Prédire les besoins en énergie dans le secteur résidentiel

Présentation du cas d’étude

Il s’agit d’une maison construite en 2004 d’une surface de 250m2 comprenant deux étages de 125m2 chacun représentée à la figure 63. Elle se situe à Chamoson en Suisse dans le canton du Valais à une altitude de 730 mètres. Elle est construite en béton armé et briques et est isolée thermiquement par l’extérieur, aussi bien au niveau des murs que du plancher bas et de la toiture La maison est chauffée par un système de plancher chauffant dont le fluide caloporteur est chauffé par une pompe-à-chaleur (PAC) de type air-eau de puissance nominale 3kW. Si la PAC ne suffit pas à subvenir aux besoins de chauffage, un poêle à bois permet de compléter les apports de chaleur. Le rendement de la PAC (COP) fourni est de 3.5 en données constructeur. Les pompes à chaleur sont préprogrammées par l’utilisateur de la maison. Au niveau de la pompe à chaleur liée au chauffage, une consigne de température de +2 degrés est insérée entre minuit et 6h du matin du lundi au vendredi. Pour le week-end, aucune consigne n͛est donnée et la pompe à chaleur a un fonctionnement normal suivant une température de consigne minimale de 21 °C. l’eau chaude sanitaire est produite par une PAC rui chauffe de l’eau ensuite stockée dans un ballon de 300 litres. Son rendement est de 3.7. l’air chaud extrait du local cellier, trğs bien isolé car contenant plusieurs appareils générant beaucoup de chaleur, permet de chauffer le fluide caloporteur La maison possède en toiture une centrale solaire photovoltaïque (PV) de 68m2 de panneaux de puissance nominale 9.5kWc. Enfin, la famille dispose des usages spécifiques électriques suivants :  un four électrique  une cuisinière électrique  deux congélateurs  un réfrigérateur  une machine à café électrique et une bouilloire  un lave-vaisselle  un lave-linge  un sèche-linge  un serveur informatique  un rétroprojecteur  deux ordinateurs fixes  des enceintes  deux écrans La consommation électrique globale pour notre maison test regroupe la consommation en chauffage, en eau chaude, en luminaire et en usage spécifique électrique (Figure 57). 

Prédire la consommation électrique globale

 Dans [ZHA-2016], la série temporelle de consommation est prédite à partir d’une méthode hLJbride rui utilise une régression suiǀie d’une méthode d’apprentissage aǀec l’algorithme “VM pour Support Vector Machine. Des désagrégations de courbes de charges globales sont également réalisées pour identifier les appareils électriques pour une meilleure prédiction de la consommation électrique totale [KOL-2012] [PAR-2011]. Les modèles de prédiction de consommation sont très importants, les échelles de temps sont multiples et les prédictions sont réalisées à l’heure, à la journée, au mois, à l’année, etc. [REB-2015] [MOU-2016] [CHE-2016]. Nous avons choisi une prédiction à l’heure avec différentes méthodes et algorithmes différents avec aucune information a priori dans le cas du secteur résidentiel. Données d’entrée Dans cette étude, la consommation électrique globale pour notre maison test regroupe la consommation en chauffage, en eau chaude, en luminaires et les usages spécifiques électriques. Puisque nous sommes sur du tout électrique avec une pompe à chaleur pour le chauffage et une autre pour l’eau chaude sanitaire, nous pouvons convertir les énergies en puissance. Puisque la ventilation est manuelle et en estimant l’énergie luminaire comme nulle, nous aǀons à charue instant t;iͿ : ܧ ݐሺ݅ሻ = ( ܲ஼ℎ�௨௙௙�௚௘ + ܲா�௨ ௖ℎ�௨ௗ௘ + ܲ௎ௌா ) ݐሺ݅ሻ Notre ǀecteur d’entrée rui caractérise la consommation électrique globale pour notre maison test regroupe les statistiques liées à la puissance et aux différentes variations sur chacune des phases du compteur. Les données météorologiques sont données par les valeurs réelles et prédites horaires des stations entourant notre cas d’étude. La temporalité de notre signal est gardée et délimitée par les variables relatives au mois, au jour, au jour de la semaine et à l’heure.