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Défis technologiques >> Réseaux énergétiques intelligents
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Détection et localisation d'anomalies sur les réseaux thermiques à l'échelle de la ville : une approche combinant intelligence artificielle et simulation physique

Département Thermique Biomasse et Hydrogène (LITEN)

Laboratoire des Systèmes Energétiques et Démonstrateurs Territoriaux

Mathématiques appliquées, Intelligence artificelle

01-10-2020

SL-DRT-20-0990

yacine.gaoua@cea.fr

Réseaux énergétiques intelligents (.pdf)

Au cours du temps, les réseaux thermiques (réseau de chaleur et de froid) vieillissent différemment et les dommages invisibles et non réparés rapidement sur les canalisations enterrées mettent directement en danger non seulement l'équilibre financier du l'exploitant du réseau mais aussi la qualité d'approvisionnement en chaleur des usagers surtout en période hivernale. Ainsi, la lutte contre les fuites hydrauliques et autres anomalies reste l'une des priorités absolues de l'exploitant du réseau car elle nécessite une part d'investissement importante liée aux travaux du génie civil pour la localisation et la réparation des fuites. L'objectif de cette thèse consiste à mettre en ?uvre une approche de diagnostic innovante pour la détection et la localisation d'anomalies sur les canalisations d'un réseau de chaleur, en exploitant la force de l'intelligence artificielle et les données de mesures du réseau (données au niveau des sous-stations et les données de détecteurs positionnés dans les caniveaux). Les principaux objectifs de cette thèse sont les suivants : - La génération par simulation numérique d'une base de données de modes de fonctionnement normaux et anormaux du réseau. On s'appuiera pour cela sur des modèles numériques existants au laboratoire d'accueil. - L'utilisation des modèles numériques pour la réconciliation et l'amélioration de la qualité des données de mesures issues d'un réseau réel - L'identification d'algorithmes de détection et localisation d'anomalies en se basant sur les algorithmes d'apprentissage automatique (IA), les données générées par simulation et des données de mesures issues d'un réseau réel - La validation de la fiabilité des algorithmes de détection d'anomalies sur divers scénarios de fonctionnement simulés puis en situation réelle - La mise en place d'un outil d'aide à la décision pour la détection et la localisation d'anomalies pour les réseaux thermiques Une des originalités du travail réside dans la complémentarité entre les l'utilisation de méthodes d'intelligence artificielle (apprentissage supervisé, non-supervisé et classification) et de modèles thermo-hydrauliques détaillés des réseaux. Ces derniers devront permettre de compenser deux des principaux écueils rencontrés actuellement par l'utilisation des méthodes d'IA : la forte dépendance à la qualité des données de mesures, et la nécessité de disposer de bases de données très larges comportant notamment beaucoup d'occurrence d'anomalies.

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Solutions avancées de gestion pour les systèmes Multi-Energies à fort taux de pénétration des sources renouvelables

Département des Technologies Solaires (LITEN)

Laboratoire Systèmes Electriques Intelligents

Energie, Optimization, Réseau Electrique, Energies Renouvelables

01-10-2020

SL-DRT-20-1143

duy-long.ha@cea.fr

Réseaux énergétiques intelligents (.pdf)

L'objectif général de projet de thèse nommé SOMENER est de décarboniser les systèmes multi-énergies comportant des systèmes électriques, thermiques et de gaz en développant des solutions avancées pouvant permettre l'intégration d'une grande partie des sources d'énergie renouvelables. SOMENER proposera une solution visant à l'intégration optimale des multi-vecteurs énergétique dans les systèmes d'énergie à fort taux de sources d'énergie renouvelables et de technologies de conversion de l'énergie, à la fois pour des stockages de courte durée (batterie, stockage de chaleur) et à long terme (par exemple, stockage de gaz). L'intégration améliorerait non seulement l'efficacité des systèmes énergétiques, mais aurait également des effets positifs sur l'infrastructure énergétique centralisée connectée existante, sur l'économie ainsi que sur l'environnement. L'intégration des vecteurs multi-énergies aurait pour objectif principal de créer de nouveaux mécanismes de marché, des analyses de rentabilité et de développer les systèmes de support technique requis dans lesquels le concept «Energy as a service». L'un des principaux défis à relever pour la décarbonisation des systèmes énergétiques, à savoir maximiser la quantité d'énergie renouvelable, réside dans le déséquilibre entre la production d'énergie renouvelable et la consommation d'énergie des clients à court terme (à l'échelle de quelques heures) et à long terme (saisons) pour l'électricité, le chauffage et le refroidissement, etc. SOMENER se concentre spécifiquement sur les systèmes énergétiques en tant qu'outil pour relever ce défi.

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