Gestion de stockage d'énergie thermique d'un arc de chauffe-eaux par une commande à champ moyen

Dans un contexte actuel de transition énergétique, le smartgrid et la gestion de la charge électrique sont des champs de recherche de plus en plus actifs. Le projet smartDESC dans lequel ce mémoire s'inscrit, s'intéresse plus spécifiquement au contrôle d'appareils électroménagers chauffant (chauffe-eau, chauffe-espace) permettant de moduler la charge domestique. Ainsi, en utilisant la théorie des jeux à champ moyen, le projet smartDESC veut convertir les chauffe-eaux (et éventuellement les chauffe-espace) en des réservoirs d'énergie intelligents. Pour ce faire, un ensemble de "modules" a été développé. Certains permettent la génération d'une commande optimale et son interprétation en champ moyen, d'autres permettent la simulation numérique d'un chauffe-eau, du processus aléatoire de tirage d'eau ou d'un réseau de télécommunications. Durant la maîtrise de recherche, tous ces modules ont été intégrés, testés, interfacés et réglés dans un simulateur commun. Ce simulateur a pour but de réaliser des simulations de réseau électriques complètes allant du fonctionnement individuel de chaque chauffe-eau jusqu'à des considérations plus générales tel que la charge globale électrique. Après l'interfaçage de l'ensemble des modules, un ensemble de simulations ont été réalisées. Ces simulations permettent d'analyser la réponse d'un parc de chauffe-eaux connectés à différents types de contrôle et de situation. Dans un premier temps, les différents modules sont décrits précisément d'un point de vue théorique et pratique. Ensuite, différents types de contrôle sont appliqués à une population uniforme de maisons équipées de chauffe-eaux et de dispositifs de commande. Les résultats de chacun de ces contrôles sont analysés et comparés afin d'en comprendre les points forts et faibles. Enfin, un étude est menée afin d'analyser les capacités de résilience d'un contrôle champ-moyen. Ce rapport tend à montrer la possibilité d'effectuer un contrôle basé sur l'utilisation de la théorie des jeux à champ moyen. Ce contrôle offre une bonne résilience aux imprévus pouvant perturber le réseau. Il est aussi démontré que l'utilisation d'un contrôle champs-moyen pour absorber les variations dues à la production éolienne est possible. Ainsi, en réduisant la variabilité de la charge électrique du secteur résidentiel, le contrôle en champ moyen participe à accroître la stabilité générale du réseau.