Stratege - SimulaTion des RéseAux Thermiques pour l’Evaluation des stratégies de Gestion

Le développement des réseaux de chaleur et de froid urbains (RCFU) est un levier important pour atteindre les objectifs nationaux d’efficacité énergétique et de distribution d’énergies renouvelables et de récupération (ENR&R), qui constituent déjà environ 50 % du mix énergétique des réseaux de chaleur en France. Les RCFU permettent de valoriser des sources de chaleur ENR&R telles que la géothermie, biomasse, énergie solaire et d’autres sources de récupérations (UIOM, industries, data center) présentes au plus près des besoins énergétiques des territoires. Les enjeux pour le développement des RCFU sont multiples :

• L’amélioration du taux d’ENR&R des réseaux existants par l’intégration de nouvelles sources
• La rénovation et la mutation des bâtiments raccordés aux réseaux existants, la densification et l’extension des réseaux existants ;
• Le développement de nouveaux réseaux, en particulier dans des projets d’aménagements de quartier (en construction ou à rénover). 

Pour répondre à ces problématiques, les différents acteurs qui conçoivent et opèrent les RCFU doivent pouvoir s’appuyer sur des outils de simulation numérique pour évaluer les scénarios de valorisation des sources ENR&R d’une part, et pour optimiser de manière intégrée la distribution du réseau, le raccordement des bâtiments et la gestion à la fois de la production de chaleur et de froid mais aussi à terme de la demande.

Dans le cadre de la conception d’un RCFU, la stratégie de gestion (opération des centrales de production, gestion des températures, modulation de la demande, stockage, …) est un axe majeur conditionnant significativement l’efficacité énergétique et la valorisation des sources ENR&R, en particulier avec l’intégration de nouvelles briques technologiques aujourd’hui peu répandues (boucles tempérées, etc.).

L’objectif du projet est de doter PowerDIS d’une API pour permettre aux acteurs de la filière de préfigurer et évaluer leurs stratégies de gestion en phase de conception. 

Lot 1 : Définition du périmètre d’étude

Le premier lot du projet aura pour objectif d’identifier et de caractériser les stratégies de gestion actuellement mises en œuvre pour le pilotage de RCFU (tâche 1.1) puis d’en déterminer les modalités d’interopérabilité avec les modèles physiques dynamiques présents dans le logiciel PowerDIS (tâche 1.2).

Lot 2 : Développement de la solution

Les travaux de ce lot comprendront une adaptation des modèles des éléments actifs des RCFU inclus dans la plateforme de simulation PowerDIS (tâche 2.1), le développement d’algorithmes de gestion du système énergétique (tâche 2.2), et le développement d’une interface de programmation (API) pour la communication entre le système de gestion énergétique et le moteur de calcul de PowerDIS (tâche 2.3).

Lot 3 : Application au(x) cas d’étude et intégration à la plateforme de simulation

Dans un premier temps, des indicateurs énergétiques, économiques et environnementaux seront évalués pour le(s) cas d’étude afin de déterminer les gains engendrés par l’application des stratégies de gestion (tâche 3.1).

Un prototype d’interface générique de connexion aux systèmes de gestion sera ensuite intégré à la plateforme de simulation PowerDIS (tâche 3.2) afin de permettre aux utilisateurs de l’outil de définir une stratégie de gestion lors de la conception de réseaux de chaleur et de froids urbains.  

Actuellement deux projets ont été identifiés auprès du partenaire VEOLIA, qui sont les deux typologies de RCFU que l’on souhaite adresser au travers de STRATEGE :  

• Réseau 4ième génération de Blagnac (banlieue de Toulouse)
• Réseau 5ième génération de Saclay (Sud Paris)

Après une phase chronophage de récupération des données d’exploitations passées, puis de traitement de ces données qui serviront de base d’information pour les simulations, les partenaires sont en rédaction détaillée des scénarios des principales stratégies de gestion à mettre en œuvre avec l’aide d’experts du métier de l’exploitations d’installations énergétiques.  

Application et valorisation  

Le projet STRATEGE crée donc une méthode permettant de coupler la modélisation de bâtiments et de RCFU avec une stratégie de gestion énergétique au travers d’une interface générique de connexion intégrée à un logiciel de simulation (PowerDIS), puis de permettre aux différents acteurs de l’aménagement d’évaluer différentes stratégies de gestion grâce à ce logiciel. La méthode développée à l’aide des financements demandés dans le cadre de l’APRED sera rendue publique, mais le contenu des modèles et algorithmes (code source, données industrielles) développés sur fonds propres restera propriétaire.

Coordinateur  

• EFFICACITY (77)

Partenaire

• CSTB (77)

Localisation

• Champs-sur-Marne (77)

Détails du projet

• Durée : 60 mois  
• Mois/Année de démarrage : Avril 2022 

Montant total projet

• 391 000 €

Aide projet

• 220 000 €