Centre Efficacité énergétique des Systèmes
Le développement d’outils numériques constitue une activité importante du CES dont l’objectif est de traduire son approche globale des systèmes énergétiques à travers des plateformes logicielles ouvertes et évolutives. Les plus remarquables sont citées ci-dessous :
C’est une plateforme logicielle permettant d’optimiser les procédés industriels, les parcs industriels et les réseaux d'énergie. Elle capitalise la longue expérience du CES sur l'analyse énergétique et exergétique des systèmes. Elle est développée dans le cadre du projet CERES 2 soutenu par l'ANR (coordonné par EDF R&D). Les procédés industriels sont décrits à l’aide d’outils de simulation, connectés à la plateforme (aujourd’hui, l’outil de simulation connectés sont Dymola et Open Modelica), permettant d’exploiter des modèles en langage Modelica. Une bibliothèque de modèles d’opérations de procédés et de technologies de valorisation de chaleur accompagne la plateforme. La plateforme est développée selon une licence open source (GPL 3) et peut accueillir différents algorithmes ou solveurs permettant d’adresser différents problèmes d’optimisation. Pour chacun de ces problèmes, une méthodologie de résolution est intégrée à la plateforme via un algorithme spécifique.
C’est un logiciel basé sur les techniques de réduction de modèles et de programmation orientée objets. Durant la période de référence, les fonctionnalités suivantes ont été ajoutées : le chaînage avec un calcul d’éclairage basé sur le suivi de rayons, la modélisation du matériau bois (bilan hydrique), l’étude du couplage entre pompe à chaleur et système photovoltaïque, la mise en œuvre de méthodes inverses pour l’aide à la conception, l’étude de la fiabilité du modèle thermo-aéraulique de bâtiment. Il est diffusé par IZUBA Energies, développeur de l’interface utilisateurs PLEIADES accessible aux professionnels, Architectes ou Bureaux d'Etudes Techniques.
Le but est d'aider les acteurs à mieux cerner les conséquences de leurs choix. L'approche par analyse de cycle de vie (ACV) est adoptée le plus souvent au niveau international pour répondre au problème de l'évaluation des impacts environnementaux. Il s'agit d'étudier un produit, depuis sa fabrication, en prenant en compte ses composants et donc en remontant aux ressources puisées dans l'environnement, jusqu'à sa fin de vie, y compris le traitement des déchets ultimes créés, en passant par toutes les étapes de son utilisation. Cette méthode a été appliquée au produit "bâtiment", en tenant compte de ses spécificités par rapport aux produits industriels : chaque bâtiment est en général unique, a une longue durée de vie et entretient des liens forts tant avec le site dans lequel il est intégré qu'avec ses occupants. Les bases de données Ecoinvent et INIES sont utilisées pour les inventaires de fabrication des matériaux et d'autres procédés.
Thermalb4D est un logiciel de simulation thermique dynamique, il associe des méthodes de calcul des tranferts radiatifs et une méthode de résolution de l'équation de la chaleur par une approche CIN.
Thermette : Intégrateur thermique
Il s’agit d’un environnement de modélisation de systèmes thermiques décrits comme des réseaux de composants 0D (volumes de température uniforme) et 1D (branches dans lesquelles le transfert thermique se fait normalement à des surfaces isothermes). Il permet d'effectuer des simulations pour des problèmes non linéaires, en régime permanent et dynamique. La simplicité de THERMETTE lui permet d'être utilisé comme solveur d'applications plus complexes. Il offre par ailleurs la possibilité d'obtenir rapidement les ordres de grandeur des flux thermiques d'un système (conduction, convection, rayonnement) par l'application de formules et corrélations connues.
Modray : logiciel de calcul des transferts radiatifs
Ce logiciel permet la modélisation des échanges radiatifs 3D entre surfaces planes, opaques, grises et diffuses, par le calcul des facteurs de forme puis des facteurs de transfert. Il est basé sur des techniques numériques spécifiques et qui permettent d'améliorer la fiabilité, la précision et les temps de calcul. Dans sa version actuelle, MODRAY peut effectuer des calculs de modélisation du rayonnement dans une enceinte constituée de surfaces opaques, grises et diffuses en émission et en réflexion et baignant dans un milieu non participant, dans un milieu absorbant isotherme et absorbant anisotherme découpé en plusieurs zones volumiques.
Smart-E : une plateforme de simulation des villes et des territoires
Smart-E est une plateforme numérique qui permet de simuler l'ensemble des consommations d'énergies liées aux bâtiments à l'échelle d'un territoire : villes, régions ou parc, fictifs ou réels. Développée par le Centre d’efficacité Energétique des Systèmes, elle s'appuie sur plusieurs années de recherche en modélisation dynamique des bâtiments et de leurs systèmes énergétiques : équipements CVC, réseaux de chaleur ou de froid. La plateforme est alimentée par des bases de données locales et des statistiques nationales sur le parc de bâtiments et les habitudes d’utilisation de l’énergie.
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