Modélisation et optimisation des systèmes énergétiques à l'aide d'algorithmes évolutifs

L'optimisation de centrales thermique et nucléaire a de nombreux avantages aussi bien,économiques qu'environnementaux. La recherche de nouvelles conditions de fonctionnement et l'utilisation de nouveaux moyens pour y arriver ont fait l'objet de nombreuses études. Dans ce cadre, ce projet a pour but l'optimisation de systèmes énergétiques, plus précisément de la boucle secondaire de la centrale nucléaire de Gentilly 2, en utilisant les soutirages basse et haute pression de même qu'un prélèvement du mélange provenant des générateurs de vapeur. Un modèle thermodynamique détaillé des différents équipements de la boucle secondaire, tels que les réchauffeurs d'eau d'alimentation, le système de séparateur-surchauffeur, le dégazeur, le condenseur et la turbine est réalisé. Pour y arriver le logiciel Matlab (version R2007b, 2007) avec la librairie pour les propriétés thermodynamiques de l'eau et de la vapeur (XSteam pour Matlab,Holmgren, 2006) ont été utilisés. Un modèle de la boucle secondaire est obtenu grâce à l'assemblage des différents équipements. Une simulation des équipements et du cycle complet de la boucle nous a permis de dégager deux fonctions objectifs à savoir le rendement et la puissance nette qui évoluent de manière opposée en fonction de la variation des différents soutirages. Pour l'optimisation, compte tenu de la complexité du problème, nous avons utilisés une méthode basée sur les algorithmes génétiques. Plus précisément nous avons utilisé un outil qui a été développé à l'institut de génie nucléaire appelé BEST (“Boundary Exploration Search Technique”) développé en VBA* (“Visual Basic for Application”) pour sa particularité à converger plus rapidement et à effectuer une recherche plus exhaustive à la frontière des solutions optimales. L'utilisation du protocole DDE (“Dynamic Data Exchange”) nous a permis de coupler le simulateur et l'optimiseur. Les résultats obtenus nous montrent qu'ils existent plusieurs combinaisons possibles de soutirages qui permettent d'obtenir un meilleur point de fonctionnement pour l'amélioration de la performance de la boucle secondaire de la centrale de Gentilly 2.