Politiques incitatives à l’utilisation des énergies renouvelables

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

PROPOSITION : REPRÉSENTATION ET MÉTHODOLOGIE DE GESTION D’UNE EXPLOITATION PAR UN JUMEAU NUMÉRIQUE

Les termes de Jumeau Numérique ou Digital Twin [55], sont des termes issus de la commu-nauté de l’Industrie 4.0 et ont fait l’objet de plusieurs définitions plus ou moins proches. Negri et al. [96] proposent une revue de l’utilisation de ce terme dans différents domaines de l’industrie. Schroeder et al. soulignent l’importance des équipements permettant un lien avec les appareils physiques dans leur définition :
Virtual representation of a real product in the context of Cyber-Physical Systems. — [118]
Edward M. Kraft y ajoute les objectifs de simulation et de prédiction des comportements :
An integrated multi-physics, multi-scale, probabilistic simulation of an as-built system, enabled by Digital Thread, that uses the best available models, sensor information, and input data to mirror and predict activi-ties/performance over the life of its corresponding physical twin. — [77]
Les jumeaux numériques s’inscrivent dans la continuité des approches dirigées par les modèles (IDM) et notamment les model@runtime. Leur idée commune est de maintenir une modélisation pendant l’exécution d’un système complexe [45, 2]. Il est possible de synchroniser les changements venant du physique dans le modèle et d’agir sur lui afin d’impacter le système exécuté.
Fondée sur ces définitions nous proposons la définition suivante pour le reste de ce document :
Le Jumeau Numérique décrit une vue globale et simplifiée d’un site industriel, voir Figure – Figure 1.3, ou plus généralement d’une microgrille avec des échanges d’énergie. Ces échanges sont issus de moyens de consommation et de production d’énergie réelles agissants comme sources de données.

La grille : concentration de la production

Au niveau national, un réseau électrique est composé d’un ensemble de producteurs d’énergie, généralement des centrales électriques, d’un réseau de transport et de distribution chargé d’achemi-ner cette électricité jusqu’aux consommateurs finaux. Ce dernier va assurer les différentes étapes de conversion du courant et de la stabilité de l’ensemble du réseau. La nature même de l’électricité fait que sur un réseau, la production et la consommation doivent s’équilibrer à tout instant. En cas de différence de production, que ce soit une sous-consommation ou une surconsommation, ou d’équilibrage du cou-rant en tension, en intensité ou en fréquence, des incidents peuvent se produire. Ces incidents sont des coupures électriques et des détériorations du matériel de transport et de distribution.

Historiquement, la France a choisi la centralisation, car mutualiser les points de production permet de simplifier le déploiement de l’infrastructure. En particulier pour la production nucléaire nécessitant un haut niveau de sécurité ainsi qu’un accès à une rivière pour permettre le refroidissement continu des systèmes. Cette section détaille la structure du réseau électrique et les principales sources d’énergie injectant sur ce réseau.

Le réseau électrique utilise des niveaux de tension variables en fonction de la distance à parcourir. Augmenter la tension permet de réduire le courant et donc les pertes en ligne. De plus, le courant est alternatif et triphasé sur une majorité du réseau ce qui permet de minimiser la résistance des câbles et ainsi réduire à nouveau les pertes liées au transport de l’énergie. En France, le réseau est géré par différents acteurs en fonction de la tension électrique sur le réseau :

— RTE, la société gestionnaire du Réseau de Transport d’Électricité, assure le transport de l’élec-tricité depuis les principales centrales sur des liaisons de centaines de kilomètres à 400 kV et vers les pays voisins. RTE assure également la répartition régionale de l’électricité avec des tensions allant de 63 kV à 225 kV.

— Enedis et les entreprises locales de distribution assurent la distribution de l’électricité pour les moyennes tensions, 20 kV et les basses tensions 230 V et 400 V triphasés jusqu’aux clients finaux.

L’architecture de la grille en France est développée autour des principales centrales électriques injectant directement dans le réseau 400kV et est prévue pour délivrer de l’électricité dans ce sens.

Cette production massive d’électricité par les centrales repose nécessairement sur une infrastruc-ture conséquente pour acheminer l’électricité vers les consommateurs.

La Figure -Figure 2.4 montre la répartition de ce réseau sur le territoire français et pourquoi le maillage favorise les grosses centrales électriques à une production plus distribuée.

Structure des réseaux électriques

Il est également plus aisé pour les gestionnaires de réseau d’équilibrer la production sur la consommation si le nombre de producteurs est limité.

La taille du réseau fait qu’en termes de distance de câble électrique, ainsi que la succession des différentes étapes de conversion de tension font que des pertes en ligne sont à considérer, dû à l’effet Joule pour la distance et l’échauffement des câbles et au rendement des différents transformateurs et appareils de régulation en jeu. Réduire l’utilisation du réseau de transport permet donc de réduire les coûts d’infrastructure au niveau global, cela ne concerne pas directement les industriels, mais peut être une motivation supplémentaire pour mettre en œuvre des moyens de maîtrise de l’énergie.

Production injectant sur la grille

Un ensemble de centrales de différentes sortes produisent de l’énergie, l’injectent directement sur différents points du réseau pour fournir de l’électricité à tous les utilisateurs connectés à la grille. L’opérateur du réseau, RTE, doit s’assurer de maintenir un équilibre entre les sources de production et la consommation des particuliers et des entreprises. Tous les moyens de production n’ont pas les mêmes caractéristiques, ils ne produisent pas au même moment ni dans les mêmes ordres de grandeur de puissance. Les sections suivantes détaillent quelques-uns des moyens de production les plus répandus en précisant notamment leurs capacités en termes de régulation de l’énergie.

Centrales nucléaires

Dans le monde, 450 réacteurs nucléaires, répartis en 250 centrales dans 31 pays, produisent 10% de l’électricité mondiale. En France, les 58 réacteurs produisent même plus de 70% de l’énergie consommée. Les réacteurs ont une puissance allant de 900MW à 1450MW ce qui en fait une source d’énergie très centralisée sur le territoire.

Les contraintes de sécurité propres aux sites nucléaires et la nécessité d’être proche d’un fleuve pour refroidir expliquent l’intérêt de mutualiser plusieurs réacteurs au sein d’une même centrale. La production des centrales peut être facilement régulée pour s’adapter à la consommation sur le réseau, en revanche leur coût de fonctionnement dépend peu de leur production. Les faire fonctionner

plein régime a un coût presque équivalent à celui de les faire fonctionner au ralenti. Ceci, en France, explique que le nucléaire soit responsable du coût très bas de l’électricité. En comparaison, en France un foyer paie en moyenne 0.180 e TTC/kWh contre 0.211e TTC/kWh en moyenne en Europe, 0.3e TTC/kWh en Allemagne et 0.248e TTC/kWh en Espagne.

L’énergie nucléaire fournit donc une grande quantité d’énergie à “faible coût”, utilisée en France pour couvrir une grande partie de la consommation nationale. Elle est capable de s’adapter en quelques heures aux variations de consommation, ce qui n’en fait pas un outil de régulation suffisamment dyna-mique pour couvrir les pics, parfois brutaux, d’appel sur le réseau.

Cette source d’énergie est contestée depuis des accidents tels que celui de Three Mile Island aux États-Unis en 1979, Tchernobyl en actuelle Ukraine en 1986 et Fukushima au Japon en 2011. En plus des risques d’accident, des revendications sont également exprimées pour que les coûts de maintenance et de démantèlement des réacteurs soient intégrés au prix de vente de l’électricité.

Centrales hydroélectriques

Les centrales hydroélectriques utilisent la force d’un courant ou d’une chute d’eau pour produire une énergie électrique qui sera ensuite injectée sur le réseau. En fonctionnement, il est donc possible de les considérer comme des sources d’énergies renouvelables ne rejetant que très peu de gaz à effet de serre. Pour obtenir le bilan complet de l’énergie hydraulique il faut donc considérer le coût de construction et d’entretien des installations, nous obtenons ainsi : 24gCO2/kWh ce qui en fait une des énergies les plus propres en termes d’émissions de gaz à effet de serre.

On peut distinguer 4 types différents de centrale hydroélectrique en fonction de l’implantation : sur une rivière ou un lac. Cet emplacement va directement impacter la disponibilité de la turbine, son niveau de réactivité en cas de besoin et sa puissance maximale. Les centrales “fil de l’eau” vont voir leur production directement impactée par le débit du cours d’eau tandis que les centrales installées sur des lacs ou dotées de réservoir vont pouvoir être régulées et produire au meilleur moment pour la grille, dans la limite de la capacité de leur réservoir. Ce réservoir d’eau fonctionne exactement comme une batterie en stockant de l’énergie potentielle plutôt qu’une énergie sous forme électrochimique. Un réservoir de 200 heures en amont d’une turbine de 150MW est capable de stocker 200 × 150 = 30GWh. Le Tableau-table 2.2 résume les caractéristiques des différentes centrales hydroélectriques.

L’énergie hydraulique a donc l’avantage de pouvoir être très flexible grâce aux réservoirs d’eau, de pouvoir stocker sans perte sur la durée, mais est très limitée en termes d’emplacement d’installation. Cela en fait un bon moyen de production pour la grille, mais difficilement envisageable pour un industriel souhaitant autoconsommer son énergie. Bien qu’elle ne couvre que 11% [40] de l’électricité consommée en France, l’énergie hydraulique permet de s’adapter très rapidement aux variabilités du réseau tandis que la production nucléaire assure une production de base, ce qui en fait un moyen de production très adapté à une régulation efficace.

Énergie photovoltaïque

Les panneaux photovoltaïques sont des générateurs électriques capables d’utiliser le rayonne-ment solaire, pour produire de l’électricité. Les panneaux sont principalement composés de cellules de silicium et ont une durée de vie garantie de 25 ans. Plusieurs types de cellules existent et ont des coûts de fabrication et des rendements différents, les plus répandus sont :

— silicium monocristallin ayant un rendement entre 16 et 24%,

— silicium polycristallin, moins cher à produire que le monocristallin, avec un rendement entre 14 à 18%,

— silicium amorphe ayant un rendement aux alentours de 5%,

— tellurure de cadmium, un peu moins cher que les cellules en silicium et ayant un rendement de 10 à 12%.

Centrale solaire à panneaux fixes posés au sol

Toit de voiture intégrant des cel-lules photovoltaïques

Ce rendement va impacter le rapport entre la puissance maximale de production et la surface totale de panneaux solaires installés. Le type de support d’installation va également être impacté, les cellules de silicium amorphe peuvent être intégrées sous forme de panneaux souples à n’importe quelle surface, tandis qu’un panneau en silicium monocristallin sera rigide. Cela explique qu’un panneau solaire installé en toiture d’une maison, silicium monocristallin, aura un bien meilleur rendement qu’un toit de voiture électrique, silicium amorphe, telle que la Sion du constructeur Sono Motors 13.

La puissance maximale d’un panneau solaire est exprimée en Wc pour Watt crête, ou Wp en anglais, et correspond à la puissance produite par le panneau dans les conditions standardisées de test.

En dehors des composants du panneau solaire, son installation : au sol, en toiture, ou encore sur un mat, va également impacter sa production et donc l’efficacité énergétique de l’ensemble du système. La section suivante décrit quelques exemples d’installation, notamment leurs différences concernant des scénarios d’autoconsommation.

Les installations photovoltaïques sont faciles à installer sur de nombreux types de surface, mais aucune production n’est possible de nuit. De plus, la couverture nuageuse peut perturber la production de toute une installation là où une rafale de vent peut stopper seulement la partie d’un parc éolien la plus exposée.

Types d’installation d’une surface photovoltaïque et impact sur la production

Le rayonnement solaire se décompose en plusieurs composantes impactant toutes en partie la production solaire, comme illustré sur la Figure 2.7. Le rayonnement direct va rapidement diminuer avec la couverture nuageuse tandis que le rayonnement diffus peut rester élevé dans de plus mau-vaises conditions. Certains panneaux solaires ont la face arrière ajourée, permettant ainsi de récupérer le rayonnement diffus et réfléchi et ainsi produire un peu plus d’énergie dans les mêmes conditions d’ensoleillement.

GTI=DTI+BTI+RTIGNI=DfNI+BNI+RNI

GTI: Global Tilted Irradiation GNI: Global Normal Irradiation

DTI: Diffuse Tilted Irradiation DfNI: Diffuse Normal Irradiation

BTI: Beam (Direct) Tilted Irradiation BNI: Beam (Direct) Normal Irradiation

RTI: Reflected Tilted Irradiation RNI: Reflected Normal Irradiation

Plan incliné fixePlan normal tracké

Plusieurs types d’installations photovoltaïques sont possibles : posé au sol incliné ou installé en toiture. Posé au sol avec un axe variable pour suivre la course du soleil en azimut ou tracking sur deux axes pour suivre complètement la course du soleil. Une installation en tracking, 1 axe ou 2 axes, coûte plus cher, principalement à cause des contraintes mécaniques, mais permet de produire davantage d’énergie pour une même puissance installée.

Ce calcul de différence de coût d’installation et de production est typique des questions qu’un expert en énergies renouvelables se pose pour chaque installation. Il devra prendre en compte les formules présentées en -Figure 2.7, par exemple les rayons réfléchis sont impactés par la surface au sol et les ombrages impactent différemment les autres rayons.

Stockage électrique au niveau grille

l’échelle du réseau national, le stockage de l’énergie a un rôle de sécurité pour les gestion-naires de réseau, de transport et de distribution. Une soudaine hausse de la production, par exemple due à de soudaines conditions météorologiques favorables aux énergies renouvelables, ou à l’inverse une soudaine baisse de consommation va impacter la fréquence du signal électrique. Une variation de ± 0.05 Hz, autour des 50Hz du réseau pour la France, peut provoquer des perturbations chez les consommateurs voire provoquer des coupures.

Ces stockages peuvent prendre la forme :

— des bassins des centrales hydroélectriques de pompage turbinage détaillés en section – ?? b),

— de parc de batteries à large échelle pour faire tampon entre la production et la consommation.

Par exemple, le constructeur américain Tesla a fourni en 2018 à l’Australie un parc de batteries d’une puissance de 100MW et 300MWh de capacité. Ce parc de batteries est capable de garantir de l’électricité à 30 000 foyers d’une région généralement sujette à des coupures et blackout. Dans cette région, les énergies renouvelables telles que les fermes éoliennes de Hornsdale et les vieilles centrales

charbon déstabilisent le réseau. Le stockage de l’énergie permet de lisser artificiellement la production des énergies renouvelables pour être plus en phase avec la consommation des personnes résidantes dans la région.

La régulation de ces batteries à large échelle reste relativement simple, si la consommation élec-trique devient trop importante les batteries sont déchargées ou les turbines actionnées dans le cas des barrages hydroélectriques.

Comparaison des énergies renouvelables dans la grille

Nous venons de détailler plusieurs sources d’énergie renouvelables, les spécificités de leurs conditions de production et les contraintes de leur implantation. Historiquement, chaque pays a choisi ses moyens de production en fonction de son coût et de sa fiabilité à produire de l’énergie. Il apparait que les moyens les plus fiables sont les générateurs thermiques qu’il suffit de mettre en marche, cependant ce sont également les plus polluants en termes de CO2, d’où l’effort grandissant des gouvernements pour développer les filiales d’énergie renouvelable faisant ainsi baisser leur coût.

Le tableau -table 2.3 présente les taux d’émissions moyens par source d’énergie électrique ainsi que leur part dans le mix énergétique français. La France se place très bien dans le classement des pays ayant l’énergie la plus propre et ce grâce à la production nucléaire. Cette production représente moins de 50% de la puissance installée mais sa disponibilité fait qu’elle représente plus de 70% de la production réelle. Il est à noter que de nombreux pays utilisent très majoritairement des centrales au charbon. C’est pour ces cas que l’amélioration de l’utilisation des énergies d’origine renouvelable, telles que le photovoltaïque ou l’éolien, est importante.

Production décentralisée : la microgrille

Dépendre du réseau grille rend le consommateur dépendant des variations de prix : des abon-nements et du kWh d’électricité consommé, ainsi que d’éventuelles pannes sur le réseau de transport ou de distribution (blackout). À l’échelle d’un site industriel ou d’une entreprise, l’ajout de générateurs locaux d’énergie renouvelable peut aider à pallier ces problèmes. La régulation électrique de ce genre de réseau reprend les mêmes préoccupations que la grille décrite plus haut excepté que dans cette situation le réseau peut servir à combler les besoins d’énergie non couverts par la production locale.

Dans ce type de réseau nous parlerons de microgrille puisque les puissances en jeu sont mi-nimes comparées à celles à l’échelle nationale. Également, un réseau microgrille étant moins étendu géographiquement, les facteurs de perte dus aux distances sont négligeables, ce qui permet de consi-dérer qu’un même générateur serait plus efficace au plus près du lieu de consommation de l’énergie qu’il produit.

Même si la volonté principale derrière le déploiement de moyens de production sur un site in-dustriel est généralement économique, des aspects écologiques peuvent également intervenir. Ces préoccupations vont conditionner le choix des moyens de production en termes de rejet gaz à effet de serre par kWh produit, voir Tableau -table 2.3 pour un comparatif des énergies renouvelables. Plus important encore, la géographie du site va conditionner les systèmes qu’il est possible d’ins-taller. Un relief à trop forte rugosité, comprendre avec trop de grands arbres ou trop de collines, ou

l’inverse trop exposé aux vents violents peut ne pas être adapté à l’installation d’une éolienne. De même pour une installation photovoltaïque trop exposée aux vents forts ou installée sur une zone trop ombragée.

Au même titre que la grille à l’échelle nationale, la microgrille nécessite à tout instant un équi-libre entre production et consommation. Maintenir cet équilibre peut être compliqué, surtout avec des énergies renouvelables dont la production va être difficile à prévoir et à contrôler. En cas de manque de production, un besoin d’énergie, le réseau grille peut être utilisé instantanément, en revanche, en cas de surplus d’énergie plusieurs scénarios se présentent : rejeter sur le réseau, déconnecter le moyen de production,

Demand Response : démarrer une consommation au moins équivalente.

La solution (1) de rejeter nécessite la signature d’un contrat avec son fournisseur d’énergie pour autoriser d’injecter de l’énergie sur le réseau, en plus d’avoir un compteur électrique capable de comp-ter précisément la quantité rejetée. Si des contrats d’achat d’électricité existent, les tarifs pratiqués sont régulièrement revus à la baisse, comme illustrés par la Figure -Figure 2.8 concernant l’énergie pho-tovoltaïque. Cette image illustre la succession d’arrêté encadrant le tarif d’achat continuellement à la baisse, tandis que le prix de l’électricité lui continue d’augmenter. Cette tendance rend de moins en moins intéressante la solution qui consiste à rejeter sur le réseau le surplus de production.

La solution (2) de déconnecter est la méthode la plus simple, en cas de surplus le moyen de production est déconnecté électriquement du réseau microgrille. De ce fait, aucun surplus n’arrive sur la microgrille et le système est équilibré. L’inconvénient vient du fait que la production est réduite alors qu’en théorie elle devrait être plus élevée. Ceci correspond à un manque à gagner et peut donc avoir un impact sur l’économie globale du système. Un trop grand nombre de périodes de surplus peut également être un indicateur de surdimensionnement des moyens de production, ce qui a un impact économique négatif.

Pour finir, la solution (3) de Demand Response peut paraitre contre-intuitive. Elle consiste à consommer volontairement de l’énergie pour effacer ce surplus de production. La subtilité consiste à trouver une activité qui était nécessaire et la faire avoir lieu pendant la période de surplus.

Dans certains cas, le contrat d’achat de surplus peut être plus intéressant que le prix de l’élec-tricité venant de la grille. Dans ce cas, l’autoconsommation n’a aucun sens économique. Il est plus intéressant de rejeter l’électricité produite sur le réseau et de la racheter, plus tard, moins cher.

L’arrivée et le développement des énergies renouvelables et des modes d’autoconsommation viennent à l’encontre de l’architecture historiquement descendante de la grille. C’est une des raisons au lent développement de ces technologies en France.

Production injectant sur les microgrilles

Pour le développement de microgrilles toutes sources d’énergie peut être utilisée en microgrille, à savoir toutes celles utilisées pour la grille : voir section -section 2.1.1.

Les contraintes d’implantation et de production font cependant que certaines technologies sont plus plébiscitées, elles sont détaillées dans les sections suivantes :

— l’énergie éolienne en microgrille,

— et l’énergie photovoltaïque en microgrille.

Énergie éolienne en microgrille

En microgrille l’énergie éolienne peut se décliner en turbine à axe horizontal de plus petites puis-sances que celles présentées en section -section 2.1.1 ou en turbine à axe vertical.

Les éoliennes à axe vertical Figure 2.9 16 ont l’avantage de ne pas avoir besoin de s’orienter dans le sens du vent dominant, cependant ce type d’éolienne reste très peu répandu à grande échelle et ont majoritairement des turbines de faible puissance, de l’ordre du kilowatt.

Énergie photovoltaïque

Le choix d’une technologie de système photovoltaïque, comme celles présentées en section – section 2.1.1, est motivé par deux préoccupations de l’autoconsommation en microgrille :

— maximiser la production sur une surface d’installation,

— étendre la période de production pour plus facilement la faire correspondre à une consomma-tion.

Le tracker 2 axes est le moyen de production photovoltaïque produisant le plus d’énergie pour une même puissance de panneau. En suivant la course du soleil, il évite la création d’un pic de production en milieu de journée et offre une plus grande période de production dans la journée pour un gain annuel d’environ 50%. Un diagramme illustrant cette différence est présenté en Figure 2.11. Cette plage de production plus importante est la plus propice aux scénarios d’autoconsommation puisqu’elles offrent plus de liberté à la consommation pour avoir lieu à différentes heures de la journée.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela clepfe.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

Remerciements
Liste des tableaux
Table des figures
Table des listings
1 Introduction
1 Vers une décentralisation de la production
2 Défi : optimiser l’usage des énergies renouvelables dans les microgrilles
3 Contexte industriel
4 Objectif : modélisation et déplacement d’activité
5 Proposition : représentation et méthodologie de gestion d’une exploitation par un jumeau numérique
6 Points durs
7 Méthodologie et évaluation
8 Contributions
9 Valorisation de cette thèse
10 Plan de ce manuscrit
I État de l’art
2 Contexte
1 Une consommation grandissante
1.1 La consommation chez les particuliers
1.2 La consommation des secteurs industriels et agricoles
1.3 Transports : l’essor des véhicules électriques
2 Structure des réseaux électriques
2.1 La grille : concentration de la production
2.2 Production décentralisée : la microgrille
3 Politiques incitatives à l’utilisation des énergies renouvelables
3.1 Aspects législatifs
3.2 Aspects économiques
3.3 Aspects pratiques
4 Synthèse
3 Exemples et cas d’application
1 Description de cas applicatifs
1.1 Site d’élevage type
1.2 Site industriel type
2 Exemple d’analyse industrielle
2.1 Analyse des outils et méthodes actuelles
2.2 Dimensionnement pour un site type
2.3 Optimisation des activités
2.4 Intégration des moyens de stockage
2.5 Suivi d’installation temps réel
3 Conclusion
4 État de l’art
1 Dimensionnement
2 Optimisation par déplacement
2.1 Déplacement par stockage
2.2 Déplacement orienté machines
2.3 Déplacement d’activités
3 Prédiction et simulation
3.1 Prédiction de production
3.2 Prédiction de consommation
3.3 Simulation et temps réel
4 Récapitulatif de l’existant
Approches existantes
II Proposition : Un jumeau numérique pour le pilotage des microgrilles
5 Outils conceptuels pour les Jumeaux Numériques
1 Jumeau Numérique actuel dans l’industrie
2 Solutions existantes : intégration d’une infrastructure de type models@run.time pour le pilotage
Middleware d’intégration
3 Ingénierie Dirigée par les Modèles
6 Proposition : un jumeau numérique pour les microgrilles des installations industrielles
1 Proposition : un Jumeau Numérique pour l’énergie
1.1 Caractéristiques attendues pour la gestion d’énergie
1.2 Architecture proposée
2 Cadre de validation expérimentale
2.1 Démarche
2.2 Analyse de terrain et cas d’application
2.3 Exigences issues du terrain
2.4 Définition des cas d’usage industriels
Résumé des exigences fonctionnelles et non fonctionnelles
3 Synthèse et liens aux points durs
III Réalisation et validation
7 RegulDSL : une abstraction et un langage dédié au cœur d’un jumeau numérique
1 Construction de l’abstraction, définition et apport de l’ingénierie dirigée par les modèles
2 Méthodologie suivie pour la construction de cette abstraction
Première itération
Deuxième itération
Troisième itération : approche actuelle
3 Description des abstractions
3.1 Niveau global
3.2 Description et exécution
3.3 Représentation des machines et des données
3.4 Gestion du stockage
3.5 Gestion des activités et de la variabilité
3.6 Extensibilité au niveau méta modèle
3.7 Réutilisabilité
3.8 Prédiction et services tiers
3.9 Contrôle du monde physique
4 RegulDSL : un langage dédié à la régulation de l’énergie
4.1 Philosophie du langage
4.2 Tour d’horizon de la syntaxe concrète
4.3 Sémantique opérationnelle
4.4 Exemples simples d’utilisation de RegulDSL
5 Utilisation de RegulDSL pour explorer l’espace de dimensionnement d’une installation et optimiser le pilotage d’une installation
Optimisation et Demand Response
6 Limites et critiques de l’approche proposée
Choix de la stratégie d’optimisation
Simulation discrète
Méthodes de Demand Response
Encapsulation et accessibilité des plugins
Facilité d’évolution et traitement des erreurs
8 Implémentation et validation
1 Implémentation de notre Jumeau Numérique gestionnaire d’énergie
1.1 Méta modèle et structures de données
1.2 RegulDSL : langage et outils dédiés à l’énergie
2 Validation
Matériel utilisé
2.1 Cas d’usage no 1 : Dimensionnement de générateur solaire
2.2 Cas d’usage no 2 : Optimisation de l’organisation des activités
2.3 Cas d’usage no 3 : Gestion du stockage
2.4 Cas d’usage no 4 : Suivi temps réel
2.5 Bilan des évaluations
9 Conclusion et perspectives
1 Synthèse
Notre contribution
2 Perspectives
2.1 Au-delà de l’électricité
2.2 Systèmes autonomiques
Appendice et bibliographie
Annexes
1 Grammaire complète du langage RegulDSL
Licences
Photographies
Icônes
Bibliographie personnelle