conséquent, d'impliquer les occupants. Pour les humains, l'explication joue un rôle important dans la vie. C'est l'un des principaux outils d'apprentissage et de compréhension. Il est même utilisé dans la communication et les aspects sociaux. Les gens ont tendance à l'utiliser en plus d'apprendre à montrer leurs connaissances sur un sujet pour gagner la confiance des autres ou pour clarifier une situation. Mais générer des explications n’est pas une tâche facile. C'est l'un des problèmes scientifiques récurrents de plusieurs décennies. Les explications ont de nombreuses formes, types et niveaux de clarté. Cette étude se concentre sur les explications causales. Comme il s’agit de la forme d’explication la plus intuitive à comprendre par les occupants, elle est conçue pour transférer les connaissances issues de systèmes complexes tels que les modèles énergétiques. Le défi scientifique est de savoir comment construire des explications de causalité pour les habitants à partir d’un flux de données de capteurs observées
Energy is fundamental to maintain comfort and it shapes our modern life. With the excess demand for energy, home energy management systems are appearing with time. They aim at reducing or modulating energy consumption while keeping an acceptable level of comfort. Efficient home energy management systems should embed a behavioral representation of a home system, including inhabitants. It establishes relationships between different environmental variables and heterogeneous phenomena present in a home. Therefore, those systems are complex to build and to understand for inhabitants. For this reason, the designers did try to automatize as much as possible the HVAC systems, the lightings ... so they promoted the concept of “doing instead”. This was justified as it was nearly impossible to implicate occupants and to create a relation between occupants and energy systems. This concept does create different problems as occupants are detached from the energy system and they don’t understand its functionality nor how it is working.To overcome this difficulty this work promotes the concept of “doing with” as it tries to implicate the occupant in the loop with their energy management system. This is where the explanation is needed to allow occupants to discover the knowledge in the energy system and to develop their capacity of understanding how the system is working and why it is recommending different actions. The explanation is the way to discover new knowledge and consequently, to involve occupants. For humans, explanation plays an important role in life. It is one of the main tools for learning and understanding. It is even used in communication and social aspects. People tend to use it besides learning to show their knowledge about a subject to gain the confidence of others or to clarify a situation. But generating explanations is not an easy task. It is one of the ongoing scientific problems from several decades. Explanations have numerous forms, types, and level of clearness. This study is focusing on the causal explanations. As it is the most intuitive form of explanation to be understood by occupants and is adapted to transfer the knowledge from complex systems like energy models. The scientific challenge is how to construct causal explanations for the inhabitants from a flow of observed sensor data

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Amadou, Kountché Djibrilla. "Localisation dans les bâtiments des personnes handicapées et classification automatique de données par fourmis artificielles." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR4021/document.

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Abstract:

Le concept du « smart » envahit de plus en plus notre vie quotidienne. L’exemple type est sans doute le smartphone. Celui-ci est devenu au fil des ans un appareil incontournable. Bientôt, c’est la ville, la voiture, la maison qui seront « intelligentes ». L’intelligence se manifeste par une capacité d’interaction et de prise de décision entre l’environnement et l’utilisateur. Ceci nécessite des informations sur les changements d’états survenus des deux côtés. Les réseaux de capteurs permettent de collecter ces données, de leur appliquer des pré-traitements et de les transmettre aux applications. Ces réseaux de par certaines de leurs caractéristiques se rapprochent de l’intelligence collective, dans le sens, où des entités de faibles capacités se coordonnent automatiquement, sans intervention humaine, de façon décentralisée et distribuée pour accomplir des tâches complexes. Ces méthodes bio-inspirées ont servi à la résolution de plusieurs problèmes, surtout l’optimisation, ce qui nous a encouragé à étudier la possibilité de les utiliser pour les problèmes liés à l’Ambient Assisted Living ou AAL et à la classification automatique de données. L’AAL est un sous-domaine des services dits basés sur le contexte, et a pour objectifs de faciliter la vie des personnes âgées et handicapées dans leurs défis quotidiens. Pour ce faire, il détermine le contexte et, sur cette base, propose divers services. Deux éléments du contexte nous ont intéressé : le handicap et la position. Bien que la détermination de la position (localisation, positionnement) se fasse à l’extérieur des bâtiments avec des précisions très satisfaisantes, elle rencontre plusieurs difficultés à l’intérieur des bâtiments, liées à la propagation des ondes électromagnétiques dans les milieux difficiles, aux coûts des systèmes, à l’interopérabilité, etc. Nos travaux se sont intéressés au positionnement des personnes handicapées à l’intérieur de bâtiments en utilisant un réseau de capteurs afin de déterminer les caractéristiques de l’onde électromagnétique (puissance, temps, angle) pour estimer la position par méthodes géométriques (triangulation, latération), méthodes de fingerprinting (k plus proches voisins), par des filtres baysiens (filtre de Kalman). L’application est d’offrir des services types AAL tel que la navigation. Nous avons élargi la notion de réseau de capteurs pour prendre en compte tout appareil capable d’émettre et de recevoir une onde électromagnétique et se trouvant dans l’environnement. Nous avons aussi appliqué l’algorithme API sur la classification automatique de données. Enfin, nous avons proposé une architecture à middleware pour la localisation indoor
The concept of « smart » invades more and more our daily life. A typical example is the smartphone, which becames by years an essential device. Soon, it’s the city, the car and the home which will become « smart ». The intelligence is manifested by the ability for the environment to interact and to take decisons in its relationships with users and other environments. This needs information on state changes occurred on both sides. Sensor networks allow to collect these data, to apply on them some pre-processings and to transmit them. Sensor network, towards some of their caracteristics are closed to Swarm Intelligence in the sense that small entities with reduced capababilities can cooperate automatically, in unattended, decentralised and distributed manner in order to accomplish complex tasks. These bio-inspired methods have served as basis for the resolution of many problems, mostly optimization and this insipired us to apply them on problems met in Ambient Assisted Living and on the data clustering problem. AAL is a sub-field of context-aware services, and its goals are to facilitate the everyday life of elderly and disable people. These systems determine the context and then propose different kind of services. We have used two important elements of the context : the position and the disabilty. Although positioning has very good precision outdoor, it faces many challenges in indoor environments due to the electromagnetic wave propagation in harsh conditions, the cost of systems, interoperabilty, etc. Our works have been involved in positioning disabled people in indoor environment by using wireless sensor network for determining the caracteristics of the electromagnetic wave (signal strenght, time, angle) for estimating the position by geometric methods (triangulation, lateration), fingerprinting methods (k-nearest neighbours), baysiens filters (Kalman filter). The application is to offer AAL services like navigation. Therefore we extend the definition of sensor node to take into account any device, in the environment, capable of emiting and receiving a signal. Also, we have studied the possibility of using Pachycondylla Apicalis for data clustering and for indoor localization by casting this last problem as data clustering problem. Finally we have proposed a system based on a middleware architecture

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Abreu, De Oliveira Amanda. "Commande prédictive hiérarchisée hybride pour la gestion de l’énergie dans les bâtiments." Thesis, CentraleSupélec, 2019. http://www.theses.fr/2019CSUP0004.

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Abstract:

La maîtrise des flux énergétiques à l’intérieur de l’habitat est un sujet d’actualité largement promu par l’engagement gouvernemental et incité par l’évolution croissante des solutions technologiques pour les bâtiments intelligents. Pour faire face aux nouveaux besoins d’efficacité, les gestionnaires d’énergie doivent être capables de piloter de manière opportune l’utilisation des équipements de consommation ainsi que d’optimiser le confort des occupants. Ce mémoire étudie les stratégies de commande prédictive hiérarchisée hybride à multi-échelles de temps appliquées à la gestion d’énergie dans les bâtiments. Le contrôleur proposé est composé de deux niveaux. Un niveau supérieur qui met en oeuvre une optimisation économique pour planifier l’utilisation de l’énergie à long terme. Et un niveau inférieur responsable d’assurer le suivi de la planification en exécutant une optimisation à horizon de prédiction plus court et une fréquence d’échantillonnage plus élevée. Les niveaux travaillent ensemble pour maîtriser conjointement l’énergie et la puissance du système. Deux sujets liés au fonctionnement des contrôleurs à multi-échelle de temps sont considérés. Le premier est l’interaction entre les niveaux d’optimisation et la cohérence des informations échangées. Différentes stratégies pour projeter les résultats du niveau supérieur au niveau inférieur sont comparées en soulignant leur impact sur le comportement de la commande finale. Le deuxième est l’adaptation de l’approche hiérarchisée pour le pilotage des charges du type Marche/Arrêt. Une analyse géométrique de l’espace de décision du problème d’optimisation long terme du contrôleur est réalisée pour étudier les conséquences de l’ajout des contraintes binaires. Nous proposons ensuite, une reformulation capable d’améliorer la qualité de la commande finale et de limiter l’effort nécessaire pour trouver la solution
Intelligent management strategies to optimize building energy consumption are considerably gaining attention due to the current climate challenges and the technological evolution of the automation solutions. To tackle the new energy efficiency standards, building energy management systems must be able to control energy consuming devices in order to minimize the costs and optimize the comfort of occupants. In this thesis, we study hybrid multitime scale model predictive control strategies to tackle building energy management problems. We proposed a two-layer hierarchical controller to jointly control the energy consumption and power demand of the system. The upper level implements a long term economic optimization that takes into account the energy price and the requirements of the occupants. The lower layer ensures the tracking of the optimal scheduling plan computed by the upper layer with a shorter prediction horizon and a higher sampling rate. Two topics related to the operation of multi-scale controllers are considered. The first is the interaction between the levels of optimization and the consistency of the information exchanged. We investigate different strategies to project the results of the upper layer at the lower one and provide comparisons to highlight its impact on the closed-loop behavior. The second is the management of On/Off loads in the multi-time scale framework. A geometric analysis of the decision space of the long-term optimization problem is performed to study the consequences of adding binary constraints to the problem. Then, we propose a reformulation strategy to improve the quality of the final control and limit the effort required to find the solution

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Bouabdallaoui, Yassine. "Introduction de l'intelligence artificielle dans le secteur de la construction : études de cas du Facility Management." Electronic Thesis or Diss., Centrale Lille Institut, 2021. http://www.theses.fr/2021CLIL0022.

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Abstract:

L’industrie du Facility Management (FM) a connu une évolution rapide au cours des dernières décennies, ce qui a entraîne une forte expansion des activités qui y sont liées. Les organisations de FM sont passées du rôle traditionnel de fournisseur de services de maintenance à des activités complexes et interconnectées impliquant des personnes, des processus et des technologies. En conséquence de cette croissance exponentielle, les industriels de la FM sont confrontés à des défis croissants et variés allant des défis environnementaux aux défis contractuels et économiques. Le récent développement de l'Intelligence artificielle (IA) et de l’apprentissage machine a offert aux universitaires comme aux industriels un nouveau ensemble d'outils pour innover et relever les nouveaux défis de la digitalisation et de la donnée.L'IA a permis le développement des solutions multiples telles que l'automatisation et la personnalisation des services. Le secteur du Facility Management peut bénéficier de ces nouvelles techniques pour mieux gérer ses actifs et améliorer ses processus. Cependant, l'intégration de l'IA dans l'écosystème du FM est une tâche difficile qui nécessite de réduire l'écart entre les problématiques métiers et les technologies de données. Pour développer le véritable potentiel de l'analyse des données et de l'IA dans l'industrie du FM, un travail important est nécessaire pour surmonter les problèmes de qualité et de gestion des données dans le secteur du FM. L'objectif global de cette thèse est de conceptualiser la compréhension théorique et pratique de la mise en œuvre de l'intelligence artificielle et des technologies d’apprentissage machine dans les activités de Facility Management pour mieux exploiter les bâtiments. Les promesses de la mise en œuvre de l'IA ont été présentées ainsi que les défis et les obstacles qui limitent le développement de l'IA dans le secteur du Facility Management. Pour résoudre ces problématiques, un cadre de travail a été proposé pour améliorer la gestion des données et tirer parti de l'IA dans ce secteur d’activité. Plusieurs études de cas ont été sélectionnées pour aborder ce cadre de travail. Les études de cas sélectionnées couvraient les applications de maintenance prévisionnelle, d'assistant virtuel et d’automatisation de la gestion des demandes d’interventions. Les résultats de ce travail ont démontré le potentiel de l'IA pour relever les défis du FM tels que la gestion de la maintenance et la gestion des déchets. Cependant, de nombreux obstacles limitant le développement de l'IA dans le secteur du FM ont été identifiés, notamment des problèmes de disponibilité des données et de passage à grande échelle
The industry of Facility Management (FM) has known a rapid advancement through the last decades which leads to a largeexpansion of FM activities. The FM organisations have evolved from the traditional role of providing maintenance services toinclude complex and interconnected activities involving people, processes and technologies. As a consequence of thisexponential growth, facility managers are dealing with growing and varied challenges ranging from energy efficiency andenvironmental challenges to service customisation and customer satisfaction. The development of Artificial Intelligence (AI)is offering academics and practitioners a new set of tools to address these challenges. AI is enabling multiple solutions suchas automation, improving predictability and forecasting and offering services customisation. The Facility Managementindustry can benefit from these new techniques to better manage their assets and improve their processes. However, theintegration of AI into the FM ecosystem is a challenging task that needs to overcome the gap between the business driversand the AI. To unlock the full potential of data analytics and AI in the FM industry, significant work is needed to overcomethe issues of data quality and data management in the FM sector. The overall aim of this thesis is to conceptualise thetheoretical and practical understanding and implementation of artificial intelligence and data-driven technologies into FacilityManagement activities to leverage data and optimise facilities usage. Promises of AI implementations were presented alongwith the challenges and the barriers limiting the development of AI in the FM sector. To resolve these issues, a frameworkwas proposed to improve data management and leverage AI in FM. Multiple case studies were selected to address thisframework. The selected case studies covered predictive maintenance, virtual assistant and natural language processingapplications. The results of this work demonstrated the potential of AI to address FM challenges such in maintenancemanagement and waste management. However, multiple barriers limiting the development of AI in the FM sector wereidentified including data availability issues

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Josse, Rozenn. "Méthode et outils pour l'identification de défauts des bâtiments connectés performants." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT074/document.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur le développement d’une nouvelle méthodologie pour l’identification de défauts de bâtiments performants et connectés afin d'aider à la garantie de performances. Nous avons dans un premier temps resitué nos travaux dans le contexte énergétique actuel en montrant le rôle majeur des bâtiments dans la réduction des consommations énergétiques. Nous avons ensuite présenté notre méthodologie en argumentant sur les techniques à utiliser avant d’effectuer un choix final. Cette méthodologie se compose de deux blocs principaux : le premier vise à réduire les incertitudes liées à l'occupant et à l'environnement et le second étudie l'écart entre la simulation et la mesure par une analyse de sensibilité couplée à un algorithme bayésien. Nous l'avons ensuite implémentée dans un outil que nous avons nommé REFATEC. Nous avons alors soumis notre méthodologie à différents tests dans des conditions idéales afin d’éprouver sa précision et son temps d’exécution. Cette étape a montré que la méthodologie est efficace mais montre quelques faiblesses dans le cas d’une saison estivale ou d’un défaut très localisé. Enfin, nous l’avons mise en situation face à un cas réel afin de traiter les nombreuses questions que soulèvent l’utilisation de mesures in-situ dans la perspective de la garantie de performances et de la détection de défauts, avec notamment la fiabilité des mesures et les incertitudes encore nombreuses qui doivent être traitées
This thesis deals with the development of a new methodology for fault detection within smart high-performance buildings helping the performance guarantee. We first have placed our work in the current energy context by focusing on the major role of buildings in the decrease of energy consumption. Then we introduced our methodology and we argued about various techniques that could be used before making a choice. This methodology is made up of two main parts : the former reduces the uncertainties due to the occupant and the environment and the latter studies the gap between simulation and measurements thanks to a sensitivity analysis coupled with a bayesian algorithm. Then we implemented it within a tool that we named REFATEC. We carried out various tests in controlled conditions in order to evaluate its precision and its calculation time. This step showed that our methodology is effective but it has some difficulties when the studied period is during summer or when the faults are very located. is a very located fault. Eventually we confronted our methodology to a real case where we faced numerous questions that appear when dealing with measurements, especially their reliability and the uncertainties that still need to be taken care of, in the perspective of performance guarantee and fault detection

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Denguir, Afef. "Modèle de performance agrégée et raisonnement approché pour l’optimisation de la consommation énergétique et du confort dans les bâtiments." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20026/document.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet FUI RIDER (Research for IT Driven Energy efficiency) qui vise à développer un système de gestion de l'énergie faiblement dépendant du bâtiment à contrôler et propose une nouvelle approche pour réduire les coûts énergétiques. Cette approche exploite la notion de confort thermique afin de calculer de nouvelles consignes à fournir au système de contrôle du conditionnement du bâtiment. L'approche s'appuie sur l'idée que le confort thermique est une notion multidimensionnelle subjective. La littérature propose des modèles statistiques pour appréhender le confort thermique. Malheureusement, ces modèles sont fortement non linéaires et non interprétables ce qui rend difficile leur utilisation pour la conduite ou l'optimisation. Nous proposons un nouveau modèle de confort basé sur la théorie de l'utilité multi attributs et les intégrales de Choquet. L'intérêt d'un tel modèle est qu'il est interprétable en termes de préférences pour la conduite, linéaire par simplexe ce qui facilite la résolution des problèmes d'optimisation, et plus concis qu'un système de contrôle à base de règles. Dans la seconde partie de ce travail, le THermal Process Enhancement (THPE) s'intéresse à l'obtention efficiente des consignes calculées avec le modèle du confort thermique. Le THPE se base sur un raisonnement approché établi à partir d'un modèle qualitatif enrichi EQM (Extended Qualitative Model). L'EQM est le résultat de l'étude mathématique et qualitative des équations différentielles régissant les processus thermiques. Il est enrichi en continu par un système de gestion de l'expérience basé sur un apprentissage avec pénalités qui fournit les informations quantitatives nécessaires pour inférer des recommandations de conduite quantifiées à partir des tendances modélisées dans l'EQM. L'EQM et les raisonnements associés requièrent peu de paramètres et sont opérationnels même si la base d'apprentissage est initialement vide au lancement de RIDER. Le système de gestion de l'expérience permet simplement de quantifier les recommandations et de converger plus vite vers une commande optimale. Le raisonnement à base de modèles qui supporte notre approche est faiblement dépendant du processus thermique, pertinent dès le lancement de RIDER et se prête facilement au changement d'échelle de l'analyse thermique d'un bâtiment. Les performances de notre THPE, sa stabilité et son adaptation par rapport aux variations de l'environnement sont illustrées sur différents problèmes de contrôle et d'optimisation. Les commandes optimales sont généralement obtenues en quelques itérations et permettent d'avoir un contrôle adaptatif et individuel des pièces d'un bâtiment
The present work is part of the FUI RIDER project (Research for IT Driven Energy efficiency). It aims to develop an energy management system that has to be weakly dependent on building's specificities in order to be easily deployed in different kinds of buildings. This work proposes a new approach based on the thermal comfort concept in order to reduce energy costs. This approach takes advantage of the thermal comfort concept in order to compute new optimized setpoints for the building energy control system. It relies on the idea that thermal comfort is a subjective multidimensional concept that can be used to reduce energy consumption. The literature provides statistical thermal comfort models but their complexity and non-linearity make them not useful for the control and optimization purposes. Our new thermal comfort model is based on the multi attributes utility theory and Choquet integrals. The advantages of our model are: its interpretability in term of preference relationships, its linearity in simplex regions which simplifies optimization problems' solving, and its compact form which is more tractable than a rule based control formalism. In the second part of this work, the THermal Process Enhancement (THPE) proposes a control system approach to efficiently reach the optimized setpoints provided by the comfort model. The THPE proposes an efficient and simple thermal control approach based on imprecise knowledge of buildings' special features. Its weak data-dependency ensures the scalability and simplicity of our approach. For this, an extended thermal qualitative model (EQM) is proposed. It is based on a qualitative description of influences that actions' parameters may have on buildings' thermal performances. This description results from the mathematical and qualitative analysis of dynamical thermal behaviors. Our thermal qualitative model is then enriched by online collecting and assessing previous thermal control performances. The online learning provides the necessary quantitative information to infer quantified control recommendations from the qualitative tendencies displayed by the EQM. Thus, an approximate reasoning based on the EQM and an online learning coupled with a penalty function provides smart thermal control functionalities. The EQM based approximate reasoning guarantees our control system weak dependency with regard to the building special features as well as its multi-scale applicability and its relevancy even for RIDER's first start when the learning database lacks of information. The performances of our THPE are assessed on various types of control and optimization issues. An optimal control is generally achieved in a few iterations which allows providing an adaptive and individual control of building's rooms

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Sarkis, Georges. "Communications entre les systèmes de CAO et les systèmes experts à bases de connaissances en bâtiment dans un environnement d'intelligence artificielle." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523171.

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Abstract:

Le problème de conception dans le domaine du bâtiment est pluridisciplinaire. Plusieurs experts (architectes, ingénieurs, techniciens, ...) doivent coopérer et négocier afin de produire un résultat cohérent. Pour développer un outil informatique d'aide à la conception en bâtiment, on utilise un environnement avancé d'intelligence artificielle alliant une puissante représentation orientée objet à des mécanismes d'organisation et de contrôle du raisonnement. Le travail porte surtout sur le couplage de systèmes experts à base de connaissance en bâtiment (pour le raisonnement) avec des outils de CAO (pour la saisie et l'interaction graphique). La thèse consiste en une contribution à la spécification des éléments de base d'un prototype de cet outil. La spécification est concrétisée par une maquette logicielle.

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Nou, Julien. "Gestion optimale de l'énergie thermique dans un procédé hybride : solaire/géothermie pour le chauffage de bâtiments." Phd thesis, Université de Perpignan, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00756810.

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Abstract:

Les enjeux environnementaux, énergétiques et économiques actuels, nous amènent à proposer de nouvelles solutions de gestion énergétique aﬁn d'éviter d'entrer dans une ère de récession énergétique brutale. À partir des constats établis par les institutions mondiales, telles que le GIEC, il est aujourd'hui admis par la communauté scientiﬁque internationale, que la température moyenne de la Terre est en augmentation et que l'activité anthropique en est une des causes, sinon la plus importante. Les travaux réalisés et présentés dans ce manuscrit visent à répondre, en partie, à ces problématiques par la mise en place d'un système de contrôle supervisé permettant l'optimisation de la gestion énergétique d'un procédé hybride alliant l'énergie solaire à la géothermie, et destiné au chauﬀage dans le secteur du bâtiment. L'utilisation des méthodologies de l'intelligence artiﬁcielles telles que le neuroﬂou et la logique ﬂoue nous a permis de développer une plateforme de simulation d'un système énergétique hybride et d'en réaliser la gestion à l'aide de contrôleurs ﬂous. Les résultats obtenus, par l'utilisation de ces contrôleurs, montrent qu'un choix judicieux des périodes et durées de marche du système d'extraction permet d'améliorer de façon signiﬁcative le fonctionnement du procédé. La consommation électrique et le coût de fonctionnement de l'installation sont donc diminués, tout en respectant les contraintes techniques de fonctionnement et le confort thermique des habitants.

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Papadopoulos, Georgios. "Towards a 3D building reconstruction using spatial multisource data and computational intelligence techniques." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0084/document.

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Abstract:

La reconstruction de bâtiments à partir de photographies aériennes et d’autres données spatiales urbaines multi-sources est une tâche qui utilise une multitude de méthodes automatisées et semi-automatisées allant des processus ponctuels au traitement classique des images et au balayage laser. Dans cette thèse, un système de relaxation itératif est développé sur la base de l'examen du contexte local de chaque bord en fonction de multiples sources d'entrée spatiales (masques optiques, d'élévation, d'ombre et de feuillage ainsi que d'autres données prétraitées, décrites au chapitre 6). Toutes ces données multisource et multirésolution sont fusionnées de manière à extraire les segments de ligne probables ou les arêtes correspondant aux limites des bâtiments. Deux nouveaux sous-systèmes ont également été développés dans cette thèse. Ils ont été conçus dans le but de fournir des informations supplémentaires, plus fiables, sur les contours des bâtiments dans une future version du système de relaxation proposé. La première est une méthode de réseau de neurones à convolution profonde (CNN) pour la détection de frontières de construction. Le réseau est notamment basé sur le modèle SRCNN (Dong C. L., 2015) de super-résolution à la pointe de la technologie. Il accepte des photographies aériennes illustrant des données de zones urbaines densément peuplées ainsi que leurs cartes d'altitude numériques (DEM) correspondantes. La formation utilise trois variantes de cet ensemble de données urbaines et vise à détecter les contours des bâtiments grâce à une nouvelle cartographie hétéroassociative super-résolue. Une autre innovation de cette approche est la conception d'une couche de perte personnalisée modifiée appelée Top-N. Dans cette variante, l'erreur quadratique moyenne (MSE) entre l'image de sortie reconstruite et l'image de vérité de sol (GT) fournie des contours de bâtiment est calculée sur les 2N pixels de l'image avec les valeurs les plus élevées. En supposant que la plupart des N pixels de contour de l’image GT figurent également dans les 2N pixels supérieurs de la reconstruction, cette modification équilibre les deux catégories de pixels et améliore le comportement de généralisation du modèle CNN. Les expériences ont montré que la fonction de coût Top-N offre des gains de performance par rapport à une MSE standard. Une amélioration supplémentaire de la capacité de généralisation du réseau est obtenue en utilisant le décrochage. Le deuxième sous-système est un réseau de convolution profonde à super-résolution, qui effectue un mappage associatif à entrée améliorée entre les images d'entrée à basse résolution et à haute résolution. Ce réseau a été formé aux données d’altitude à basse résolution et aux photographies urbaines optiques à haute résolution correspondantes. Une telle différence de résolution entre les images optiques / satellites optiques et les données d'élévation est souvent le cas dans les applications du monde réel
Building reconstruction from aerial photographs and other multi-source urban spatial data is a task endeavored using a plethora of automated and semi-automated methods ranging from point processes, classic image processing and laser scanning. In this thesis, an iterative relaxation system is developed based on the examination of the local context of each edge according to multiple spatial input sources (optical, elevation, shadow & foliage masks as well as other pre-processed data as elaborated in Chapter 6). All these multisource and multiresolution data are fused so that probable line segments or edges are extracted that correspond to prominent building boundaries.Two novel sub-systems have also been developed in this thesis. They were designed with the purpose to provide additional, more reliable, information regarding building contours in a future version of the proposed relaxation system. The first is a deep convolutional neural network (CNN) method for the detection of building borders. In particular, the network is based on the state of the art super-resolution model SRCNN (Dong C. L., 2015). It accepts aerial photographs depicting densely populated urban area data as well as their corresponding digital elevation maps (DEM). Training is performed using three variations of this urban data set and aims at detecting building contours through a novel super-resolved heteroassociative mapping. Another innovation of this approach is the design of a modified custom loss layer named Top-N. In this variation, the mean square error (MSE) between the reconstructed output image and the provided ground truth (GT) image of building contours is computed on the 2N image pixels with highest values . Assuming that most of the N contour pixels of the GT image are also in the top 2N pixels of the re-construction, this modification balances the two pixel categories and improves the generalization behavior of the CNN model. It is shown in the experiments, that the Top-N cost function offers performance gains in comparison to standard MSE. Further improvement in generalization ability of the network is achieved by using dropout.The second sub-system is a super-resolution deep convolutional network, which performs an enhanced-input associative mapping between input low-resolution and high-resolution images. This network has been trained with low-resolution elevation data and the corresponding high-resolution optical urban photographs. Such a resolution discrepancy between optical aerial/satellite images and elevation data is often the case in real world applications. More specifically, low-resolution elevation data augmented by high-resolution optical aerial photographs are used with the aim of augmenting the resolution of the elevation data. This is a unique super-resolution problem where it was found that many of -the proposed general-image SR propositions do not perform as well. The network aptly named building super resolution CNN (BSRCNN) is trained using patches extracted from the aforementioned data. Results show that in comparison with a classic bicubic upscale of the elevation data the proposed implementation offers important improvement as attested by a modified PSNR and SSIM metric. In comparison, other proposed general-image SR methods performed poorer than a standard bicubic up-scaler.Finally, the relaxation system fuses together all these multisource data sources comprising of pre-processed optical data, elevation data, foliage masks, shadow masks and other pre-processed data in an attempt to assign confidence values to each pixel belonging to a building contour. Confidence is augmented or decremented iteratively until the MSE error fails below a specified threshold or a maximum number of iterations have been executed. The confidence matrix can then be used to extract the true building contours via thresholding

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Negrea, Andrei Liviu. "Optimization of energy efficiency for residential buildings by using artificial intelligence." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI090.

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Abstract:

La consommation, en général, représente le processus d’utilisation d’un type de ressource où des économies doivent être réalisées. La consommation d’énergie est devenue l’un des principaux problèmes d’urbanisation et de crise énergétique, car l’épuisement des combustibles fossiles et le réchauffement climatique mettent en péril l’utilisation de l’énergie des plantes. Cette thèse présent une méthode d’économie d’énergie a été adoptée pour la réduction de consommation d’énergie prévu le secteur résidentiel et les maisons passives. Un modèle mathématique basé sur des mesures expérimentales a été développé pour simuler le comportement d’un laboratoire d’essai de l’UPB. Le protocole expérimental a été réalisé à la suite d’actions telles que : la construction de bases de données sur les paramètres, la collecte de données météorologiques, l’apport de flux auxiliaires tout en considérant le comportement humain. L’algorithme de contrôle-commande du système est capable de maintenir une température constante à l’intérieur du bâtiment avec une consommation minimale d’énergie. Les mesures et l’acquisition de données ont été configurées à deux niveaux différents: les données météorologiques et les données sur les bâtiments. La collection de données est faite sur un serveur qui a été mis en œuvre dans l’installation de test en cours d’exécution d’un algorithme complexe qui peut fournir le contrôle de consommation d’énergie. La thèse rapporte plusieurs méthodes numériques pour envisage la consommation d’énergie, utilisée avec l’algorithme de contrôle. Un cas expérimental basé sur des méthodes de calcul dynamiques pour les évaluations de performance énergétique de construction a été faite à Grenade, en Espagne, l’information qui a été plus tard utilisée dans cette thèse. L’estimation des paramètres R-C avec la prévision du flux de chaleur a été faite en utilisant la méthode nodal, basée sur des éléments physiques, des données d’entrée et des informations météorologiques. La prévision d’énergie de consommation présent des résultats améliorés tandis que la collecte de données IoT a été téléchargée sur une carte à base de système de tarte aux framboises. Tous ces résultats ont été stables montrant des progrès impressionnants dans la prévision de la consommation d’énergie et leur application en énergie
Consumption, in general, represents the process of using a type of resource where savings needs to be done. Energy consumption has become one the main issue of urbanization and energy crisis as the fossil depletion and global warming put under threat the planet energy utilization. In this thesis, an automatic control of energy was developed to reduce energy consumption in residential area and passive house buildings. A mathematical model founded on empirical measurements was developed to emphasize the behavior of a testing laboratory from Universitatea Politehnica din București - Université Politechnica de Bucarest - Roumanie. The experimental protocol was carried out following actions such as: building parameters database, collecting weather data, intake of auxiliary flows while considering the controlling factors. The control algorithm is controlling the system which can maintain a comfortable temperature within the building with minimum energy consumption. Measurements and data acquisition have been setup on two different levels: weather and buildings data. The data collection is gathered on a server which was implemented into the testing facility running a complex algorithm which can control energy consumption. The thesis reports several numerical methods for estimating the energy consumption that is further used with the control algorithm. An experimental showcase based on dynamic calculation methods for building energy performance assessments was made in Granada, Spain, information which was later used in this thesis. Estimation of model parameters (resistances and capacities) with prediction of heat flow was made using nodal method, based on physical elements, input data and weather information. Prediction of energy consumption using state-space modeling show improved results while IoT data collection was uploaded on a Raspberry Pi system. All these results were stable showing impressive progress in the prediction of energy consumption and their application in energy field

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Dinh, Van Binh. "Méthodes et outils pour le dimensionnement des bâtiments et des systèmes énergétiques en phase d'esquisse intégrant la gestion optimale." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT092/document.

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Abstract:

Dans le but de réduire la consommation d’énergie et d’augmenter la part des énergies renouvelables, la conception optimale des futurs bâtiments (bâtiments intelligents) apparaît comme un facteur important. Cette thèse vise donc à développer des modèles, des méthodes innovantes d’aide à la conception pour ces bâtiments. Notre nouvelle approche de conception est une optimisation globale et simultanée de l’enveloppe, des systèmes énergétiques et de leurs stratégies de gestion dès la phase d’esquisse, qui prend en compte plusieurs critères de coût (investissement et exploitation) et de confort (thermique, visuel et aéraulique). Le problème d’optimisation multi-objectif est donc un problème de couplage fort de grande taille avec de nombreuses variables et contraintes, qui induisent des difficultés lors de sa résolution. Après avoir fait des analyses sur des cas tests, une méthode d’optimisation d’ordre 1 est choisie, en association à des modèles analytiques dérivés formellement de manière automatique. Notre méthodologie est appliquée à la conception de maisons individuelles, et plus particulièrement des maisons à énergie positive. Les résultats obtenus par cette approche globale apportent des informations importantes aux concepteurs pour l’aider à faire des choix en phase amont du processus de conception
In order to reduce the energy consumption and to increase the use of renewable energy, the optimal design of future buildings (smart-buildings) appears as an important factor.This thesis aims to develop models, innovative methods aiding decision-making during the design of buildings. Our approach of design is a global and simultaneous optimization of envelope, energy systems and their management strategies from the sketch phase, which takes into account multi-criterions of costs (investment et exploitation) and comforts (thermal, visual, aeraulic). The multi-objective optimization problem is so a strong coupling problem of large scale with a lot of variables and constraints, which leads to difficulties to solve.After the tests, an optimization method of order 1 is chosen in combination with analytical models formally derived automatically. Our methodology is applied to the design of individual houses, especially positive energy houses. The results of this global approach provide important information to designers to help make choices from the preliminary phase of the design process

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Dissertations / Theses on the topic 'Bâtiment intelligent'

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