Energy Management and Energy Efficiency of Buildings (SEM / M2-SGB / M2-ENTECH) - 5EUS5GEB

Objectif(s)

Les cibles énergétiques visées pour des constructions neuves ou pour la rénovation du parc existant, combinées à la volonté d’une production décentralisée et d’une consommation d’énergie moins carbonée liée aux Energies Renouvelables conduisent à une véritable rupture pour l’énergétique des bâtiments et font apparaître une problématique de systèmes complexes en particulier pour la modélisation de ces bâtiments. L’enjeu repose désormais sur une vision globale du bâtiment comme un noeud actif du système énergétique du futur. Il devient nécessaire de gérer les différents aléas liés à l’environnement météorologique, l’activité des occupants, la gestion des énergies produites et de celles qui sont disponibles via les réseaux, en développant une approche multi-échelles (équipements, bâtiment, quartier…).

L'objectif de ce module est d'être capable de concevoir un système de gestion énergétique pour un bâtiment.
Cela passe par :

• comprendre les phénomènes et être capable de modéliser le comportement statique et dynamique d'un système bâtiment en vue de sa gestion énergétique
• être capable de modéliser les apports internes et les apports solaires
• être capable de modéliser l'impact de l'occupation et le confort ressenti par des habitants
• être capable de recaler les paramètres d'un modèle de bâtiment en s'appuyant sur une campagne de mesure
• connaître les technologies de Gestion Technique de Bâtiment
• être capable de concevoir une heuristique de gestion énergétique
• être capable de concevoir une approche à base d'optimisation
• découvrir des outils logiciels pour la gestion énergétique de bâtiment
  Ces différentes compétences sont développés autour de la plateforme PREDIS Monitoring Habitat Intelligent qui joue le rôle de fil conducteur pour les différents enseignements.

The Smart Grid and Building students will follow, instead of Part 1, a course about Urban energetic (Part 3):
Knowledge about the elements of the European energy strategy adapted to the urban scale
This course provide students the tools to:

• ensure a better quality of life for residents through a high quality comfort inside buildings,
• manage the energy of a building;
• improve energy efficiency of buildings, towards zero energy building

Contenu(s)

Les thématiques scientifiques abordées dans ce module s’articulent autour des trois leviers de la maîtrise des consommations énergétiques dans les bâtiments : sobriété énergétique en hiver comme en été ; développement et intégration des ENR et intégration au bâti des systèmes produisant de l’électricité par procédé photovoltaïque.

Le cours sur la gestion énergétique dans les bâtiments est décomposé en 16 sessions réparties en 2 grandes parties :

• Part 1 for engineer students: Modeling for energy management
  • S01-introduction : chiffres clefs et enjeux dans le secteur de la gestion énergétique (R2012, DPE-3CL,...)
  • S02-03 calculation of thermal losses : rappels sur la modélisation thermique réglementaire en régime permanent, lien avec la RT2012
  • S04-05 thermal waste of PREDIS/MHI : calcul d'un modèle thermique statique réglementaire pour la plateforme PREDIS-MHI [évalué]
  • S06 inertia : rappels sur la modélisation thermique dynamique et niveau de modélisation requis pour la gestion énergétique
  • S07 dynamics of PREDIS/MHI : calcul d'un modèle thermique dynamique pour la plateforme PREDIS-MHI [évalué]
  • S08 gains and comfort : représentation des apports internes, des apports solaires, de la qualité de l'air et du confort des occupants

• Part 2 for engineer and master students: Implementing energy management
  • S09 parameter adjustments of building models : mise en œuvre de techniques d'estimation paramétrique "boîtes noires" et mise en évidence des limites puis mise en œuvre d'une approche exploitant les calculs thermiques (modèle de connaissance)
  • S10-11 adjustment of the PREDIS/MHI model : application d'une approche d'estimation paramétrique "boîte grise" sur la plateforme PREDIS/MHI [évalué]
  • S12 technologies for the control of building systems : présentation des technologies traditionnelles et innovantes pour la gestion énergétique
  • S13-15 energy management and optimization : conception empirique de stratégie de gestion énergétique pour PREDIS/MHI et évaluation des performances obtenues puis comparaison avec des approches à base de techniques d'optimisation (point intérieur, recuit simulé et PLNE) [évalué]
  • S16 applications with Vesta-System : présentation d'outils logiciels pour la gestion énergétique de bâtiment avec cas d'application

• Part 3 for master students: Urban Energetic
  The content of the course is about heat generation, high performance technologies - cogeneration and trigeneration
  • Distribution of hot water and heating systems
  • Cooling systems
  • Air treatment, air conditioning
  • Lighting in a building
  • Zero energy building

• Module Thermohydraulique monophasique de première année
• Module heat and mass transfers de deuxième année
• Bases en calcul numérique
• Bases en Matlab ou en Python
• Bases en thermique
• Bases en automatique