Description du logiciel Smart-MED

Description du logiciel Smart-MED-Parks
Article technique
Introduction
Depuis le lancement du projet en février 2013, différentes actions ont été effectuées dans le but
d'accroître la sensibilisation et les connaissances liées à la gestion énergétique dans les parcs
scientifiques et technologiques (PST), de développer un logiciel capable d’évaluer par simulation la
performance énergétique des PST et d’identifier les axes d'amélioration afin de définir la notion de
" PST intelligent ".
La conception de l'outil a été réalisée autour de deux axes fondamentaux :
a) La caractérisation du parc immobilier dans chaque Parc Scientifique et Technique du projet.
b) L'identification et la caractérisation des technologies existantes ou susceptibles d'être
intégrées aux parcs pour réduire leur consommation d'énergie et améliorer leur efficacité
énergétique.
Dans les deux cas, les informations recueillies ont été intégrées dans le logiciel afin de faciliter son
utilisation et enrichir les résultats de simulation. Dans la suite de ce document nous présentons la
façon dont ces deux axes stratégiques ont été mis en œuvre.
Cahier des charges de l'outil
Selon les objectifs du projet, l'outil a été conçu afin de permettre :



la caractérisation et la quantification de la demande et la consommation d'énergie des Parcs
Scientifiques et Technologiques
la fourniture de modèles pour améliorer l'efficacité énergétique et mesurer, a minima
estimer, les améliorations.
de favoriser les réseaux entre les Parcs Scientifiques et Technologiques en créant un cadre de
comparaison réaliste en termes d'efficacité énergétique et de consommation et demande
d'énergie.
En plus des objectifs du projet, l'outil a été conçu en tenant compte de l'utilisateur final. À ce titre,
des interfaces conviviales ont été développées pour les managers des Parcs Scientifiques et
Techniques afin que ceux-ci n'aient pas besoin d'avoir connaissances importantes en matière
d’énergies.
Par conséquent, le logiciel fournit des recommandations générales et des solutions possibles, mais
pas de solutions prédéfinies répondant à des problèmes spécifiques qui nécessitent d'autres outils
matures existants sur le marché utilisé par le personnel technique.
Méthodologie pour le développement de l'outil
Compte tenu de la description précédente, la réalisation de l'outil a été effectuée en suivant des
étapes traditionnelles:
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
analyse des besoins fonctionnels;
analyse des besoins techniques. Exigences et services généraux;
développement de l'outil;
test et validation.
Cette dernière étape sera réalisée durant la phase finale du projet par une validation dans les
différents Parcs Scientifiques et Technologiques concernés par le projet.
Quatre exigences fonctionnelles ont été définies:
1. la gestion de l'efficacité énergétique des bâtiments;
2. l'efficience énergétique du Parc Scientifique et Technologique;
3. l’appui à la prise de décision pour les investissements relatifs à l'efficacité énergétique des
parcs Scientifiques et Technologiques;
4. l'amélioration de la sensibilisation à l'efficacité énergétique. Analyse comparative.
Pour chacune des exigences fonctionnelles, un scenario a été élaboré pour assurer la
compréhension. Par exemple, concernant la gestion de l'efficacité énergétique des bâtiments (1), le
scénario est ainsi formulé :
" Tony gère les dépenses énergétiques d’un immeuble de bureaux au sein d'un Parc Scientifique et
Technologique. Le bâtiment n'a pas été rénové depuis fort longtemps et présente donc une faible
efficacité énergétique. De nouvelles entreprises étant susceptibles de venir s’installer dans le PST,
Tony pense rénover l'immeuble afin de le rendre plus attractif et améliorer ainsi sa valeur ajoutée. Le
budget est limité, donc il doit évaluer à la fois les aspects techniques et financiers tels que la fiabilité
des technologies, des investissements initiaux, le Retour Sur Investissement, les coûts de
maintenance…
Heureusement, "Smart-MED-Parks" fournit le logiciel approprié pour effectuer la pré-évaluation d'un
large panel de technologies et sélectionner la plus prometteuse en tenant compte des caractéristiques
du bâtiments, les usages et contraintes des utilisateurs."
Dans le respect des exigences générales, certaines d'entre elles ont été introduites dans la partie
Philosophie de l'outil mais formellement, les suivantes ont été considérées :
Facilité d'utilisation. Il est prévu que l'utilisateur n'ait aucune connaissance spécifique en termes de
modélisation énergétique. Cela signifie que l'ensemble des données d'entrées doit être facile à
collecter.
Résultats fiables même s'ils sont basés sur des modèles théoriques.
Actualisable. La performance de la technologie doit être mise à jour par le gestionnaire de l'outil.
Basé sur des outils ou des méthodes existantes. Pour éviter la réplication il est prévu d'utiliser un
logiciel libre qui répondant aux exigences des composants.
Les services suivants ont été pris en considération :
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.
vii.
viii.
ix.
x.
S01 . Conception de la demande d'énergie et d'un modèle de consommation énergétique
dans les Parcs Scientifiques et Technologiques;
S02 . Prévisions de la demande d'énergie basée sur les tendances futures
S03 . Analyse des différents scénarios en introduisant des mesures d'amélioration
énergétique. L'ensemble des mesures doit être modélisé.
S04 . Identification des améliorations possibles
S05 . Création d'une base de données de Parcs Scientifiques et Technologiques pour obtenir
un classement MED . Analyse comparative
S06 . Conception des bâtiments, des installations et des modèles d'infrastructures
S07 . Évaluation des différentes mesures énergétiques dans les bâtiments, les installations et
les infrastructures.
S08 . Évaluation des bâtiments dans différentes conditions climatiques
S09 . Potentiel de fourniture énergétique issue de la production d'énergie de différentes
technologies. Modélisation
S10 . Les stratégies énergétiques pour accroître l'efficacité dans les Parcs Scientifiques et
Technologiques.
La figure suivante représente la structure générale pour implémenter l'outil:
Figure 1 : Schéma d'ensemble de l'outil
où: Le bloc "Compréhension" signifie que l'outil augmentera les connaissances et la compréhension
des utilisateurs.
Présentation de la première version de
l'outil
Cette partie traite de la présentation de la
première version du logiciel "Smart -MEDParks". Il est important de noter que la
version finale de l'outil pourrait disposer
d’interfaces différentes. Néanmoins, la
structure, la méthodologie et les
processus de calcul seront similaires à la
présentation de cet article.
Dans la boîte de dialogue initiale,
l'utilisateur choisit d'exécuter une
simulation ou de lire l'e-catalogue
répertoriant la description des différentes
technologies étudiées dans le cadre du
projet. La plupart de ces technologies ont
été modélisées dans l'outil "Smart-MEDParks", de sorte que l'e-catalogue permet
d'évaluer ce qui est réellement simulé.
Figure 2 : Interface initiale d'accès à l'outil SMP
Dans le cas où l'utilisateur sélectionne l'option
simulation, l'outil SMP offre la possibilité de
choisir l'une des solutions énergétiques
suivantes :
1. réseaux de chauffage;
2. réseaux de refroidissement;
3. les micro-réseaux.
Figure 3 : Option pour évaluer la stratégie énergétique des Parcs Scientifiques
et Technologiques
Cette première sélection permet de définir de
façon complète à la fois le réseau, l'ensemble
des unités de consommation d'énergie (par
exemple les bâtiments) et les unités de
production (Co générateur par exemple).
L'utilisateur pourra aussi évaluer les solutions
d'énergie sans définir de réseau.
Après avoir sélectionné l'un des choix, l'utilisateur aura la possibilité d'établir un réseau spécifique
dans des lieux réels :
Figure 4 : Définition du réseau
Puis, les bâtiments sont
représentés sur le réseau. Ces
bâtiments peuvent être définis
par les utilisateurs sur la base
d'un modèle thermique capacité
résistive
nécessitant
8
paramètres d'entrée, ou choisis
dans une base de données de
bâtiments étudiés dans les
phases précédentes du projet.
L'ensemble
de
bâtiments
présents dans la base de donnée
comprend les bâtiments des
Parcs
Scientifiques
et
Technologiques du projet.
Après avoir sélectionné les
unités
de
consommation
connectées
au
réseau
énergétique, il est nécessaire de
définir les technologies qui
fournissent les besoins en
énergie de ces unités de
consommation. (Voir Figure 6).
Pour chaque technologie, un
schéma visant à améliorer la
compréhension de l'utilisateur
est présenté.
Figure 5 : Définition des bâtiments implémentés dans le réseau d'énergie
Figure 6 : Ensemble de technologies destinées à être couplées aux unités de consommation
Résultats présentés par le logiciel
Une fois les paramètres de simulation renseignés, la simulation est effectuée en prenant en compte
toutes les informations et fournit toutes les consommations et demandes énergétiques sur un pas de
temps prédéfini par l’utilisateur (horaire par défaut). La figure ci-dessous illustre les résultats
pouvant être obtenus :
Initialement, un pas de temps d'une heure a été considéré pour prendre en compte les effets
thermiques dynamiques. Pour simplifier l'analyse de l'utilisateur, la version finale affichera des
résultats de flux d'énergie consolidés au niveau de l’ensemble des bâtiments du PST (mensuels ou
annuels) afin d'être facilement évalués et permettre une comparaison entre différents scénarios.
À la fin du projet, l'outil sera accessible sur le site Web du projet : www.smartmedparks.eu
Avertissement: Comme évoqué dans le document, certaines données et boîtes de dialogues
présentées pourraient subir des modifications mineures par rapport à la version finale de l'outil
disponible d'ici la fin de l'année 2014.