Processus de validation

2.2.1 Démarche générale

La méthodologie de validation proposée résulte de l’analyse des flux entre le système et les milieux extérieurs (voir Figure 61).

Figure 61 : Flux d’information du modèle de validation du système réseau de froid urbain Afin de valider le calcul des sorties principales du modèle (cf. Figure 61), nous proposons un processus en plusieurs étapes :

 une validation des modèles de sous-systèmes indépendants (Tableau 11)

 une validation du modèle du système couplé ̇ ,

Eau de Seine

Réseau de froid urbain

Régulation

Sol / Égouts / Galeries

techniques Bâtiments Alimentation électrique , ̇ ̇ , , ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

En effet, cette approche permet de réduire le temps de calcul et de faciliter l’analyse des erreurs des différents composants du modèle. Les va- riables validées sur chacun des modèles indépendants sont caractérisées, en vue de l’aide à la conduite, comme contrainte, composante du coût ou variable interne au modèle. In fine, la validation du modèle du système est réalisée afin d’évaluer l’erreur sur l’EER au niveau de la centrale indicateur global et de vérifier le fonctionnement du couplage entre la production, la distribution et le réseau avec une régulation en boucle ouverte5 (cf. Figure 62 . L’analyse et le traitement des mesures ainsi que le paramétrage du modèle dont l’identi- fication des paramètres manquants) sont présentés dans la section 3. Les ré- sultats de validation sont présentés dans la section 4.

Figure 62 : Signaux de régulation utilisés pour la validation du modèle (NB : [ ] représente la taille du vecteur )

, ℎ Ouverture vanne by-pass Vitesse pompes EDS [4]

Ouverture vannes échangeurs [16]

Vitesse pompes distribution [4] Pression retour

Vitesse pompes évaporateur [7] Vitesse pompes condenseur [7] Marche/arrêt GF [7]

Température sortie évaporateur [7]

Composants - Refroidissement Composants - Production Composants - Distribution Historique de mesures

Variable calculée Modèle de validation utilisé Nom Type Production - Refroidisse- ment Distribution Réseau Températures de li- vraison aux sous-sta- tions _{, ,}

Con-

trainte 

Puissances frigori- fiques livrées aux sous-stations ̇

Con-

trainte 

Pression différen- tielle aux sous-sta- tions ∆ Interne  Puissance frigori- fique produite ̇ Interne  

Débit du réseau ̇ Interne  

Puissance électrique absorbée

Coût _{ }

Débit EDS ̇ Con-

trainte 

Température de rejet EDS _,

Con-

trainte 

Tableau 11 : Synthèse du processus de validation en modèles indépendants

2.2.2 Validation du réseau

Le calcul de l’indicateur EERprodse définit comme (37). La validation de cet

indicateur renvoie à la validation de la puissance frigorifique produite par la centrale ̇ et injectée sur le réseau (38). Le calcul de ̇ en régime per- manent requiert une modélisation correcte des pertes de charge et des déper- ditions thermiques. L’expression du rendement du réseau, rapport entre la puissance livrée et la puissance produite, est donnée par (39). Dans cette op- tique, le modèle de réseau est analysé séparément, comme proposé sur la Fi- gure 63.

= ̇ = ̇ − (37)

̇ _{= ̇ + ̇ + ∆ ̇ −} (38)

= _̇ ̇ (39)

Figure 63 : Flux d’informations pour la procédure de validation du modèle de réseau La validation du modèle de réseau est réalisée en imposant lors de la simula- tion :

 Au niveau des sous-stations : la puissance frigorifique de con- signe et la température sortie primaire ̇

 Au niveau de la centrale : la température de départ réseau et la pression différentielle réseau ∆ = −

Cette étape permettra de valider, en plus du calcul de la puissance frigorifique produite :

 Le calcul de la puissance frigorifique réellement livrée aux sous- stations ̇̂

 Le calcul du débit du réseau ̂

 Le calcul des températures de livraison sur plusieurs sous-sta- tions représentatives et donc le comportement dynamique du réseau ̂, ,

 Le calcul des pressions différentielles de livraison sur plusieurs Centrale de production

Réseau de distribution et sous-stations

Sol / Égouts / Galeries

techniques Bâtiments ̇ ̇ , ,

̇

∆

^ ^ ^ ^ ^ ^

2.2.3 Validation de la production et du refroidissement

Le modèle présenté sur la Figure 64 est proposé pour la validation de la puis- sance électrique et des contraintes associées aux sous-systèmes de production et refroidissement. Ce modèle contient deux sous-systèmes fonctionnels pour le calcul de la puissance électrique des pompes condenseur. En effet, le circuit condenseur assure le raccordement de la production avec le refroidissement, ses pertes de charge sont distribuées entre les condenseurs, les échangeurs et la tuyauterie (voir Figure 68).

Figure 64 : Flux d’information pour la procédure de validation des sous-systèmes de pro- duction et de refroidissement

La validation du modèle de production-refroidissement est réalisée en impo- sant lors de la simulation :

 Au niveau du réseau : la température de retour centrale et le débit ̇

 Au niveau du refroidissement des condenseurs par eau de Seine la température de l’eau de Seine _,

 Au niveau du système de contrôle : les consignes et les com- mandes telles que décidées par l'opérateur

Cette étape permet de valider:

̇ , Eau de Seine

Production - Refroidissement

Régulation Alimentation électrique , Distribution

̇

ℎ , ^ ^ ^ ^ ^

 Le calcul des puissances appelées par les groupes frigorifiques et par les pompes (eau de Seine, condenseur et évaporateur), par sous-système, soit ̂ et ̂

 Le calcul de la puissance frigorifique produite par les groupes frigorifiques. Si la puissance frigorifique demandée est supé- rieure à la limite de capacité frigorifique, alors une dérive sur la température de départ sera calculée ̂ .

 Le calcul des conditions en sortie (température ̂ et débit _, ̇̂ ) du refroidissement (rejet eau de Seine).

2.2.4 Validation de la distribution

Le modèle du sous-système de distribution se situe à l’interface entre le mo- dèle de réseau et le modèle de production-refroidissement. Une validation in- dépendante est ici proposée (voir Figure 65).

Figure 65 : Flux d’information pour la procédure de validation du modèle de distribution La validation du modèle de distribution est réalisée en imposant en entrée, lors de la simulation :

 Au niveau du réseau : la pression retour et la pression diffé- rentielle via

 Au niveau de l’opérateur : la vitesse de rotation des pompes Cette étape permettra de valider, en sortie du modèle, la puissance électrique appelée ̂ et le débit des pompes ̇̂.

Distribution

Régulation

Alimentation électrique

Réseau de distribution et sous-stations

̇

^

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