DESsim, la Simulation de systèmes énergétiques de quartier en opensource
Article publié le 3 novembre 2020
Nous avons créé DESsim, District Energy Systems simulation ou la Simulation de systèmes énergétiques de quartier. C’est une boîte à outils opensource, pour permettre la simulation et l’optimisation des systèmes énergétiques des bâtiments connectés à un réseau de chaleur et eau glacée.
Crédits : © Elioth
La conception de réseaux urbains pour alimenter en chaud ou en froid des bâtiments est cruciale pour accroître la mutualisation de l’offre et de la demande d’énergie entre les différents bâtiments et réduire ainsi le coût énergétique, environnemental et financier des systèmes énergétiques. Ces réseaux sont également utiles pour augmenter la part des sources d’énergie renouvelables dans les villes, où la production localisée est plus difficile.
À ce jour il n’existe pas d’outil simple pour étudier le bilan de ce type de réseau. Chez Elioth, by Egis nous avons donc créé DESsim, une boîte à outils opensource, un ensemble de modules Python, pour la simulation et l’optimisation des systèmes énergétiques des bâtiments connectés à un réseau de chaleur et eau glacée.
La méthode développée par Elioth, by Egis est basée sur la librairie open-source PyPSA et est adaptée à l’exploration de multiples scénarios et à leur optimisation, sur la base de données d’entrée d’un Système d’Information Géographique (SIG).
Organigramme de la boite à outil de simulation
Nous avons déjà utilisé avec succès cette méthode sur plusieurs projets et concours à l’échelle urbaine, dont le quartier Bruneseau. Dans un article présenté à la conférence EuroSun 2020 en septembre dernier, nous montrons l’application de la méthode proposée dans un quartier fictif en France composé d’immeubles à usage mixte. Les résultats comparent deux scénarios de systèmes énergétiques minimisant soit les émissions de gaz à effet de serre, soit le coût de l’énergie.
en haut, Variante 1 : Minimisation des émissions de gaz à effet de serre
en bas, Variante 2 : Minimisation du coût de l’énergie
Dans l’exemple, il est aussi tout à fait possible d’optimiser le carbone et le coût de l’énergie pour avoir des réseaux plus vertueux et qui contribuent dans le même temps à réduire la facture énergétique.
Pour mieux comprendre le fonctionnement de la boucle, le sankey du réseau est représenté ci-dessous.
Représentation Sankey simplifiée des flux énergétiques annuels pour la variante 1 – Minimisation des émissions CO2e
À ce stade DESsim doit encore être amélioré sur le calcul des besoins des bâtiments mais grâce à sa conception flexible et à son intégration dans un système d’automatisation des flux de travail, nous pensons que cet outil est particulièrement adapté à l’exploration de multiples scénarios de conception.
Dans le cadre de notre démarche opensource, DESsim est disponible gratuitement sur Gitlab, documenté et ouvert à toutes contributions.
L’article présenté lors de l’EuroSun2020 qui devrait rapidement être publié, est disponible ici
Giuseppe Peronato
Chef de projet Environnements
Marguerite Fournier
Cheffe de projet Environnements
Guillaume Meunier
Directeur délégué - Responsable du pôle environnements
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