Dissertations / Theses: 'Gestion énergétique du bâtiment'

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Al, Moussawi Houssein. "Efficacité énergétique dans le bâtiment: gestion optimale pour les systèmes de micro-trigénération." Caen, 2016. http://www.theses.fr/2016CAEN2054.

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Abstract:

Les technologies de tri-génération ou de production simultanée de chauffage, froid et d’électricité sont des solutions clés pour résoudre les problèmes mondiaux liés à l'énergie, car elles améliorent la performance énergétique, réduisent les coûts, et diminuent les impacts environnementaux. À l’échelle micro, de tels systèmes sont particulièrement intéressants en raison de leur capacité à couvrir les demandes d'énergie résidentielle avec une sécurité élevée d'alimentation et sans pertes de distribution. Un schéma de sélection est proposé afin de choisir un moteur primaire qui respecte certaines solutions économiques. Ce schéma suggère que les moteurs à combustion interne et les piles à combustible SOFC soient principalement attractifs en raison de leur fort potentiel de récupération de chaleur. En effet, la solution d’utilisation d’un système hybride constitué de la combinaison d’un moteur et d’une pile d’être examinée. Par conséquent, les systèmes de tri-génération hybrident sont modélisés et simulés grâce une communication entre deux logiciels : Matlab et Trnsys. Une procédure de traitement est mise au point pour étudier le système de tri-génération. Elle suit plusieurs étapes bien définies : la conception du système, la sélection des composants, la modélisation du système, la validation du modèle, le bon choix d'une stratégie d'exploitation, le dimensionnement des équipements, l'évaluation des performances en utilisant des évaluations 4-E, l’optimisation des paramètres, et enfin une décision est prise. Les résultats montrent que, par rapport à la production d'énergie conventionnelle, le concept de tri-génération est techniquement, économiquement et écologiquement intéressant
Trigeneration or combined cooling, heating, and power technologies are a key solution to solve global energy related problems, for they enhance energy performance, reduce economic cost, and decrease environmental damage. Such systems are particularly interesting at micro-scales due to their ability to cover residential energy demands with high supply security and no distribution losses. Regarding their heart of operation, internal combustion engines and solid oxide fuel cells are mainly attractive prime movers due to their high thermal recovery potential, and the combination of both in one hybrid system is worth investigation. In order to realize a trigeneration project, it is vital to properly design and select the components, model the system, validate the model, choose an operating strategy, size the equipment, evaluate the performance using 4-E assessments, optimize the parameters accordingly, and finally make a decision. At all, when compared to conventional energy production, trigeneration concept is technically, economically, and environmentally superior

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Viot, Hugo. "Modélisation et instrumentation d'un bâtiment et de ses systèmes pour optimiser sa gestion énergétique." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0349/document.

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Abstract:

Dans un contexte de raréfaction des énergies à bas coût et de lutte contre le changement climatique, le secteur du bâtiment est contraint à des objectifs de diminution de ses consommations d'énergie. Un contrôle adapté des systèmes énergétiques du bâtiment peut constituer un levier important pour tendre vers cet objectif. Le but premier de ces travaux est la construction de modèles de faibles dimensions afin de pouvoir les embarquer dans un contrôleur pour améliorer la gestion énergétique. Ces modèles doivent être capables de s’enrichir des mesures disponibles sur site. Un bâtiment démonstrateur situé à l'Institut Universitaire de Technologie Génie Civil Construction Durable de Bordeaux sert de support au projet. Ce travail se décline en quatre volets. Le premier concerne la modélisation puisque des modèles légers basés sur l'analogie électrique et la représentation d'état sont proposés afin de décrire la dynamique du bâtiment sur un horizon de contrôle de quelques jours. Le deuxième volet concerne l'instrumentation du bâtiment puisque des campagnes de mesures courtes sont réalisées afin d'identifier les valeurs des paramètres du modèle de façon à minimiser l'écart modèle-mesure. Certains capteurs servent par la suite pour la gestion énergétique du bâtiment ; ces travaux posent donc également la question du jeu minimal de capteurs. Le troisième volet concerne la caractérisation des systèmes servant à piloter l'ambiance puisque dans une logique de contrôle optimal il faut être capable de relier l'effet de la commande sur la grandeur d'intérêt (température de confort). Le bâtiment démonstrateur comprend deux systèmes de chauffage : un plancher chauffant et des ventilo-convecteurs ainsi qu'une centrale de traitement d'air double flux pour le renouvellement d'air. Le dernier volet concerne la gestion énergétique avec l'utilisation d'un contrôleur prédictif embarquant l'un des modèles identifiés. Ainsi l’objectif est de chercher à anticiper le pilotage d'un système capacitif à long temps de réponse, tel que le plancher chauffant, grâce à la connaissance des perturbations futures (occupation, météo) sur un horizon de prédiction de quelques heures. Un contrôle réactif est assuré par les ventilo-convecteurs en appoint. La gestion prédictive est comparée à des stratégies de gestion plus classiques en simulation et in situ avec le bâtiment démonstrateur. L'originalité de ces travaux est de proposer une démarche pour la mise en place d'une boucle de contrôle complète (contrôleur/capteur /actionneurs) et de montrer s'il existe un intérêt à la gestion prédictive de systèmes à long temps de réponse dans le domaine du bâtiment
The building sector is forced to reduce its energy consumption in a context of high energy prices and global warming. Proper control of building energy systems can be an important lever to move towards this goal. The main goal of this work is to obtain small size buildings models in order to use it in a controller to improve energy management. The inputs of these models are fed in real-time with available measurements on site. A demonstration building at the IUT Civil Engineering and Sustainable Construction of Bordeaux serves as experimental support for the project. This work consists of four parts. The first one is to make lightweight models based on the electrical analogy and state-space representation to describe the dynamics of the building on upcoming days. The second part concerns the instrumentation of the building because short measurement campaigns are carried out to identify the model parameter values to minimize the gap between model output and measurement. Some sensors are then used for energy management of the building; thus this work also raise the question of the minimum set of sensors. The third address the characterization of the systems used to control air temperature. For an optimal control logic we must be able to link the effect of the command on the interest variable (air temperature). The demonstration building includes two heating systems : floor heating system (FHS) and fan coil units (FC). A dual flow air handling unit (AHU) is used for air renewal. The last part concerns energy management with the use of a predictive controller boarding one of the identified models. This project intends to anticipate the control of long time response capacitive systems as floor heating through knowledge of future disturbances on a prediction horizon of a few hours (occupation, weather). A reactive control is ensured by the fan coil units. Predictive management is compared to more conventional management strategies in simulation and on-site with the demonstrator building. The originality of this work is to propose a method for the establishment of a full control loop (controller/sensor/actuator) and demonstrate an interest in the predictive management of long response time systems in the building sector

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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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Ibrahim, Oussama. "Efficacité énergétique dans le bâtiment : Hybridation des systèmes de production d’eau chaude." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2027.

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Abstract:

Cette thèse présente un bilan énergétique au Liban, ainsi que des principaux problèmes liés à la consommation énergétique au Liban. Par ailleurs, différents scénarios de production d'électricité au Liban sont examinés et optimisés, à savoir: le coût, l'environnement et le tarif. Les résultats révèlent que l’utilisation de l'énergie éolienne et du gaz naturel pour la production d'électricité est une solution d’avenir. En outre, un examen complet des différents systèmes de chauffage d'eau domestique est développé. Les résultats obtenus révèlent que les pompes à chaleur pour le chauffage de l’eau et les chauffes eau solaire thermique doivent être très recommandées dans l’habitât. Un modèle numérique d’un système hybride de chauffe-eau domestique est développé en régime transitoire. Ce système est constitué d'un capteur solaire à plaque plane, une pompe à chaleur avec différentes sources : l’air ambiant, la géothermie, une éolienne, une batterie de stockage et un réservoir de stockage d'eau chaude. Des simulations sont effectuées pour les jours typiques d'hiver et d'été concernant deux villes libanaises : Beyrouth et Cèdres. En outre, un modèle d’optimisation énergétique en tenant compte de la contrainte économique est suggéré pour le système hybride proposé
This thesis presents a detailed review of the conventional and renewable energy statuses, in Lebanon, as well as of the principal problems facing the electricity of Lebanon Company (EDL). Besides, future electricity generation plan-scenarios for Lebanon are investigated, where multi variables are examined and optimized, namely: cost, environment and tariff. Results reveal that the investment in wind energy and natural gas for power production should be a main concern in the future. In addition, a comprehensive review of different domestic water heating systems is developed, where principal conclusions reveal that heat pump water heaters and solar water heating systems are recommended to be used. Accordingly, a general road map that controls the choice of a water heating system for domestic use from energetic and environmental points of view is developed. Moreover, dynamic simulation model of an air source heat pump water heater is presented and validated. This model is then used to assess the system performance in the Lebanese context, investigate a proposed optimal management model and study the effect of using mini-tubes condensers. Furthermore, a domestic hybrid water heating system is proposed and modeled dynamically. The system is composed of a flat-plate solar collector, air-source/geothermal heat pump water heater, a wind turbine, a battery and a hot water storage tank. Simulations are carried out for typical days of winter and summer of two Lebanese locations, Beirut and Cedars. In addition, an energetic-economic optimal management model is suggested for the proposed hybrid system and applied to the investigated case studies, where reliable results are obtained

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Amayri, Manar. "Estimation de l'occupation dans le bâtiment." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT112.

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Abstract:

Il a été développé 3 approches pour l'estimation d'occupation (nombre d'occupants et potentiellement leur activité) à base de techniques de machine learning :- une technique d'apprentissage supervisé exploitant différentes typologies de capteurs,- une technique à base de connaissance sans capteurs- et une technique interactive sollicitant lorsque c'est opportun les occupants via des questions
Building energy management and monitoring systems (EMMS) should not only consider building physics and HVAC systems but also human behavior. These systems may provide information and advice to occupants about the relevance of their behavior regarding the current state of a dwelling and its connected grids. Therefore, advanced EMMS need to estimate the relevance of occupant activities. Additionally, innovative end-user services such as replay past situations, anticipate the future or mirror the current state are under development and require models together with building state estimations including the human part of the state. However, to define the state of a zone, non-measured values should be known in both physical (i.e. heat flows) and human part (i.e. occupancy and activities).The problem is to identify and calculate data processed from sensors, calendars, etc… that could be used in a classification model to estimate the number of occupants and various activities happening in offices/homes. The sensor data must provide a rich context for a classifier to have a broad separation plane and represent the office situation closely. Since the use of video cameras is a problem in many areas, the solution must respect privacy issues and relies largely on non-intrusive sensors.The thesis identifies the most relevant calculation from the sensor data in order to classify the number of people in a zone and their activities in offices/homes at a given time period. The proposed approach is inspired from machine learning and interactive learning to avoid using the camera and build a general estimation method.Three approaches are proposed for occupancy and activities estimation:- supervised learning approach. It starts to determine the common sensors that shall be used to estimate and classify the approximate number of people (within a range) in a room and their activities. Means to estimate occupancy include motion detection, power consumption, CO2 concentration sensors, microphone or door/window positions. It starts by determining the most useful measurements in calculating the information gains. Then, estimation algorithms are proposed: they rely on decision tree learning algorithms because it yields decision rules readable by humans, which correspond to nested if-then-else rules, where thresholds can be adjusted depending on the considered living areas. An office has been used for testing.- knowledge base approach using sensor data and knowledge coming respectively from observation and questionnaire. It relies on hidden Markov model and Bayesian network algorithms to model a human behavior with probabilistic cause-effect relations and states based on knowledge and questionnaire. Different applications have been studied for validation: an office, an apartment and a house.- an interactive learning approach is proposed. It estimates the number of occupants in a room by questioning occupants when relevant, meaning limiting the number of interactions and maximizing the information gains, about the actual occupancy. Occupancy and activities estimation algorithms use information collected from occupants together with common sensors. A real-time application has been done in an office case study

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Favre, Bérenger. "Etude de stratégies de gestion énergétique des bâtiments par l'application de la programmation dynamique." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00957327.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la gestion énergétique des bâtiments par l'application de la programmation dynamique. Cet algorithme d'optimisation permet de développer des commandes prédictives, c'est à dire un ensemble de commandes à appliquer pendant une période donnée pour réduire la consommation énergétique du bâtiment ou améliorer le confort thermique des habitants.Un premier cas d'étude développe le cas du pilotage du chauffage d'un bâtiment pour effacer sa consommation en période de pointe électrique ou de pointe d'émission de CO2.Un second cas d'étude s'intéresse à une période de forte chaleur estivale ou le pilotage des protections solaires et de la ventilation mécanique contrôlée permet l'amélioration du confort thermique des occupants. Le pilotage des ouvertures (porte, fenêtre) est également étudié avec une comparaison de la régulation obtenue avec une régulation mise en place sur une maison test "Air et Lumière".Enfin la dernière partie du travail s'intéresse à la prévision des données climatiques locales grâce aux méthodes des chaînes de Markov et des réseaux de neurones artificiels. L'influence des erreurs de prévision sur la mise en place d'une stratégie d'effacement de la consommation de pointe dans le bâtiment est également étudiée.

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Hadj, Said Yanis. "Prise en compte de la complexité de modélisation dans la gestion énergétique des bâtiments." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT121/document.

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Abstract:

Du fait de son impact énergétique, la gestion énergétique dans le bâtiment est devenu un enjeu majeur ses dernières années, qu'il s'agisse d'encourager la sobriété énergétique ou de s'adapter aux besoins des réseaux énergétiques. Différents travaux de recherche ont conduit à des gestionnaires énergétiques souvent dotés de capacités d'anticipation. Les premiers résultats, bien qu'encourageants, n'envisagent pas la complexité tant du fait nombre d'éléments que de la diversité des applications de gestion énergétique.Cette thèse propose d'apporter des éléments de solution à la problématique de complexité. Les travaux ont démarré par l'analyse du gestionnaire énergétique GHomeTech et son adaptation au prototype de bâtiment complexe CANOPEA. Les problématiques de composition sont explorées. Une solution favorisant la réutilisabilité d'éléments de modèles, l'agrégation et la transformation vers des modèles d'optimisation de type programmation linéaire en nombres entiers (PLNE), est proposée. L'outil résultant a été validé sur le projet CANOPEA.La gestion énergétique ne se limite pas à l'optimisation PLNE. Différentes natures d'applications permettent d'offrir d'autres services : l'estimation paramétrique de modèles pour simplifier la configuration des gestionnaires énergétiques, la simulation pour la validation et la prédiction fonction de scénarios définis par exemple. Cette autre dimension de la complexité est abordée dans un second volet du manuscrit. Des solutions de réécriture automatique de modèles sont proposées grâce à des manipulations symboliques permettant différents types de transformation. Plusieurs exemples de génération automatique de modèles applicatifs sont présentés
Energy management for building has become a major issue this last decade because of its energy impact. Building energy management reduces energy wastes and enable a better matching between energy needs and grid capabilities. Different types of energy management systems are proposed in scientific literature, most of them with anticipation capacities.The first results do not really consider the complexity issue coming from the number of modeling elements and also coming from the diversity of energy management applications.This thesis proposes elements of solution to the complexity problem. The work started by analyzing the energy management system 'GHomeTech' and its adaptation to the complex building prototype CANOPEA. The issue of composition from elementary models is explored. A solution is proposed; it enables the reusability of elementary models. Aggregation and transformation into mixed integer linear programming optimization models is presented. The resulting tool has been validated on the CANOPEA project.Energy management is not limited to MILP optimization. Different types of applications are also used to provide other services: parametric estimation models to simplify the configuration of energy management systems, simulation for validation and prediction depending on pre-defined scenarios for example. This other dimension of complexity is discussed in a second part of the manuscript. Solutions for automatic rewriting of models are detailed. It relies on symbolic manipulations in different types of processing. Several examples of applications illustrating the automatic generation of models are presented

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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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Dang, Hoang Anh. "Modélisation en vue de la simulation énergétique des bâtiments : Application au prototypage virtuel et à la gestion optimale de PREDIS MHI." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957613.

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Abstract:

En France, le secteur de bâtiment est le plus gros consommateur d'énergie avec 43% de la consommation énergétique française et avec 24% des émissions nationales de CO2. En effet, le bâtiment constitue donc ainsi un immense gisement d'économies d'énergie, donc de réduction de gaz à effet de serre. Pour répondre à cet objectif, il est nécessaire d'améliorer l'efficacité énergétique et réaliser la gestion optimale de consommation énergétique dans le bâtiment. Notre thématique de recherche et notre contribution dans cette thématique rejoint l'un des premiers verrous dans cette perspective, celui de la modélisation et de la simulation système. Les travaux de ce mémoire de thèse s'inscrivent donc dans la modélisation unitaire et globale des composantes énergétiques de la plateforme Monitoring et Habitat Intelligent (MHI) PREDIS, au sein du laboratoire Génie Electrique de Grenoble (G2Elab). Les modèles développés sont appliqués à la simulation dynamique, la gestion des flux énergétiques, la réhabilitation et la conception du bâtiment.

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Frapin, Marie. "Etude de stratégies de gestion énergétique en temps réel à l'échelle multizone." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM069/document.

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Abstract:

Pour faciliter la transition énergétique vers la réduction de la consommation des énergies fossiles, la réduction des émissions de CO2 et l’intégration des sources d’énergie renouvelables, il convient d’étudier des stratégies permettant d’adapter en temps réel la gestion énergétique de manière optimale par rapport aux contraintes extérieures et intérieures du bâtiment. Des leviers d’action existent à l’échelle de l’îlot comme la mutualisation des productions et des consommations. Cette thèse présente l’application de techniques d’optimisation au développement de stratégies de gestion du chauffage électrique d’un bâtiment multizone comportant des logements et des bureaux. Pour réduire les temps de calcul par rapport à une approche de résolution globale d’un problème d’optimisation à grande échelle, les méthodes de décomposition-coordination ont été étudiées. Ces méthodes permettent de résoudre des sous-problèmes d’optimisation à l’échelle de chaque zone et de réintégrer les couplages entre zones (couplages thermiques et partage d’une ressource) avec une étape de coordination. Une méthode décomposée-coordonnée a été retenue pour chaque type de couplage permettant la mise en place d’une gestion en temps réel à l’échelle multizone
To facilitate the energy transition towards the reduction of fossil fuels consumption, CO2 emissions and the integration of renewable energy sources, it is necessary to study realtime management strategies to adapt energy management in an optimal way according to external and internal perturbations and the evolution of the building. Solutions exist at the scale of blocks of buildings such as production and consumption pooling. This thesis presents the development of real-time management strategies, using optimisation techniques, for the electric heating of a multi-zone building mixing residential and tertiary uses. To decrease computation time compared to a global resolution approach of large-scale optimisation problems, decomposition-coordination methods were studied. These methods consist in solving sub-problems of optimisation in each zone and reintegrating the links between zones (thermal couplings and resource sharing) using a coordination step. One of these methods was chosen for each type of coupling allowing the implementation of real-time management at a multi-zone scale

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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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Chenailler, Hervé. "L'efficacité d'usage énergétique : pour une meilleure gestion de l'énergie électrique intégrant les occupants dans les bâtiments." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734291.

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Abstract:

La consommation énergétique, et en particulier électrique, des bâtiments est grandement influencée par le comportement de ses usagers. L'analyse de l'usage électrique au travers d'un retour d'expérience réalisé sur une plateforme bâtiment-test nous a permis d'identifier qu'il pouvait exister différentes formes de satisfactions des usagers remettant en question la notion même d'efficacité énergétique d'un bâtiment. Afin de pouvoir intégrer l'acteur humain dans la conception de systèmes complexes bâtiment, nous proposons de définir la notion d'efficacité d'usage énergétique (EUE). Cette notion repose en particulier sur la satisfaction des usagers vis à vis d'un service que l'on a pu décomposer et quantifier au travers de fonctions de satisfaction rationnelles et sensibles. Le but de cette proposition est la construction d'un diagramme de compromis Coût / Satisfaction qui se positionne à la fois comme un outil effectif d'aide à la décision pour la conception de systèmes énergétiques du bâtiment intégrant l'usager et comme outil d'aide à la sobriété énergétique.

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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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Kashif, Ayesha. "Modélisation du comportement humain réactif et délibératif avec une approche multi-agent pour la gestion énergétique dans le bâtiment." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENM030/document.

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Abstract:

La consommation énergétique dans le secteur bâtiment dépend de diverses facteurs parmi lesquels ses caractéristiques physique, ses équipements, l’environnement extérieur, etc… mais il ne faut pas oublier le comportement des habitants qui est déterminant pour la consommation énergétique globale. Or, la plupart des travaux et outils représentent les occupants par des profils d’occupation. Cette thèse s’intéresse à la représentation plus détaillée du comportement des occupants, en particulier les mécanismes cognitifs, réactifs et délibératifs. Le comportement dynamique des occupants est modélisé et co-simulé avec les aspects physiques et des éventuels systèmes de gestion énergétique. L’analyse de la consommation de différents équipements électroménagers met en évidence que le consommation énergétique est très dépendante des comportements des occupants. L’analyse des consommations et des actions des habitants permet d’élaborer un modèle du comportement des occupants impactant la consommation énergétique. Le modèle représente des mécanismes cognitifs, qui représente les causes qui motivent les actions, incluant des échange avec d’autres acteurs humains. Une approche à base d’agents logiciels a été développée. Outre les aspects techniques, une méthodologie de réglage des paramètres des modèles de comportement est proposée. Ces outils sont utilisés pour réaliser une co-simulation représentant la physique du bâtiment, le comportement réactif, c’est-à-dire sensible aux données physiques, et délibératif des habitants mais aussi un système de gestion énergétique qui peut ajuster directement la configuration du logement ou simplement conseiller ces occupants. L’impact de différents types de comportements, avec et sans gestionnaire énergétique est analysé. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans la simulation bâtiment, dans la validation de gestionnaires énergétiques mais aussi dans la représentation des bâtiments dans les réseaux d’énergie dits intelligents, dans lesquels des signaux peuvent être envoyés aux utilisateurs finaux pour les inviter à moduler leur consommation
Energy consumption in buildings is affected by various factors including its physical characteristics, the appliances inside, and the outdoor environment, etc. However, inhabitants’ behaviour that determines the global energy consumption must not be forgotten. In most of the previous works and simulation tools, human behaviour is modelled as occupancy profiles. In this thesis the focus is more on detailed behaviour representation, particularly the cognitive, reactive, and deliberative mechanisms. The inhabitants’ dynamic behaviour is modelled and co-simulated together with the physical aspects of a building and an energy management system. The analysis of different household appliances has revealed that energy consumption patterns are highly associated with inhabitants’ behaviours. Data analysis of inhabitants’ actions and appliances’ consumptions is used to derive a model of inhabitants’ behaviour that impacts the energy consumption. This model represents the cognitive mechanisms that provide causes that motivate the actions, including the communication with other inhabitants. An approach based on multi-agent systems is developed along with a methodology for parameter tuning in the proposed behaviour model. These tools are used to co-simulate, not only the physical characteristics of the building, the reactive behaviour that is sensitive to physical data, and deliberative behaviour of the inhabitants, but also the building energy management system. The energy management system allows the direct adjustment of the building parameters or simply giving advice to the inhabitants. The impact of different types of inhabitants’ behaviours, with and without the inclusion of an energy management system is analyzed. This work opens new perspectives not only in the building simulation and in the validation of energy management systems but also in the representation of buildings in the smart grid where signals can be sent to end users advising them to modulate their consumption

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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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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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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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Delorme-Costil, Alexandra. "Modèles prédictifs et adaptatifs pour la gestion énergétique du bâtiment résidentiel individuel : réseaux de neurones artificiels basés sur les données usuellement disponibles." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0020.

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Abstract:

L'utilisation de régulation prédictive permet de diminuer la consommation d'énergie des bâtiments résidentiels sans diminuer le confort de l'habitant. C'est dans ce but que la société BoostHeat développe une chaudière thermodynamique à grande efficacité énergétique. La production simultanée de l'eau chaude sanitaire (ECS) et du chauffage permet de nombreuses stratégies de régulation pour en optimiser les performances. L'utilisation de régulations prédictives permet d'anticiper les besoins énergétiques, de prendre en compte l'impact de l'inertie du bâtiment sur la température intérieure et ainsi de faire des choix de gestion de productions minimisant la consommation énergétique. Les modèles utilisés aujourd'hui dans les régulations prédictives sont contraignants. En effet, ces modèles nécessitent de grandes quantités de données, soit sur un échantillon représentatif de bâtiments, soit sur chaque bâtiment modélisé. Ils peuvent également avoir besoin d'études détaillées sur le bâtiment, les occupants et leurs habitudes de consommation. Afin de permettre à la société BoostHeat d'utiliser une régulation prédictive sur sa chaudière sans passer par une étape complexe de modélisation à chaque installation de chaudière, nous proposons des modèles adaptatifs utilisant les informations communément disponibles sur une installation classique. Nous choisissons de développer des réseaux de neurones artificiels pour la prédiction d'une part des consommations d'ECS et d'autre part de la température intérieure du bâtiment. Les réseaux de neurones artificiels sont déjà utilisés pour modéliser les consommations énergétiques d'un bâtiment spécifique, cependant nos modèles sont génériques et s'adaptent automatiquement au bâtiment dans lequel la chaudière est installée. Plusieurs modèles sont développés afin d'étudier l'impact du choix des entrées, des quantités de données d'apprentissage et de l'architecture du réseau de neurones artificiels sur la qualité de la prédiction. Les modèles de prédiction de consommation d'ECS ainsi réalisés sont testés sur trois cas expérimentaux alors que les modèles de prédiction de température intérieure sont testés sur deux cas expérimentaux et cent-vingt cas simulés. Cela permet de tester leur adaptation à l'ensemble du parc immobilier français. Nous montrons, pour la prédiction de consommation d'ECS comme pour la prédiction de température intérieure, que deux semaines de données collectées suffisent à une bonne adaptation des modèles à un cas spécifique. Le modèle le plus performant pour la prédiction de consommation d'eau chaude sanitaire a uniquement besoin des consommations des instants précédents. Le modèle de prédiction de température intérieure a de meilleures performances sur les bâtiments les moins isolés. Les résultats obtenus sont prometteurs pour l'application des régulations prédictives à grande échelle
The use of predictive control permits to reduce the energy consumption of residential buildings without reducing the comfort of the inhabitant. The company BoostHeat develops a thermodynamic furnace with high energy efficiency for this purpose. Simultaneous production of domestic hot water (DHW) and heating allows many control strategies to optimize performance. The use of predictive controls makes it possible to anticipate energy needs, to take into account the impact of building inertia on indoor temperature and thus to make production management choices that minimize energy consumption. The models used today in predictive controls are binding. Indeed, these models require large amounts of data, either on a representative sample of buildings or on each modeled building. They may also need detailed studies of the building, the occupants and their consumption practices. In order to allow BoostHeat to use predictive control without going through a complex modeling step at every furnace installation, we propose adaptive models using information commonly available on a typical installation. We choose to develop artificial neural networks for the prediction on the one hand of the consumptions of DHW and on the other hand of the ambiant temperature of the building. Artificial neural networks are already used to model the energy consumption of a specific building, however our models are generic and automatically adapt to the building in which the furnace is installed. Many models are developed to study the impact of the choice of inputs, amounts of learning data and artificial neural network architecture on the accuracy of prediction. The DHW consumption prediction models are tested on three experimental cases while the indoor temperature prediction models are tested on two experimental cases and one hundred and twenty simulated cases. This makes it possible to test their adaptation to the entire French housing stock. We show, for the prediction of DHW consumption as for the indoor temperature prediction, that two weeks of collected data are sufficient for a good adaptation of the models to a specific case. The most efficient model for the prediction of domestic hot water consumption only needs the consumptions of the previous instants. The indoor temperature prediction model performs better on less isolated buildings. The results obtained are promising for the application of predictive controls on a large scale

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Chenailler, Hervé. "L'efficacité d'usage énergétique : pour une meilleure gestion de l'énergie électrique intégrant l'usager dans les bâtiments." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00771667.

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Abstract:

La consommation énergétique, et en particulier électrique, des bâtiments est grandement influencée par le comportement de ses usagers. L'analyse de l'usage électrique au travers d'un retour d'expérience réalisé sur une plateforme bâtiment-test nous a permis d'identifier qu'il pouvait exister différentes formes de satisfactions des usagers remettant en question la notion même d'efficacité énergétique d'un bâtiment. Afin de pouvoir intégrer l'acteur humain dans la conception de systèmes complexes bâtiment, nous proposons de définir la notion d'efficacité énergétique d'usage (EUE). Cette notion repose en particulier sur la satisfaction des usagers vis à vis d'un service que l'on a pu décomposer et quantifier au travers de fonctions de satisfaction rationnelles et sensibles. Le but de cette proposition est la construction d'un diagramme de compromis Coût / Satisfaction qui se positionne à la fois comme un outil effectif d'aide à la décision pour la conception de systèmes énergétiques du bâtiment intégrant l'usager et comme outil d'aide à la sobriété énergétique.

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Park, Herie. "Modélisation dynamique des apports thermiques dus aux appareils électriques en vue d'une meilleure gestion de l'énergie au sein de bâtiments à basse consommation." Thesis, Cergy-Pontoise, 2013. http://www.theses.fr/2013CERG0683/document.

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Abstract:

Ce travail propose un modèle thermique dynamique des appareils électriques dans les bâtiments basse consommation. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence des gains thermiques de ces appareils sur le bâtiment. Cette étude insiste sur la nécessité d'établir un modèle thermique dynamique des appareils électriques pour une meilleure gestion de l'énergie du bâtiment et le confort thermique de ses habitants.Comme il existe des interactions thermiques entre le bâtiment et les appareils électriques, sources de chaleur internes au bâtiment, il est nécessaire de modéliser le bâtiment. Le bâtiment basse consommation est modélisé dans un premier temps par un modèle simple reposantl'étude d'une pièce quasi-adiabatique. Ensuite, dans le but d'établir le modèle des appareils électriques, ceux-ci sont classés en quatre catégories selon leurs propriétés thermiques et électriques. A partir de cette classification et du premier principe de la thermodynamique, un modèle physique générique est établi. Le protocole expérimental et la procédure d'identification des paramètres thermiques des appareils sont ensuite présentés. Afin d'analyser la pertinence du modèle générique appliqué à des cas pratiques, plusieurs appareils électriques utilisés fréquemment dans les résidences – un écran, un ordinateur, un réfrigérateur, un radiateur électrique à convection et un micro-onde – sont choisis pour étudier et valider ce modèle ainsi que les protocoles d'expérimentation et d'identification. Enfin, le modèle proposé est intégré dans le modèle d'un bâtiment résidentiel développé et validé par le CSTB. Ce modèle couplé des appareils et du bâtiment est implémenté dans SIMBAD, un outil de simulation du bâtiment. A travers cette simulation, le comportement thermique du bâtiment et la quantité d'énergie nécessaire à son chauffage sur une période hivernale, ainsi que l'inconfort thermique dû aux appareils électriques durant l'été, sont observés.Ce travail fournit des résultats quantitatifs de l'effet thermique de différents appareils électriques caractérisés dans un bâtiment basse consommation et permet d'observer leur dynamique thermique et leurs interactions. Finalement, cette étude apporte une contribution aux études de gestion de l'énergie des bâtiments à basse consommation énergétique et du confort thermique des habitants
This work proposes a dynamic thermal model of electrical appliances within low energy buildings. It aims to evaluate the influence of thermal gains of these appliances on the buildings and persuades the necessity of dynamic thermal modeling of electrical appliances for the energy management of low energy buildings and the thermal comfort of inhabitants.Since electrical appliances are one of the free internal heat sources of a building, the building which thermally interact with the appliances has to be modeled. Accordingly, a test room which represents a small scale laboratory set-up of a low energy building is first modeled based on the first thermodynamics principle and the thermal-electrical analogy. Then, in order to establish the thermal modeling of electrical appliances, the appliances are classified into four categories from thermal and electrical points of view. After that, a generic physically driven thermal model of the appliances is derived. It is established based also on the first thermodynamics principle. Along with this modeling, the used experimental protocol and the used identification procedure are presented to estimate the thermal parameters of the appliances. In order to analyze the relevance of the proposed generic model applied to practical cases, several electrical appliances which are widely used in residential buildings, namely a monitor, a computer, a refrigerator, a portable electric convection heater, and microwave are chosen to study and validate the proposed generic model and the measurement and identification protocols. Finally, the proposed dynamic thermal model of electrical appliances is integrated into a residential building model which was developed and validated by the French Technical Research Center for Building (CSTB) on a real building. This coupled model of the appliances and the building is implemented in a building energy simulation tool SIMBAD, which is a specific toolbox of Matlab/Simulink®. Through the simulation, thermal behavior and heating energy use of the building are observed during a winter period. In addition, thermal discomfort owing to usages of electrical appliances during a summer period is also studied and quantified.This work therefore provides the quantitative results of thermal effect of differently characterized electrical appliances within a low energy building and leads to observe their thermal dynamics and interactions. Consequently, it permits the energy management of low energy buildings and the thermal comfort of inhabitants in accordance with the usages of electrical appliances

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Arnal, Etienne. "Modélisation et commande hiérarchisées du bâtiment pour l'amélioration des performances énergétiques, thermiques et optiques." Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00873975.

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Abstract:

A notre époque, la maîtrise des consommations énergétiques est un enjeu très important pour la préservation des ressources naturelles terrestres. Outre le domaine des transports, des gains énergétiques significatifs existent dans le domaine des bâtiments résidentiels ou tertiaires. Alors que la construction basse consommation est aujourd'hui une réalité, la rénovation n'est que très rarement mise en pratique. Ainsi, l'objectif de cette thèse est d'évaluer les gains énergétiques potentiels issus de la rénovation d'un bâtiment ancien pour être en cohérence avec son environnement et ses modes d'exploitation. Au coeur de ce travail se trouvent les problématiques du système bâtiment, et du confort des occupants. Au regard de ces connaissances, nous proposons une architecture globale de contrôle du bâtiment répondant à des missions de confort optique et thermique, et de réduction des consommations énergétiques. Pour cela nous nous appuyons sur l'approche systémique et l'Automatique qui permettent depuis la modélisation jusqu'à l'élaboration de lois de commande de faire coopérer toutes les installations domotiques. L'évaluation du contrôle est réalisée en simulation sur un bâtiment ancien équipé d'un chauffage central, de luminaires et de stores vénitiens intérieurs pilotés. L'architecture de contrôle présentée est issue d'une analyse systémique du bâtiment et se base sur une approche hiérarchique en adéquation avec les exigences des utilisateurs et les différentes échelles de représentation. Afin d'expérimenter cette architecture de contrôle, un modèle physique de bâtiment multi-échelle a été réalisé en utilisant une approche Bond-Graph et permet d'estimer le comportement optique et thermique du bâtiment en séparant les dynamiques lentes et rapides. La synthèse des lois de commande a ensuite été effectuée en réduisant ce modèle de simulation et a permis d'implémenter deux lois de commandes. La première s'exprime à l'échelle du bâtiment par une commande prédictive du chauffage central et considère l'évolution future de la température extérieure et de la puissance radiative solaire. La seconde prend place au niveau des pièces sous la forme d'une commande optimale des radiateurs, des stores et des luminaires afin d'assurer la température opérative moyenne et l'éclairement moyen souhaité par les occupants. L'étude des gains énergétiques offerts par la rénovation du système de contrôle a permis de mettre en valeur l'intérêt de l'architecture de contrôle présenté. Les résultats ont montré que l'implantation d'une commande prédictive sur le chauffage central permet de réduire de plus de 20% ses consommations énergétiques. Par ailleurs, le contrôle optimal dans les pièces offre un gain d'environ 20% sur le confort thermique et de 75% sur le confort optique.

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Ahmad, Maha. "Nouveaux composants actifs pour la gestion énergétique de l'enveloppe légère des bâtiments. Couplage matériaux à changement de phase, super-isolation, apports solaires." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2004. http://www.theses.fr/2004GRE10167.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est la réalisation de composants de la structure des bâtiments incorporant des Matériaux à Changement de Phase (MCP) couplés à un super-isolant (VIP, Vacuum Insulation Panel), pour d'une part améliorer l'inertie thermique des parois et le confort à l'intérieur des locaux et d'autre part pour réaliser une enveloppe légère l'étude est divisée en deux parties. La première partie est relative à l'étude des propriétés thermiques des parois soit expérimentalemenl soit par simulation numérique. Cette partie a permis de choisir le type de paroi ainsi que le MCP. La deuxième partie concerne l'étude de deux cellule-tests isolées avec un VIP. Une cellule est équipée de panneaux contenant le MCP couplés avec le super isolant. Des mesures de températures et de flux ont permis de caractériser le comportement thermique des deux cellules pour différentes conditions climatiques. Une simulation numérique réalisée à l'aide du logiciel TRNSYS modifié donne des résultats en bon accord avec l'expérience L'étude montre ainsi que telles parois permettent un stockage efficace de l'énergie solaire entrant par les faces vitrées. En été comme er hiver, l'amplitude de la température intérieure de la cellule avec MCP est diminuée de 20. C sur un cycle journalier. Le MCP donc joue convenablement son rôle d'" amortisseur thermique" et les fluctuations des températures intérieures sont considérablement réduites. Les panneaux définis dans cette étude sont susceptibles de développements ultérieurs
The objective of this study is the realization of building components incorporating a Phase Change Material (PCM) cou pied with a Vacuuri Insulation Panel (VIP) (i) to improve thermal inertia of the walls and comfort inside the buildings (ii) to build a light envelope. The study is shared in two parts. The first part deals with the thermal study of walls either experimentally or by numerical simulation in order to choose the panels and the PCMs. The second part concerns the study of two test-ce Ils with super-insulated light wallboards, one of them being equipped with PCM panels. Temperature and heat flux measurements allowed us to characterize the thermal behaviour of the two cells submitted to climatic conditions. A numerical simulation with the TRNSYS software has been carried out. This simulation required the implementation of a new computational module in the software. An excellent agreement was found with the experimental results over a large period of time (severé months) thus demonstrating the validity of the mode!. This study showed that the efficiency of PCM is remarkable with a reduction of the indoor temperature amplitude of approximately 20. C in the test-cell. The PCM structure showed significant heat storage and de-storage. PCM panels developed within the framework of this study seem interesting for future development

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Eynard, Julien. "Gestion optimale de l'énergie dans un procédé multi-source pour le chauffage de bâtiments." Phd thesis, Université de Perpignan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00536864.

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Abstract:

L'exploitation excessive des ressources énergétiques fossiles pose aujourd'hui des problèmes liés au changement climatique, à leur épuisement et en conséquence à l'augmentation de leur prix. Ces problèmes nécessitent des solutions innovantes, telles que le recours aux énergies renouvelables, afin d'en restreindre l'impact. Les travaux présentés dans ce manuscrit s'attachent à répondre à cette problématique par l'intermédiaire d'une méthodologie d'optimisation énergétique, appliquée au secteur du bâtiment et notamment au poste de chauffage, l'un des plus gros consommateurs d'énergie en France. Cette méthodologie est basée sur la modélisation du procédé de chauffage considéré et d'un moyen de stockage énergétique, ainsi que sur le développement d'outils de contrôle prédictif exploitant la connaissance de perturbations futures. Cette approche a été utilisée pour l'optimisation énergétique d'une chaufferie collective, gérée par la société Cofely GDF-SUEZ et qui alimente en eau chaude, via un réseau de chaleur, un quartier de La Rochelle. Un modèle modulaire de l'installation actuelle, dont le fonctionnement s'appuie sur un mix énergétique renouvelable et non renouvelable, a été développé à partir de mesures réalisées sur le site et de techniques de modélisation de types boite noire, boite grise ou boite blanche, en fonction de la connaissance disponible. La chaufferie ne disposant pas d'un système de stockage, nous avons proposé une modification hydraulique afin d'en intégrer un. Le modèle de ce système a complété le modèle de la chaufferie. Pour la gestion du stockage, deux contrôleurs différents, dont l'un basé sur la commande prédictive optimale et exploitant des prédictions pour anticiper le comportement de la chaufferie, ont été proposés. Ces prédictions sont fournies par un module intégrant une analyse multi-résolution par décomposition en ondelettes et utilisant les réseaux de neurones artificiels. Les résultats obtenus avec le contrôleur prédictif montrent que l'utilisation optimale d'un système de stockage permet d'améliorer de façon très significative le fonctionnement de la chaufferie. La consommation énergétique fossile, le coût de fonctionnement de l'installation, les émissions de CO2 et le taux de couverture de l'énergie fossile sont fortement réduits, tout en améliorant le respect des contraintes techniques de fonctionnement.

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Hadji, Rezai Sara. "Méthode d’évaluation de l’impact des composants de construction sur la performance globale (énergétique & environnementale, économique et sociale) d’un bâtiment tout au long de son cycle de vie." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS014/document.

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Abstract:

Aujourd’hui les attentes en terme de performance énergétique, environnementale, mais également économique et sociale, toujours de plus en plus élevées, rendent de plus en plus complexe l’acte de construire et compliquée la prise de décision en phase de conception. Aussi l’enjeu de demain est notamment d’accompagner les acteurs de la construction dans le choix de composants de construction les moins risqués et les plus appropriés pour un projet de construction donné. Cette thèse est née de la volonté de répondre à cet enjeu. Aussi, l’objectif de cette thèse a été de développer une méthode d’évaluation de l’impact de l’intégration d’un composant de construction sur la performance globale (énergétique, environnementale, économique et sociale) d’un bâtiment tout au long de son cycle de vie. L’appropriation de la culture du risque, son appréciation (identification, analyse et évaluation), ainsi que son management dans le domaine de la construction est un phénomène récent, encore principalement à l’état de recherche. Cependant d’autres domaines tels que le nucléaire, l’aéronautique ou la finance ont déjà acquis des connaissances, développé des outils, méthodes et techniques et mis en exergue des bonnes pratiques et des précautions à suivre. Ainsi nous avons choisi de nous appuyer sur cela pour développer notre méthode et notamment nous avons fait le choix d’utiliser la méthode classique de Cooke (1991) pour pondérer les jugements d’experts et s’assurer qu’ils soient les plus représentatifs de la réalité. La méthode proposée ici se décompose en trois étapes. La première est une étape préliminaire qui permet d’une part de définir les objectifs de performance à atteindre pour un bâtiment performant en construisant une famille d’indicateurs de performance et d’autre part de choisir entre les deux étapes suivantes. Soit le composant de construction est largement diffusé et le processus principal est mis en œuvre. Soit il est innovant et c’est le processus secondaire qui est mis en œuvre. In fine la méthode permet : 1) d’identifier les couples ‘aléa/risque’ associés au composant étudié (composant largement diffusé ou innovant) ; 2) de mettre en évidence, grâce à l’aide d’un jeu de poids pondérant les indicateurs de performance représentant la performance globale à atteindre pour un bâtiment donné : a) les indicateurs les plus sensibles au regard de ce composant (composant largement diffusé) b) l’impact de l’intégration du composant via les couples ‘aléa/risque’ recensés sur tout le cycle de vie du bâtiment à l’échelle du composant et à l’échelle du bâtiment (composant largement diffusé). Elle a été expérimentée sur deux composants de construction, l’un largement diffusé, l’autre innovant et cela a permis de mettre en exergue ses avantages, limites, perspectives et améliorations d’un point de vue théorique. Mais également d’identifier des bonnes pratiques, des risques et des apprentissages associés à sa mise en application. Sa force réside dans son déploiement à grande échelle. Plus elle sera mis en œuvre sur un grand nombre de composants de construction d’une même famille et plus elle apportera un intérêt dans l’aide à la conception grâce à la comparaison entre ces composants pour choisir le plus approprié et le moins risqué pour un projet de construction donné
Current expectations in terms of energy, environmental, economic and social performance, are increasingly higher, making more complex the act of building and complicating decision-making in the design phase. Therefore, tomorrow's challenge includes the support of construction stakeholders in the choice of the least risky and most appropriate construction components for a given construction project. This PhD was born of the desire to respond to this challenge. The objective being to develop a method for assessing the impact of the integration of a construction component on the overall performance (energy, environmental, economic and social) of a building throughout its life cycle. The appropriation of the risk culture, its assessment (identification, analysis and evaluation), and its management in the field of construction is a new phenomenon, still mainly in the state of research. However, other fields such as nuclear, aeronautics or finance have already acquired knowledge. Tools, methods and techniques were developed and highlighted good practices and precautions to be followed. This robust basis was used to develop our method and in particular, the classical method of Cooke (1991) was used to weigh the expert judgments in order to ensure a better representativeness of reality. The proposed method is composed of three steps. The first is a preliminary step that allows to define the objectives of performance to be achieved for an efficient building by building-up a family of performance indicators. It also allows to choose between the two next steps. Either the construction component is largely distributed and the main process is implemented, or it is innovative component and the secondary process is implemented. In fine the method enables : 1) to identify the 'hazard/risk' pairs associated with the component studied (largely distributed or innovative component) ; 2) to highlight, by weighting the performance indicators representing the overall performance to be achieved for a particular building : a) the most sensitive indicators regarding this component (largely distributed component) ; b) the impact of the integration of this component through the 'hazard/risk' pairs identified throughout the life cycle of the building at the component scale and at the building scale (largely distributed component). It was tested on two construction components, one largely distributed, the other innovative, which has highlighted the method advantages, limits, prospects and improvements from a theoretical point of view. But also to identify good practices, risks and learning associated with its implementation. Its strength lies in its large-scale deployment. The more it will be implemented on a large number of construction components of the same family, the more it will bring an interest in design assistance by comparing these components to choose the most appropriate and least risky for a given construction project

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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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Gayral, Laurent. "Gestion de l'énergie au sein du patrimoine bâti des collectivités territoriales européennes dans le cadre de la libéralisation des marchés : étude économique des mécanismes financiers favorisant l’investissement dans l'efficacité énergétique." Paris 9, 2005. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=2005PA090073.

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Abstract:

La composante territoriale et patrimoniale de la maîtrise de l’énergie est peu développée car de nombreuses barrières – politiques, organisationnelles et financières - entravent la réalisation d’investissements dans l’efficacité énergétique. Malgré le fait qu’investir dans l’amélioration de l’efficacité énergétique de leur patrimoine bâti est une démarche rationnelle, ce type d’investissement est loin d’être systématiquement réalisé par les collectivités territoriales. Leur capacité d’investissement limitée, associée à leur perception du manque de capital disponible pour financer leurs projets, aboutit au « cercle vicieux du gaspillage énergétique ». Notre thèse a pour objet d’analyser les outils économiques et financiers permettant aux collectivités territoriales d’investir afin d’entrer dans le cercle vertueux de l’efficacité énergétique. Notre problématique est celle du financement des investissements dans l’efficacité énergétique au niveau local. Nous donnons une description très précise du fonctionnement de chacun des mécanismes financiers répertoriés. Nous illustrons leur mise en place au sein de municipalités européennes à travers de nombreuses études de cas. Nous formulons, au final, des recommandations en vue de leur large reproductibilité au sein des collectivités territoriales françaises
The territorial and patrimonial components of energy savings aren't well developed because many barriers – political, organisational and financial - prevent investments in energy efficiency. Although investing in the improvement of the energy efficiency of their public buildings is a rational process, the local authorities are far from systematically carrying out this type of investment. Their limited investment capacity, associated to the lack of spare capital to finance their projects leads them to a « vicious circle of energy wasting". Our thesis analyzes the economic and financial tools a local authority can use to invest and enter a « virtuous circle of energy efficiency ». Our topic deals with the financing of energy efficiency investments at a local level. We describe with details the functioning of each financial mechanism indexed. We illustrate their implementation within European municipalities through many case studies. Finally, we suggest recommendations for their broad reproducibility within French local authorities

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Saheb, Yamina. "Interaction énergétique bâtiment-équipement : expérimentation et modélisation." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30191.

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Allaire, Didier. "Développement d’une approche systémique de la gestion patrimoniale d’un parc immobilier d’envergure nationale pour améliorer sa performance énergétique : une application menée sur le parc immobilier de l’État utilisé par le ministère de la défense." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1174/document.

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Abstract:

Les politiques abordant la problématique énergétique en France dans le domaine immobilier se focalisent sur les actions à conduire à l'échelle du bâtiment. Cette vision parcellaire occulte l'existence d'autres objets immobiliers pour lesquels l'efficacité d'une démarche limitée à la seule mise en œuvre de solutions techniques est insuffisante : c'est le cas des grands patrimoines immobiliers d'envergure nationale. L'approche systémique montre que la résolution du problème soulevé par l'intégration de la nouvelle donne énergétique ne réside pas dans l'action énergétique mais dans la mutation du système de gestion patrimoniale. La compréhension énergétique d'un parc immobilier implique alors de réinterpréter l'objet immobilier lui-même pour comprendre son fonctionnement global et déterminer un processus d'amélioration continue dans lequel devra s'inscrire la maîtrise du flux énergétique. Ce travail de thèse appréhende la complexité fonctionnelle des parcs immobiliers d'envergure nationale en menant une interprétation systémique fondée sur l'établissement d'un concept de performance globale. Cette démarche, avant tout, méthodologique repose sur l'élaboration d'une cartographie des processus macroscopiques devant intervenir en gestion patrimoniale pour obtenir une évolution positive du système immobilier. L'étude menée sur le parc ministériel de la défense a permis de confronter notre démarche à une forme réelle de complexité immobilière et de la mettre en pratique dans le domaine énergétique. L'élaboration d'une stratégie ministérielle et l'établissement d'un système d'information de gestion ont notamment contribué à valider la portée opérationnelle des résultats obtenus. L'émergence d'une véritable pensée stratégique patrimoniale ouvre des perspectives d'évolution systémique fondées sur la réorganisation progressive d'un fonctionnement immobilier souvent rudimentaire
Policies addressing energy issues in France in the real estate focus on actions to be taken throughout the building. This fragmented view obscures the existence of other real estate objects for which the effectiveness of an approach limited to only implement technical solutions is insufficient: the case of nationwide real estate assets. The systemic approach shows that the resolution of the problem raised by the integration of the new energy context doesn't lie in the energy action but in the transformation of building management beyond energy. A building stock energy understanding implies to review the real estate object itself to get its overall functioning and develop an improvement process in which to integrate the control of energy flow. This thesis presents a systemic interpretation of national building stocks and an analysis of their functional complexity using a concept of global performance. This approach, above all, based on the methodological development of a macroscopic process mapping to intervene in asset management for a positive development of the real estate system. The particular study of the Defence real estate has to confront the complexity of real estate and to apply our methodological framework to the energy field. The validation of a strategic approach and the establishment of a management information system helped to validate the operational range of results. The emergence of a real estate strategic thinking reveals perspectives of systemic progression based on the gradual reorganization of real estate rudimentary operation

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Faure, Xavier. "Optimisation d’enveloppe hybride pour bâtiment à haute performance énergétique." Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10229.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans la thématique des enveloppes de bâtiment à haute performance énergétique. Un nouveau concept d'enveloppe hybride est proposé: en hiver, le chauffage est assuré par des capteurs solaires thermiques à air associés à des panneaux d'inertie (avec matériaux à changement de phase). Une circulation d'air, dans des cavités au sein de l'enveloppe, transporte l'énergie des capteurs jusqu'au stockage; en été, les surplus de chaleur sont absorbés dans les panneaux d'inertie puis évacués la nuit par une sur-ventilation des cavités d'air en boucle ouverte. Un modèle analytique global a été développé dans l'environnement TRNSys. Une maquette à l'échelle 1:1 (volume intérieur de 40m\ instrumentée, permet d'étudier la physique de l'enveloppe, et de valider le modèle en convection naturelle et forcée. La validation d'un modèle de transition de phase fait l'objet d'essais spécifiques. L'influence de la convection naturelle en phase liquide, ainsi que la variabilité des caractéristiques de transition de phase suivant les dynamiques des sollicitations sont mises en évidence. Les paramètres influents sont identifiés à l'aide d'une méthode d'analyse de sensibilité globale (FAST). Des études paramétriques montrent l'intérêt du système proposé: des réductions de 30% à 50% sont obtenues sur les consommations de chauffage, le nombre d'heures de surchauffe est nettement réduit, voir annulé. A consommations équivalentes, les épaisseurs des panneaux d'inertie sont de 1cm pour un stockage par chaleur latente, contre 5 à 8cm selon les climats pour un stockage par chaleur sensible
This work lies within the framework of low energy consumption building envelope. A new concept of hybrid envelope is proposed: in winter, space heating is ensured by thermal solar air collectors associated with inertial panels (containing phase change materials). The air flows into cavities located all around the envelope, and brings the collected energy to the inertial panels. Ln summer, overheat absorbed by inertial panels is discharged at night with an over-ventilation through the cavities, in an open loop configuration. A global analytical model was developed in the TRNSys environment. An instrumented experiment is realized in real size test cell (40m3) to study the physics of the envelope, and to validate the model in natural and forced convection. A specific rig is held for the phase change materials. The influences of the natural convection within the liquid phase are highlighted, as well as the variability of the phase transition characteristics with various boundary conditions. The most important parameters are identified using a global sensitivity analysis method (FAST). Parametric studies show the interest of such a system: reductions from 30% to 50% are obtained on heating loads; the number of overheating hours is clearly reduced and even cancelled. For equivalent loads, 1 cm thickness of inertial panels is enough for latent heat storage, against 5 to 8cm for sensible heat storage, according the climate

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Abdelatif, Merabtine. "Modélisation Bond Graphs en vue de l'efficacité énergétique du bâtiment." Phd thesis, Université de Lorraine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00789679.

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Abstract:

L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire concerne le développement d'un modèle global représentant le couplage de l'enveloppe du bâtiment avec les équipements énergétiques. Une approche systémique appelée les Bond Graphs, peu employée jusqu'ici dans la modélisation des systèmes thermiques, est utilisée. Le modèle global du bâtiment, regroupant sous le même environnement de simulation, les modèles de l'enveloppe du bâtiment, les apports solaires, les émetteurs de chauffage et de rafraîchissement et le système de ventilation, est développé pour reconstituer l'ensemble des articulations énergétiques entre l'enveloppe et les environnements intérieur et extérieur. A travers la modélisation d'un bâtiment multizone, le couplage systémique des modèles de l'enveloppe et des apports solaires est présenté. Par ailleurs, un système combinant un plancher chauffant et un plafond rafraîchissant est étudié à l'aide des modèles des émetteurs de chauffage et de rafraîchissement. Le renouvèlement d'air dans le bâtiment est également concerné par la modélisation Bond Graph. Enfin, des éléments de validation expérimentale sont présentés. Pour cela, la plateforme de tri-génération d'énergie ENERBAT est exploitée. L'objectif est d'étudier le couplage optimal enveloppe du bâtiment - équipements énergétiques pour lequel les modèles BG sont développés. Une étude paramétrique tenant compte des interactions entre les paramètres étudiés est menée sur un projet réel de rénovation. Finalement, une combinaison appropriée des paramètres étudiés a été retenue afin de réduire la consommation énergétique.

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Garnier, Antoine. "Système expert d'efficacité énergétique et de confort pour le bâtiment." Perpignan, 2014. http://www.theses.fr/2014PERP1243.

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Merabtine, Abdelatif. "Modélisation Bond Graphs en vue de l'Efficacité Énergétique du Bâtiment." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0121/document.

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Abstract:

L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire concerne le développement d'un modèle global représentant le couplage de l'enveloppe du bâtiment avec les équipements énergétiques. Une approche systémique appelée les Bond Graphs, peu employée jusqu'ici dans la modélisation des systèmes thermiques, est utilisée. Le modèle global du bâtiment, regroupant sous le même environnement de simulation, les modèles de l'enveloppe du bâtiment, les apports solaires, les émetteurs de chauffage et de rafraîchissement et le système de ventilation, est développé pour reconstituer l'ensemble des articulations énergétiques entre l'enveloppe et les environnements intérieur et extérieur. A travers la modélisation d'un bâtiment multizone, le couplage systémique des modèles de l'enveloppe et des apports solaires est présenté. Par ailleurs, un système combinant un plancher chauffant et un plafond rafraîchissant est étudié à l'aide des modèles des émetteurs de chauffage et de rafraîchissement. Le renouvèlement d'air dans le bâtiment est également concerné par la modélisation Bond Graph. Enfin, des éléments de validation expérimentale sont présentés. Pour cela, la plateforme de tri-génération d'énergie ENERBAT est exploitée. L'objectif est d'étudier le couplage optimal enveloppe du bâtiment - équipements énergétiques pour lequel les modèles BG sont développés. Une étude paramétrique tenant compte des interactions entre les paramètres étudiés est menée sur un projet réel de rénovation. Finalement, une combinaison appropriée des paramètres étudiés a été retenue afin de réduire la consommation énergétique selon la réglementation thermique française (RT2012)
Our works focus on the setting of reliable tools able to analyze the interaction between the building envelope and HVAC systems. The developed approach is based on Bond Graphs methodology, a graphical modeling language which is particularly suitable for energy exchanges. A numerical model gathering, under the same simulation environment, sub-models representing the building envelope, the solar gains, the floor heating, the chilled ceiling and the ventilation system, is developed in order to predict the energy interactions between these sub-systems. The multi-zone building model is developed in order to simulate and analyze the overall building thermal behavior. Then, the solar gains model is also included to predict the solar radiation exchanges in a way close to reality. The model of the heating and cooling system, combining the floor heating and the chilled ceiling, is developed in order to improve the thermal comfort of the building. Afterwards, the ventilation system is modeled in order to represent the air exchange inside the building. The experimental validation is carried out on the tri-generation unit integrated with a thermal solar system (platform ENERBAT). Furthermore, the parametrical study was realized in order to gain a better understanding according to the impact of some factors in the energy performance of the single-family building located in Meurthe-et-Moselle region (France). Optimization of several measures, such as insulation of the building envelope, type of glazing, building orientation and ventilation system, is performed to respond to the requirements of the French thermal standard (RT2012)

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Lefort, Antoine. "Un gestionnaire énergétique du bâtiment compatible smartgrid basée sur une commande prédéctive." Phd thesis, Supélec, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01061522.

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Abstract:

L'intégration des énergies renouvelables produites par un bâtiment et les réseaux de fourniture, qui sont amenés à proposer des tarifications et des puissances disponibles variables au cours de la journée, entraînent une grande variabilité de la disponibilité de l'énergie. Mais les besoins des utilisateurs ne sont pas forcément en accord avec cette disponibilité. La gestion de l'énergie consiste alors à faire en sorte que les moments de consommation des installations coïncident avec les moments où celle-ci est disponible. Notre objectif a été de proposer une stratégie de commande prédictive, distribuée et hiérarchisée, pour gérer efficacement l'énergie de l'habitat. Les aspects prédictifs de notre approche permettent d'anticiper les besoins et les variations de la tarification énergétique. L'aspect distribué va permettre d'assurer la modularité de la structure de commande, pour pouvoir intégrer différents usages et différentes technologies de manière simple et sans faire exploser la combinatoire du problème d'optimisation résultant.

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Artiges, Nils. "De l'instrumentation au contrôle optimal prédictif pour la performance énergétique du bâtiment." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT003/document.

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Abstract:

Face aux forts besoins de réduction de la consommation énergétique et de l’impact environnemental,le bâtiment d’aujourd’hui vise la performance en s’appuyant sur des sourcesd’énergie de plus en plus diversifiées (énergies renouvelables), une enveloppe mieux conçue(isolation) et des systèmes de gestion plus avancés. Plus la conception vise la basse consommation,plus les interactions entre ses composants sont complexes et peu intuitives. Seule unerégulation plus intégrée permettrait de prendre en compte cette complexité et d’optimiser lefonctionnement pour atteindre la basse consommation sans sacrifier le confort.Les techniques de commande prédictive, fondées sur l’utilisation de modèles dynamiqueset de techniques d’optimisation, promettent une réduction des consommations et de l’inconfort.Elles permettent en effet d’anticiper l’évolution des sources et des besoins intermittentstout en tirant parti de l’inertie thermique du bâtiment, de ses systèmes et autres élémentsde stockage. Cependant, dans le cas du bâtiment, l’obtention d’un modèle dynamique suffisammentprécis présente des difficultés du fait d’incertitudes importantes sur les paramètresdu modèle et les sollicitations du système. Les avancées récentes dans le domaine de l’instrumentationdomotique constituent une opportunité prometteuse pour la réduction de cesincertitudes, mais la conception d’un tel système pour une telle application n’est pas triviale.De fait, il devient nécessaire de pouvoir considérer les problématiques de monitoring énergétique,d’instrumentation, de commande prédictive et de modélisation de façon conjointe.Cette thèse vise à identifier les liens entre commande prédictive et instrumentation dansle bâtiment, en proposant puis exploitant une méthode générique de modélisation du bâtiment,de simulation thermique et de résolution de problèmes d’optimisation. Cette méthodologiemet en oeuvre une modélisation thermique multizone du bâtiment, et des algorithmesd’optimisation reposant sur un modèle adjoint et les outils du contrôle optimal. Elle a étéconcrétisée dans un outil de calcul permettant de mettre en place une stratégie de commandeprédictive comportant des phases de commande optimale, d’estimation d’état et decalibration.En premier lieu, nous étudions la formulation et la résolution d’un problème de commandeoptimale. Nous abordons les différences entre un tel contrôle et une stratégie de régulationclassique, entre autres sur la prise en compte d’indices de performance et de contraintes. Nousprésentons ensuite une méthode d’estimation d’état basée sur l’identification de gains thermiquesinternes inconnus. Cette méthode d’estimation est couplée au calcul de commandeoptimale pour former une stratégie de commande prédictive.Les valeurs des paramètres d’un modèle de bâtiment sont souvent très incertaines. Lacalibration paramétrique du modèle est incontournable pour réduire les erreurs de prédictionet garantir la performance d’une commande optimale. Nous appliquons alors notreméthodologie à une technique de calibration basée sur des mesures de températures in situ.Nous ouvrons ensuite sur des méthodes permettant d’orienter le choix des capteurs à utiliser(nombre, positionnement) et des paramètres à calibrer en exploitant les gradients calculéspar la méthode adjointe.La stratégie de commande prédictive a été mise en oeuvre sur un bâtiment expérimentalprès de Chambéry. Dans le cadre de cette étude, l’intégralité du bâtiment a été modélisé,et les différentes étapes de notre commande prédictive ont été ensuite déployées de mainière séquentielle. Cette mise en oeuvre permet d’étudier les enjeux et les difficultés liées àl’implémentation d’une commande prédictive sur un bâtiment réel.Cette thèse est issue d’une collaboration entre le CEA Leti, l’IFSTTAR de Nantes et leG2ELab, et s’inscrit dans le cadre du projet ANR PRECCISION
More efficient energy management of buildings through the use of Model Predictive Control(MPC) techniques is a key issue to reduce the environmental impact of buildings. Buildingenergy performance is currently improved by using renewable energy sources, a betterdesign of the building envelope (insulation) and the use of advanced management systems.The more the design aims for high performance, the more interactions and coupling effectsbetween the building, its environment and the conditions of use are important and unintuitive.Only a more integrated regulation would take in account this complexity, and couldhelp to optimize the consumption without compromising the comfort.Model Predictive Control techniques, based on the use of dynamic models and optimizationmethods, promise a reduction of consumption and discomfort. They can generate energysavings by anticipating the evolution of renewable sources and intermittent needs, while takingadvantage of the building thermal inertia and other storage items. However, in the caseof buildings, obtaining a good dynamic model is tough, due to important uncertainties onmodel parameters and system solicitations.Recent advances in the field of wireless sensor networks are fostering the deployment ofsensors in buildings, and offer a promising opportunity to reduce these errors. Nevertheless,designing a sensor network dedicated to MPC is not obvious, and energy monitoring,instrumentation, modeling and predictive control matters must be considered jointly.This thesis aims at establishing the links between MPC and instrumentation needs inbuildings. We propose a generic method for building modeling, thermal simulation andoptimization. This methodology involves a multi-zone thermal model of the building, andefficient optimization algorithms using an adjoint model and tools from the optimal controltheory. It was implemented in a specific toolbox to develop a predictive control strategywith optimal control phases, state estimation phases and model calibration.At first, we study the formulation and resolution of an optimal control problem. We discussthe differences between such a control and a conventional regulation strategy, throughperformance indicators. Then, we present a state estimation method based on the identificationof unknown internal gains. This estimation method is subsequently coupled with theoptimal control method to form a predictive control strategy.As the parameters values of a building model are often very uncertain, parametric modelcalibration is essential to reduce prediction errors and to ensure the MPC performance. Consequently,we apply our methodology to a calibration technique based on in situ temperaturemeasurements. We also discuss how our approach can lead to selection techniques in orderto choose calibrated parameters and sensors for MPC purposes.Eventually, the predictive control strategy was implemented on an experimental building,at CEA INES, near Chambéry. The entire building was modeled, and the different steps ofthe control strategy were applied sequentially through an online supervisor. This experimentgave us a useful feedback on our methodology on a real case.This thesis is the result of a collaboration between CEA Leti, IFSTTAR Nantes andG2ELab, and is part of the ANR PRECCISION project

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Demazeux, Coralie. "Performance énergétique et qualité de l'air intérieur : quelles responsabilités des professionnels du bâtiment ?" Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM1058.

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Abstract:

Les bâtiments longtemps considérés comme des milieux clos protecteurs, font aujourd’hui l’objet d’avancées scientifiques démontrant leurs impacts climatiques, énergétiques et sanitaires. En tentant de réduire certains de ces impacts, le droit s’étoffe : des obligations juridiques sont créées. Or, l’appréhension juridique de la performance énergétique et de la qualité de l’air intérieur impacte la responsabilité des professionnels du bâtiment. Cette dernière s’inscrit dans plusieurs régimes de responsabilité en fonction de la qualité juridique de la personne qui va chercher à l’engager. Il peut s’agir autant de la puissance publique que du cocontractant des professionnels. Ainsi, la responsabilité des professionnels peut découler, de manière unique ou cumulative, de contrôles régaliens comme de la responsabilité civile, et plus particulièrement du droit des contrats. La présente thèse de doctorat vise à rechercher si les nombreux fondements et régimes de responsabilité permettent de sanctionner l’absence de respect des obligations et donc d’améliorer les qualités énergétiques et sanitaires des bâtiments
Buildings have long been considered closed-in self-protected environments. Today, however, numerous scientific innovations show how they affect climate, energy and health related issues. By trying to reduce their impact on these issues, the law is made more complex, new obligations are created. As it happens, the way the law takes into account energy efficiency and indoor air quality affects building professionals liability. This liability covers several levels of responsibility depending on the legal status of the individual looking to institute the proceedings, whether it be the public sphere or a professional cocontractant. Thus professional liablility may be a result, unique, successive, or cumulative, of state control as well as civil responsability, and more specifically of contract law. This doctoral thesis looks to determine whether the numerous foundations and levels of responsibility enable us to sanction unfulfilled obligations, thus improving buildings'energy and sanitary efficiency

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Vorger, Éric. "Étude de l'influence du comportement des habitants sur la performance énergétique du bâtiment." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0066/document.

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Abstract:

Le comportement humain est modélisé de manière sommaire dans les logiciels de simulation énergétique des bâtiments. Or son impact est considérable et il est à l'origine d'écarts importants entre résultats de simulation et mesures in situ. Les occupants influencent les consommations d'énergie des bâtiments par leur présence et leurs activités, les ouvertures/fermetures de fenêtres, la gestion des dispositifs d'occultation, l'utilisation de l'éclairage artificiel et des appareils électriques, la gestion des consignes de chauffage et les puisages d'eau chaude sanitaire. La thèse propose une modélisation de l'occupation incluant l'ensemble de ces aspects suivant une approche stochastique statistique, pour les bâtiments résidentiels et de bureaux. La construction des modèles fait appel à un grand nombre de données issues de campagnes de mesures, d'enquêtes sociologiques et de la littérature scientifique. Le modèle d'occupation proposé est couplé à l'outil de simulation thermique dynamique Pléiades+COMFIE. En propageant les incertitudes des facteurs du modèle d'occupation et du modèle thermique (enveloppe, climat, systèmes), un intervalle de confiance des résultats de simulation peut être estimé, ouvrant ainsi la voie à un processus de garantie de performance énergétique
Human behaviour is modelled in a simplistic manner in building energy simulation programs. However, it has a considerable impact and is identified as a major explanatory factor of the discrepancy between simulation results and in situ measurements. Occupants influence buildings energy consumption through their presence and activities, the opening/closing of windows, the actions on blinds, the use of artificial lighting and electrical appliances, the choices of temperature setpoints, and the water consumptions. The thesis proposes a model of occupants' behaviour including all these aspects, according to a stochastic approach, for residential and office buildings. Models' development is based on numerous data from measurements campaigns, sociological surveys and from the scientific literature. The proposed model for occupants' behaviour is coupled to the simulation tool Pléiades+COMFIE. By propagating the uncertainties of factors from the occupants' behaviour model and the thermal model (envelope, climate, systems), the simulation results confidence interval can be estimated, opening the way to an energy performance guarantee process

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Filfli, Sila. "Optimisation bâtiment / système pour minimiser les consommations dues à la climatisation." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002199.

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Abstract:

La consommation annuelle totale moyenne en France dans le secteur tertiaire varie entre 300 et 380 kWh/m². Cette consommation se rapporte à l'ensemble des usages énergétiques du bâtiment: chauffage, climatisation, ventilation, éclairage, bureautique, auxiliaires et ECS. Ce travail a donné une méthode pour déterminer les meilleures combinaisons de solutions techniques existantes ou émergentes permettant de réduire les consommations énergétiques dans les bâtiments climatisés du secteur tertiaire. La réduction obtenue est d'un facteur 4 à 5. Une typologie représentative a été mise en place pour chaque secteur et les scénarios nécessaires pour effectuer les simulations définis. Une matrice de sélection du type de système par type de bâtiment a été fixée. Un niveau simplifié de modélisation des systèmes compatible avec les outils de prévision d'énergie a été employé. Vu le très grand nombre de variables à étudier, le nombre de simulations à effectuer et le traitement des résultats nécessite un temps énorme. Ce problème a été résolu par l'emploi de plans d'expériences fractionnaires. Cette méthode est nouvelle dans le domaine du bâtiment et répond à la question fréquente de réduction du nombre de simulation. Un modèle paramétrique de consommation a ainsi été élaboré. Il permet d'évaluer l'effet de chaque paramètre étudié sur les différentes postes consommateurs et la consommation annuelle totale. Ce modèle pourra servir à déduire la rentabilité des solutions et contribuer à une optimisation économique. La thèse traite la question d'un effet contradictoire possible de l'isolation sur la minimisation des consommations de refroidissement et de chauffage. Deux secteurs principaux du tertiaire sont étudiés: bâtiments de bureaux et bâtiments de santé. Le premier secteur est présenté dans l'intégralité de ses aspects tandis que le deuxième est traité brièvement. Le travail a permis d'élaborer une méthodologie complète pour minimiser les consommations énergétiques annuelles et pour étudier l'effet de chaque paramètre sur cette consommation.

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Gibert, Marc. "Stratégies d'entreprise générale et formes productives dans le bâtiment." Lyon 2, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO20067.

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Abstract:

Comme il n'a pu dans le passee etre taylonen, le secteur du batiment sorente aujourd'hui vers une flexibilite productive specifique les stategies developpes par l'entre prise generale peuvent etre analyses selon qu'elles relevent d'efforts d'amelioration de la ventabilite et selon, qu'elles deboudent rev un accroissement de la productivite. La consequence principale de cet effort de plexi bilisation sera une transformation de l'organisation industrielle du batiment
As it was not taylorist i- the past, the bwilding industry is moving towards a specific productive flexibility the statiqies developed by general contractor car be analysed as efforts to better profitlavning capacity or as efforts to improve productivity the mai - consequence of this kid of flexibility mille be a transformation of the building industry organization

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Lamoudi, Mohamed Yacine. "Commande prédictive distribuée pour la gestion de l'énergie dans le bâtiment." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00793614.

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Abstract:

Les bâtiments consomment plus de 40 % de l'énergie mondiale. Bien que nombre de propositions pour améliorer la gestion de l'énergie dans les bâtiments aient été avancées, cette problématique demeure essentiellement ouverte. Cette thèse porte sur le développement et l'évaluation d'une commande prédictive pour la gestion de l'énergie dans le bâtiment ainsi que l'étude de l'embarcabilité de l'algorithme de contrôle sur une cible temps-réel (Roombox - Schneider-Electric). En plus des divers simulations montrant l'intêret d'une telle approche, ce travail explore aussi la capacité de la commande prédictive à s'adapter à des scénarii complexes (prix variable de l'énergie, bâtiments multi-sources, contraintes de ressources, stockage d'énergie, ...). Ce travail propose l'élaboration d'une architecture de commande distribuée pour contrôler les paramètres de confort dans chaque zone du bâtiment sous respect de contraintes de ressources globales. Cette thèse CIFRE a été préparée au sein du laboratoire Gipsa-lab en partenariat avec Schneider-Electric dans le cadre du programme HOMES (www.homesprogramme.com).

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Lanciaux, Nicolas. "Contribution au développement d'un moteur Stirling : de la cogénération dans le bâtiment à l'autonomie énergétique." Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2015. http://www.theses.fr/2014EVRY0052/document.

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Abstract:

Après avoir fait un bilan bibliographique des réalisations, des modèles analytiques et numériques dumoteur Stirling, on fait un point sur les applications possibles de ce moteur ce qui permet de décrire lecontexte de cette thèse : la cogénération.Les éléments historiques de la bibliographie montrent que le régénérateur est un des éléments essentielssur lequel on peut travailler pour améliorer les performances d’un moteur Stirling.Suite à cela on fait une proposition d’architecture moteur potentiellement capable d’apporter desaméliorations sur 3 difficultés essentielles dans la conception d’un tel moteur.Parmi ces 3 éléments, l’un d’eux concerne le régénérateur qui est alors re-baptisé « partageur »poursignifier sa particularité.La suite des travaux évalue le bénéfice que pourrait apporter le partageur sur le rendement du moteur.On réalise alors une double évaluation de l’effet du partageur au moyen d’un modèle analytique et d’unmodèle numérique. On aura au préalable décrit les bases de ces modèles et les modifications apportées.La conclusion n’est pas qu’un bilan des résultats et propose des perspectives originales qui vont bienau-delà de ce qui peut être fait actuellement en mécanique
After a state-of-the art presentation on achievements, analytical and numerical models of the Stirlingengine, we analyze the possible applications of this engine which allows describing the context of thisthesis : the cogeneration.Historical elements of the bibliography show that the regenerator is a key element on which we canwork to improve the performance of a Stirling engine.After that we make a proposal for engine design that is potentially able to make improvements on threekey challenges in designing such an engine.One of the three elements is the regenerator, named here sharer.Further work shows the potential benefit that the sharer could bring on the engine performance.A double assessment of the effect of the sharer using an analytical model and a numerical model isthen carried out. We precisely describe the basics of these models and propose modifications.The conclusion is not only an assessment of results but it offers original insights that could go beyondwhat can be done now in mechanical engineering

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Grandjacques, Mathilde. "Analyse de sensibilité pour des modèles stochastiques à entrées dépendantes : application en énergétique du bâtiment." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT109/document.

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Abstract:

Les bâtiments représentent un des principaux leviers d'action pour optimiser l'efficacité énergétique et la réduction des émissions de CO2 dans les villes. Afin d'optimiser les performances énergétiques, différentes études ont été menées sur les performances thermiques aussi bien du de point de vue de la conception, de la calibration de modèle que de l'impact de changement climatique. L'analyse de sensibilité vise à évaluer la part d'incertitude due à chacune des variables ou des paramètres qui peuvent influencer ces performances.La plupart des études en bâtiment menées dans la littérature se placent dans un cadre statique qui ne représente pas l'évolution du système. Il est très vite apparu nécessaire de développer des méthodes qui prennent en compte à la fois la dépendance des entrées et la dimension temporelle qui elle-même comporte toujours de la dépendance. Parmi les différentes méthodes d'analyse de sensibilité, nous avons privilégié la méthode globale, reposant sur le calcul des indices de sensibilité de Sobol. Le calcul effectif des indices de sensibilité permet de hiérarchiser les paramètres d'entrée en fonction de leur influence sur la sortieLes indices de Sobol peuvent se calculer de différentes façons. Nous nous sommes intéressés notamment à la méthode Pick and Freeze basée sur l'échantillonnage. Celle-ci repose sur l'hypothèse fondamentale et dans la pratique le plus souvent non vérifiée d'indépendance des entrées. Cela nous a amené du point de vue statistique à développer des techniques nouvelles pour tenir compte du caractère des entrées de type dynamique et dépendantes entre elles à la fois dans le temps et à chaque instant.Nous avons placé notre travail dans l'optique de méthodes permettant de se ramener au cas d'entrées indépendantes. Notre préoccupation a été de modéliser les entrées de manière souple, aisément transposable à d'autres situations concrètes et permettant des simulations relativement aisées. Afin de rendre compte du lien temporel entre les variables, nous avons choisi de considérer un indice dépendant de l'instant de calcul et de quantifier la variabilité de la sortie non pas seulement à la variabilité de l'entrée à l'instant t mais aussi à cette même variabilité provenant des instants précédents. Cette vision permet d'introduire la notion de mémoire utile pour le calcul de la sensibilité. Nous avons développé une méthode d'estimation des indices de Sobol pour des entrées dépendantes statiques a priori. Elle peut néanmoins être mise en œuvre pour des entrées dynamiques de courte mémoire mais les calculs sont alors très lourds dès que le nombre d'entrées est grand ou les mémoires importantes. Cette méthode permet de séparer des variables dépendantes de loi quelconque en des variables indépendantes de loi uniforme. Facile à mettre en œuvre ces méthodes d'estimation ne s'appuient pas sur des hypothèses d'indépendance des entrées, elles permettent alors un large éventail d'applications.Nous avons appliqué notre méthodologie à un bâtiment existant, apportant ainsi un outil utile à l'analyse du comportement thermique et donc à son optimisation. Nous avons pu montrer différentes situations en analysant l'ordre des variables suivant les sensibilités à partir de mesures. Deux critères ont été étudiés. Un critère de confort : l'étude de la température intérieure et un critère de performance : l'énergie de chauffage
Buildings represent one of the main levers of action to optimize energy efficiency and reducing emissions of $ CO_2 $. To understand how perform energy consumption of a building, different studies have been conducted on the thermal performance both the point of view of design and model calibration as the climate change impact. Energy performance can be optimized according to these studies by evaluating the degree of uncertainty due to each of the variables or parameters that may influence performance. This stage is called sensitivity analysis.Most building studies in the literature are placed in a static framework that does not represent the evolution of the system. The variables whose sensitivity to be studied are either considered at a given time or the input-output models are not dynamic. It became necessary to develop methods that take into account both the dependence of the inputs and the temporal dimension which itself always involves dependence. Among the different methods of sensitivity analysis, we have focused on the global method, based on the calculation of Sobol sensitivity indices. Sobol index of a parameter (or group of parameters) is a statistical indicator of easy interpretation. It allows to measure the importance of this parameter (or group of parameters) on the variability of a scalar quantity of interest, depending on the model output. Sensitivity indices allow to rank input parameters according to their influence on the output.Sobol indices can be calculated in different ways. We focused on the Pick and Freeze method based on sampling. This is based on a fundamental assumption and in practice often unverified : inputs independence. This led us statistically to develop new techniques to take into account the dynamic characteristic of inputs and dependents both in time and in every moment. Our work focuses on methods that can bring back to the case of independent inputs. Our concern was modelled in a flexible way inputs, easily transferable to other concrete situations and allowing relatively easy simulations. The input-output relationships are not important as the only constraint, of course not trivial, possible simulation.In order to reproduce the temporal relationship between the variables, we chose to consider an index dependent, in the non-stationary case (especially if there are seasonal phenomena), on the time of calculation and quantify the variability of output not not only to the variability of the input at time $ t $, but also to the same variability from previous times. This vision allows to introduce the concept of usable memory for the calculation of the sensitivity.The second method that we have developed is an estimation method of Sobol indices for static dependent inputs a priori. It may nevertheless be implemented for dynamic inputs with short memory but the calculations are then very heavy when the number of inputs are large or own important memories. This method allows to separate dependent variables of any law in independent variables uniformly distributed.Easy to implement these estimation methods developed are not based on assumptions of independence of inputs. It then allows a wide range of applications.This method applied to an existing building can help improve energy management and can be useful in the design from the implementation scenarios. We could show different situations by analysing the variable order according to the sensitivities from measurements on a test building. Two criteria were studied. A criterion of comfort: the study of indoor temperature and performance criteria: the heating energy

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Jiang, Qi. "Gestion énergétique de véhicules hybrides par commande optimale stochastique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS011/document.

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Abstract:

Ce mémoire présente une étude comparative de quatre stratégies de gestion énergétique temps réel, appliquées d'une part à un véhicule hybride thermique-électrique, et d'autre part à un véhicule électrique à pile à combustible : contrôle basé sur des règles empirique (RBS), minimisation de la consommation équivalente (A-ECMS), loi de commande optimale (OCL) établie à partir d'une modélisation analytique du système et programmation dynamique stochastique (SDP) associée à une modélisation des cycles de conduite par chaîne de Markov. Le principe du minimum de Pontryaguin et la programmation dynamique, applicables hors ligne, sont mis en œuvre pour fournir des résultats de référence. Les problèmes d’implémentation numérique et de paramétrage des stratégies sont discutés. Une analyse statistique effectuée sur la base de cycles aléatoires générés par chaînes de Markov permet d’évaluer la robustesse des stratégies étudiées. Les résultats obtenus en simulation, puis sur un dispositif expérimental montrent que les méthodes les plus simples (RBS ou OCL) conduisent à des consommations élevées. SDP aboutit aux meilleures performances avec en moyenne la plus faible consommation de carburant dans les conditions réelles de conduite et un état énergétique final du système de stockage parfaitement maîtrisé. Les résultats d’A-ECMS sont comparables à ceux de SDP en moyenne, mais avec une plus grande dispersion, en particulier pour l'état de charge final. Afin d'améliorer les performances des méthode, des jeux de paramètres dédiés aux différents contextes de conduite sont considérés
This thesis presents a comparative study between four recent real-time energy management strategies (EMS) applied to a hybrid electric vehicle and to a fuel cell vehicle applications: rule-based strategy (RBS), adaptive equivalent consumption minimization strategy (A-ECMS), optimal control law (OCL) and stochastic dynamic programming (SDP) associated to driving cycle modeling by Markov chains. Pontryagin’s minimum principle and dynamic programming are applied to off-line optimization to provide reference results. Implementation and parameters setting issues are discussed for each strategy and a genetic algorithm is employed for A-ECMS calibration.The EMS robustness is evaluated using different types of driving cycles and a statistical analysis is conducted using random cycles generated by Markov process. Simulation and experimental results lead to the following conclusions. The easiest methods to implement (RBS and OCL) give rather high fuel consumption. SDP has the best overall performance in real-world driving conditions. It achieves the minimum average fuel consumption while perfectly respecting the state-sustaining constraint. A-ECMS results are comparable to SDP’s when using parameters well-adjusted to the upcoming driving cycle, but lacks robustness. Using parameter sets adjusted to the type of driving conditions (urban, road and highway) did help to improve A-ECMS performances

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Hajar, Khaled. "Coopérative énergétique intelligente." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT028/document.

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Abstract:

Actuellement, les stratégies de gestion de l’énergie dans les réseaux intelligents sont pour la plupart limitées à l’intérêt d’un sous-système. En règle générale, chaque acteur est géré de façon autonome sans tenir compte du fait qu’il est intégré dans un réseau électrique à proximité. Par exemple, un système de gestion de l’énergie des bâtiments vise à fournir le niveau de service souhaité aux occupants et ne se soucie pas de son impact sur le réseau, sauf s’il doit en respecter certaines contraintes.Cette manière de gérer peut conduire bien entendu à un équilibre donné mais la résultante ne sera qu’un ensemble de sous-systèmes optimisés qui amèneront rarement à un optimum global dans la poche à laquelle ils appartiennent.Compte tenu de ce qui est dit ci-dessus, et au vu d’une architecture de réseaux de distribution en évolution rapide; la restructuration physique et algorithmique en sous réseaux physiques ou virtuels permettra de répondre efficacement aux problématiques liées à :— La sûreté de la fourniture— L’intégration massive de renouvelable— La qualité de l’énergie— L’apparition de nouvelles charges non conventionnelles— Aux services systèmesDans la littérature, les aspects du contrôle et de la gestion de l’énergie de microréseaux sont traités séparément, et l’interaction de réseau intelligent est simplement proposée.Pour relever ces défis, le concept de réseaux intelligents est apparu au cours de la dernière décennie. Il s’appuie sur les capacités des systèmes de communication modernes qui permettent le flux continu de données entre les acteurs d’un réseau intelligent et sur les capacités de calcul évolutives permettant de mettre en œuvre des stratégies avancées de gestion de l’énergie à grande échelle.Cette thèse se propose de mener une étude systémique du contrôle de microréseaux lequel contrôle vise une gestion optimisée de l’énergie en lien avec une structure de ce qui est communément appelé « réseau intelligent » et ce, tout en optimisant la puissance locale sous un modèle prédictif de contrôle (MPC).Le MPC se distingue parmi les stratégies avancées de contrôle de réseau pour plusieurs raisons. D’abord, il permet de traiter facilement des systèmes multi variables qui sont soumis à de multiples contraintes. En second lieu, il est capable d’anticiper les événements futurs en tenant compte des prévisions (par exemple, prévisions météorologiques, prévisions de charges, ...). Pour ces raisons, une partie de cette thèse est dédiée aux algorithmes MPC qui visent à coordonner de manière optimale un grand nombre d’acteurs dans un microréseau (PV, Batteries, Éolienne, charges, ...). L’idée est d’avoir un contrôleur MPC local pour chaque microréseau et au-dessus, un coordinateur de contrôleur de gestion MPC qui influence le contrôleur local de telle manière que l’optimalité globale du réseau intelligent soit respectée. L’objectif de maximiser la consommation locale d’énergie produite localement est considéré. Cet objectif est une étape vers l’indépendance énergétique des microréseaux locaux vis à vis du réseau principal lequel toutefois peut intervenir pour acheter l’excès de puissance de l’ensemble des microréseaux de la coopérative.Cette thèse a été préparée en co-tutelle entre le Gipsa-Lab de l’Université Grenoble-Alpes (UGA) et le PREEA de l’université de technologie et de sciences appliquées libano-française dans l’application du projet PARADISE.Ce dernier projet vise par ses contributions à optimiser des réseaux de distribution ilôtables en présence d’un fort taux de production intermittente à base de renouvelable ; et ce, par des architectures physiques et algorithmiques incrémentales
Currently, energy management strategies in smart grids are mostly limited to the interest of a subsystem. As a general rule, each actor is autonomously managed regardless of whether it is integrated into a nearby power grid. For example, a building energy management system aims to provide the desired level of service to occupants and does not care about its impact on the system unless it has to meet certain constraints.This way of managing can of course lead to a given equilibrium but the resultant will be only a set of optimized subsystems that will rarely lead to an overall optimum in the pocket to which they belong.In view of what has been said above, and in view of a rapidly evolving distribution system architecture; The physical and algorithmic restructuring in physical or virtual sub networks will allow to answer efficiently the problems related to:- Security of supply- Massive integration of renewable energy- The quality of energy- The appearance of new unconventional loads- System servicesIn the literature, aspects of microgrid energy control and management are treated separately, and intelligent network interaction is simply proposed.To meet these challenges, the concept of smart grids has emerged over the last decade. It builds on the capabilities of modern communication systems that enable the continuous flow of data between the players in an intelligent network and the scalable computing capabilities to implement advanced large-scale energy management strategies ladder.This thesis proposes to carry out a systemic study of the control of microgrid which control aims at an optimized management of the energy in connection with a structure of what is commonly called "intelligent network", while optimizing the local power under a model Predictive control (MPC).The MPC stands out among advanced network control strategies for several reasons. Firstly, it makes it possible to easily handle multi-variable systems which are subjected to multiple constraints. Secondly, it is able to anticipate future events by taking into account forecasts (for example, weather forecasts, forecast loads, etc.). For these reasons, part of this thesis is dedicated to MPC algorithms which aim to coordinate optimally a large number of actors in a microgrid (PV, Batteries, Wind, loads ...). The idea is to have a local MPC controller for each microgrid and above it, an MPC management controller coordinator that influences the local controller in such a way that the overall optimality of the intelligent network is respected. The objective of maximizing local consumption of locally produced energy is considered. This objective is a step towards the energy independence of the local microgrids with respect to the main network, which however can intervene to buy the excess power of all microgrids of the cooperative.This thesis was prepared in co-supervision between the Gipsa-Lab of the Grenoble-Alpes University (UGA) and the PREEA of the Lebanese-French University of Technology and Applied Sciences in the application of the PARADISE project.This project aims, through its contributions, to optimize distribution networks that are portable in the presence of a high rate of intermittent production based on renewable energy; And this, by physical architectures and incremental algorithm

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Cantin, Richard. "Développement d'une méthode prospective : Application aux systèmes de gestion technique du bâtiment." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0045.

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Abstract:

Le bâtiment présente de fortes interactions avec ses environnements naturels, économique, social, énergétique, financier, urbain, etc. Or, l'essor des nouvelles technologies de l'information et de la communication et leur diffusion transforment les bâtiments et les modes de vie des occupants: multiplication des interfaces et des artefacts de communication, développement des réseaux et des systèmes de gestion, etc. Ces changements et les mutations technologiques, sources d'incertitudes et d'interrogations quant à l'avenir, rendent la réflexion prospective nécessaire pour qui veut anticiper les évolutions possibles du bâtiment, les maîtriser et en tirer parti. Une étude des différentes approches prospectives actuelles montre l'intérêt de développer une nouvelle méthode permettant d'éviter les défauts des démarches quantitatives et qualitatives. Nous développons la méthode CLE fondée sur trois axes: la Complexité, la Logique floue et l'Evolution. Tout d'abord, la dynamique des systèmes d'inspiration systémique permet d'affronter la complexité. Puis la logique floue apporte les outils pour représenter les connaissances incertaines et imprécises. Enfin, les métaphores biologiques et les algorithmes génétiques fournissent une représentation originale de l'évolution technologique. A titre d'exemple, nous appliquons cette méthode dans une analyse prospective technologique des systèmes de Gestion Technique du Bâtiment. Un modèle est élaboré permettant de simuler les évolutions possibles de ces systèmes. Les résultats montrent comment la méthode renforce l'analyse prospective et donne une perception nouvelle de l'évolution technologique. La méthode CLE répondant aux faiblesses méthodologiques actuelles fournir une aide à la décision pour qui veut être en mesure d'anticiper l'avenir avant d'agir
The building presents strong interactions with its environments naturalness, economic, social, energy, financial, urban, etc. However, the rise of new information technologies and communication and their diffusion transform buildings and ways of life of the occupants: multiplication of the interfaces and the artifacts of communication, development of the networks and the management systems, etc. Those changes and the technological changes are sources of uncertainties and interrogations as for the future, make the ret1exion prospective necessary for which wants to anticipate the possible evolutions of buildings, to control them and benefit from it. A study of the various current prospective approaches shows the interest to develop a new method making it possible to avoid the defects of the quantitative and qualitative steps. We develop method CLE based on three axes: Complexity, fuzzy Logic and Evolution. Firstly, the dynamics of systemic inspiration allows systems to confront complexity. Then fuzzy logic brings the tools to represent dubious and vague knowledge. Lastly, the biological metaphors and the gene tic algorithms provide an original representation of the technological development. As an example, we apply this method in a technological prospective analysis of the building management systems. A model is elaborate making it possible to simulate the possible evolutions of these systems. The results show how the method reinforces the prospective analysis and gives a new perception of the technological development. CLE method answering the current methodological weaknesses provides a decision-making aid for which wants to be able to anticipate the future before acting

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Gaaloul, Sana. "Interopérabilité sur les standards Modelica et composant logiciel pour la simulation énergétique des sytèmes de bâtiment." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864001.

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Abstract:

Pour mieux maîtriser ses flux énergétiques et respecter les diverses restrictions mises en place dans ce secteur énergivore, le bâtiment devient un système de plus en plus complexe incluant divers technologies innovantes comme les systèmes de gestion énergétiques (SGEB), une isolation performante et intégrant les énergies renouvelables. Cette complexité exige un changement dans les techniques et paradigmes actuels de simulation du bâtiment pour la prise en compte de ses diverses évolutions. Une modélisation globale des différents composants de ce système et une simulation efficace de ses sous-systèmes hétérogènes doivent être dorénavant assurées.Ces objectifs ne pourront être atteints qu'à travers l'exploitation des approches méthodologiques d'interopérabilité. Plusieurs solutions d'interopérabilités ont été exploitées dans le secteur du bâtiment. L'état de l'art dans ce secteur, met l'accent sur le manque de standardisation des solutions appliquées. Une approche boîte blanche se basant sur le langage Modelica a remarquablement émergée. Pour monter ses intérêts ainsi que ses limites, cette solution est adoptée pour la modélisation du système de bâtiment "PREDIS", à haute performance énergétique. Une approche boîte noire complémentaire, s'appuyant sur le standard de composant logiciel dédié à la simulation, est également mise en ouvre pour palier aux difficultés rencontrées en utilisant la première approche de modélisation système. Cette approche s'articule autour du concept de bus à composants permettant une interopérabilité effective entre outils de modélisation et environnements de simulation. En plus de l'architecture logicielle autour de la plateforme d'interopérabilité, une simulation efficace du système hétérogène requière des techniques de simulations adaptées. Ces dernières peuvent exiger des adaptations des modèles utilisés qui sont prévues par la norme de composant.

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Gaaloul, Chouikh Sana. "Interopérabilité sur les standards Modelica et composant logiciel pour la simulation énergétique des sytèmes de bâtiment." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT063/document.

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Abstract:

Pour mieux maîtriser ses flux énergétiques et respecter les diverses restrictions mises en place dans ce secteur énergivore, le bâtiment devient un système de plus en plus complexe incluant divers technologies innovantes comme les systèmes de gestion énergétiques (SGEB), une isolation performante et intégrant les énergies renouvelables. Cette complexité exige un changement dans les techniques et paradigmes actuels de simulation du bâtiment pour la prise en compte de ses diverses évolutions. Une modélisation globale des différents composants de ce système et une simulation efficace de ses sous-systèmes hétérogènes doivent être dorénavant assurées.Ces objectifs ne pourront être atteints qu'à travers l’exploitation des approches méthodologiques d’interopérabilité. Plusieurs solutions d’interopérabilités ont été exploitées dans le secteur du bâtiment. L’état de l’art dans ce secteur, met l’accent sur le manque de standardisation des solutions appliquées. Une approche boîte blanche se basant sur le langage Modelica a remarquablement émergée. Pour monter ses intérêts ainsi que ses limites, cette solution est adoptée pour la modélisation du système de bâtiment «PREDIS», à haute performance énergétique. Une approche boîte noire complémentaire, s’appuyant sur le standard de composant logiciel dédié à la simulation, est également mise en ouvre pour palier aux difficultés rencontrées en utilisant la première approche de modélisation système. Cette approche s’articule autour du concept de bus à composants permettant une interopérabilité effective entre outils de modélisation et environnements de simulation. En plus de l’architecture logicielle autour de la plateforme d’interopérabilité, une simulation efficace du système hétérogène requière des techniques de simulations adaptées. Ces dernières peuvent exiger des adaptations des modèles utilisés qui sont prévues par la norme de composant
To better reduce its invoices, control its energy flows and respect various restrictions in this sector characterised by important consumption, the building becomes more and more complex including various innovative technologies such as Energy Management Systems (BEMS), efficient insulation and integrating renewable energies. This complexity requires a changing in building simulation techniques and paradigms in order to take into account its various developments. A global modelling of this system taking into account its various components and ensuring an efficient simulation of its heterogeneous subsystems must be performed.These objectives can only be achieved through the use of interoperability methodological approaches. Several interoperability solutions have been explored in the building sector and the state of the art make an accent on the standardization lack of applied solutions. A white box approach based on Modelica language has emerged in this area. To raise its interest and limitations, this solution is adopted for “PREDIS” system, a high energy performance building, modelling. A complementary black box approach, based on software component standard and dedicated for simulation is also applied to overcome the first approach difficulties. This approach is based on software component bus concept that is able to ensure an effective interoperability between modelling tools and simulation environments.In addition of the established software architecture around the platform interoperability, an efficient simulation of heterogeneous systems requires appropriate simulations techniques. These techniques may require several adaptations of used models that are provided by the component standard

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Karathanos, Stylianos. "Dépendance énergétique des entreprises industrielles et investissement de rationalisation énergétique : un essai d'analyse stratégique et économique." Montpellier 1, 1985. http://www.theses.fr/1985MON10035.

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Gaaloul, Sana. "Interopérabilité basée sur les standards Modelica et composant logiciel pour la simulation énergétique des systèmes de bâtiment." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782540.

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Abstract:

Pour mieux maîtriser ses flux énergétiques et respecter les diverses restrictions mises en place dans ce secteur énergivore, le bâtiment devient un système de plus en plus complexe incluant divers technologies innovantes comme les systèmes de gestion énergétiques (SGEB), une isolation performante et intégrant les énergies renouvelables. Cette complexité exige un changement dans les techniques et paradigmes actuels de simulation du bâtiment pour la prise en compte de ses diverses évolutions. Une modélisation globale des différents composants de ce système et une simulation efficace de ses sous-systèmes hétérogènes doivent être dorénavant assurées. Ces objectifs ne pourront être atteints qu'à travers l'exploitation des approches méthodologiques d'interopérabilité. Plusieurs solutions d'interopérabilités ont été exploitées dans le secteur du bâtiment. L'état de l'art dans ce secteur, met l'accent sur le manque de standardisation des solutions appliquées. Une approche boîte blanche se basant sur le langage Modelica a remarquablement émergée. Pour monter ses intérêts ainsi que ses limites, cette solution est adoptée pour la modélisation du système de bâtiment "PREDIS", à haute performance énergétique. Une approche boîte noire complémentaire, s'appuyant sur le standard de composant logiciel dédié à la simulation, est également mise en ouvre pour palier aux difficultés rencontrées en utilisant la première approche de modélisation système. Cette approche s'articule autour du concept de bus à composants permettant une interopérabilité effective entre outils de modélisation et environnements de simulation. En plus de l'architecture logicielle autour de la plateforme d'interopérabilité, une simulation efficace du système hétérogène requière des techniques de simulations adaptées. Ces dernières peuvent exiger des adaptations des modèles utilisés qui sont prévues par la norme de composant.

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Joud, Loïc. "Stratégie intelligente de gestion du système énergétique global d’un véhicule hybride." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK068/document.

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Abstract:

L’objectif principal de ce travail est de développer une stratégie de gestion optimale afin d’améliorer l’efficacité énergétique des véhicules hybrides. Ces travaux comportent une partie analyse expérimentale de la mobilité, une partie modélisation numérique et une partie optimisation de la stratégie de gestion énergétique. L’étude de la mobilité a permis de mettre en avant et de quantifier la prédictibilité des trajets, dus à une forte mobilité contrainte. La modélisation dynamique du véhicule, nécessaire à l’étude de stratégie, a été réalisée par Représentation Energétique Macroscopique (REM) qui est une bonne méthode pour ce type d’étude. La stratégie proposée est basée sur le contrôle prédictif (MPC), résolu par une méthode de Programmation Quadratique, et mis en place en s’appuyant sur la prédiction de cycle issu de l’étude expérimentale. Les perspectives d’améliorations de ces travaux se situent au niveau de la consolidation de la base de données, et du niveau de modélisation de la batterie (impact de la thermique et du vieillissement) et du moteur thermique (prise en compte des polluants)
The main objective of this work is to develop an optimal management strategy to improve energetic efficiency of hybrid electric vehicle. This work is composed by a mobility experimental analysis part, a numerical modelization part and an optimization part of the energy management strategy. The study of mobility allow to highligth and quantify the predictibility of trips, due to a constraint mobility.The dynamic modelling of the vehicle which is necesary to study perfomance of strategies, was realized by Energetic Macroscopic Representation (EMR) which is a good methode in this case. The proposed strategy is based on the predictive control (MPC), solve by a method of Programming Quadratic, and set up resting on the cycle prediction determined from the experimental study. The perspectives of improvements of these work are consolidation of the database, and improvement of the battery modelling (imcluding thermal and ageing effects) and of the thermal engine (taken into account by some pollutants)

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Dissertations / Theses on the topic 'Gestion énergétique du bâtiment'

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