Brevet FR3076362A1 — publié le 20190705

Estimation d'un circuit electrique equivalent, a resistances et capacites thermiques, d'un batiment pour le controle optimal du chauffage du batiment L'invention concerne l'estimation de modeles thermiques de batiments par des methodes d'apprentissage. Le probleme, déjàdecrit dans le document FR-16 57902, consiste : - dans un premier temps a « observer » le comportement thermique d'un batiment, c'est-ddire a mesurer par des capteurs &dies les grandeurs d'entree/sortie d'un modele associe au batiment, puis - dans un second temps a mettre en oeuvre une estimation statistique des parametres du modele a partir de ces donnees d'observation. On vise ainsi une « identification de batiment » selon laquelle les signaux d'entree/sortie d'un ensemble de capteurs sont enregistres et soumis a de l'analyse de donnees afin d'inferer un modele du type precite. En identifiant un modele dynamique, correspondant a des mesures au pas de temps infra- horaire, it est possible d'obtenir une estimation rapide des performances energetiques du batiment (notamment le coefficient de deperditions thermiques, les constantes de temps, etc.) et utiliser le modele pour implementer une strategie de pilotage optimal du chauffage. Le modele peut servir alors de support notamment a la creation de services d'efficacite energetique. Plus precisement, un modele de batiment permet d'expliquer la temperature interieure (mesuree par un capteur d'une part et en sortie du modele d'autre part) en fonction de sollicitations telles que par exemple la temperature exterieure, le flux solaire sur le batiment et les apports thermiques internes (chauffage, notamment electrique). L'enjeu de l'identification precitee est donc d' avoir acces aux mesures in-situ de ces grandeurs. Ainsi, on s'appuie sur un reseau de capteurs. 2 Plus particulierement, dans la technique decrite dans le document FR-16 57902, on s'appuie en outre sur la consommation d'energie, notamment l'energie electrique ou issue du gaz naturel, pour l'obtention des donnees quant aux apports thermiques internes. Cette consommation d'energie, au fil du temps, est indiquee par une quantite totale de 5 consommation par pas infra-horaire, par exemple dix minutes (par exemple pour une consommation electrique, 9kWh entre 8h00 et 8h10, 7kWh entre 8h10 et 8h20, lkWh entre 8h20 et 8h30, lkWh entre 8h30 et 8h40, etc.). Ces valeurs successives de consommation dans le temps sont appelees « courbe de charge » de la consommation du logement ou du batiment (les courbes de charge des differents logements du batiment etant alors agregees 10 en une courbe globale). Toutefois, les courbes de charge, meme si elles refletent bien la consommation employee pour l'apport thermique interne globalement, ne donnent pas une evolution temporelle rigoureuse de l'apport thermique interne. En effet, certains appareils, alors qu'ils sont 15 susceptibles de consommer une quantite notable de l' energie electrique comme notamment des machines a laver (linge, vaisselle, ou autre), contribuent tres peu, voire de fawn negligeable, a l'apport thermique interne. Ainsi, le modele du document FR-16 57902 utilisant une courbe de charge telle qu' elle est donnee par un compteur de consommation typiquement (Linky® en France pour le 20 comptage d' electricite, ou Gazpar pour le comptage de consommation de gaz naturel), peut etre fausse du fait de la presence d'appareils ne contribuant pas a l'apport thermique interne. L'invention vient ameliorer la situation. 25 Elle part du constat que la plupart des appareils consommateurs d'energie mais ne contribuant pas ou tres peu a l'apport thermique interne sont souvent equipes d'un module de communication, en tant qu'objets connectes. A ce titre, ces appareils peuvent transmettre au moins un signal de debut ou d'arret de fonctionnement. Une unite de traitement, recevant par ailleurs la courbe de charge d'un logement par un compteur 3 communiquant, peut alors interpreter ces signaux pour corriger une estimation de rapport thermique interne basee sur la courbe de charge. Par exemple, s'il est rect.' un signal selon lequel un appareil non producteur thermique a ete mis en fonctionnement entre 8h10 et 8h20 de l'exemple precedent, alors cette valeur de la 5 courbe de charge n'est pas prise en compte et seules les valeurs sur les autres intervalles sont considerees (9kWh entre 8h00 et 8h10, - , lkWh entre 8h20 et 8h30, lkWh entre 8h30 et 8h40, etc.) Neanmoins, une fois l'estimation ainsi corrigee le procede peut se poursuivre par les &apes presentees par exemple dans le document FR-16 57902. 10 Ainsi la presente invention vise un procede de determination d'un modele thermique d'un batiment equipe d'au moins une installation de chauffage, notamment pour un diagnostic energetique et/ou une optimisation du chauffage dudit batiment, dans lequel : - On obtient d'au moins un compteur de consommation d'energie une courbe de charge de 15 consommation d'energie globale, par pas temporel predefini, ladite courbe de charge etant susceptible de contenir une charge utile de consommation pour le chauffage du batiment par ladite installation ainsi qu'une charge pour des besoins de consommation non lies au chauffage du batiment, - On obtient d'un ou plusieurs objets connectes associes a des appareils respectifs, 20 consommateurs d'energie et non-commandos pour un apport thermique, au moins une information de marche ou d'arret desdits appareils, - On detecte dans ladite courbe de charge des intervalles de temps pendant lesquels lesdits objets connectes informent d'un &at d'arret desdits appareils respectifs, pour obtenir une premiere estimation de ladite charge utile, 25 - En fonction de la premiere estimation de la charge utile et d'autres parametres parmi au moins une temperature mesuree a l'interieur du batiment et une temperature de consigne de l'installation de chauffage, on calcule au moins une premiere estimation grossiere d'un modele de comportement thermique du batiment, 4 - Au moins a partir de l'estimation grossiere du modele, on calcule au moins une deuxieme estimation de la charge utile pour la comparer avec la premiere estimation de la charge utile, - Et on repete les &apes du procede, avec une mise a jour de l'estimation du modele du 5 batiment, jusqu'a ce qu'au moins la deuxieme estimation de la charge utile approche la premiere estimation de la charge utile selon un critere choisi (ce critere pouvant etre par exemple que ces premiere et deuxieme estimations de la charge utile soient ecartees d'une valeur absolue inferieure a un seuil choisi). Une telle realisation permet avantageusement de n'utiliser que des donnees issues de 10 materiels preexistants sur place tels que des capteurs d'objets connectes ou encore un compteur communicant capable de delivrer une courbe de charge. Dans une realisation : - En fonction de la premiere estimation de la charge utile et d'autres parametres parmi au 15 moins la temperature mesuree a l'interieur du batiment et la temperature de consigne de l'installation de chauffage, on peut calculer : * ladite premiere estimation grossiere du modele de comportement thermique du batiment, et * sur une pluralite d'intervalles de temps pendant lesquels lesdits objets connectes 20 informent d'un &at d'arret desdits appareils, une pluralite d' estimations respectives d'une regulation mise en oeuvre par l'installation pour que la temperature interieure approche la temperature de consigne, - on peut selectionner alors une meilleure estimation de regulation parmi lesdites estimations de regulation, et 25 - pour cette meilleure estimation de regulation et a partir de l'estimation grossiere du modele, on peut calculer au moins ladite deuxieme estimation de la charge utile pour la comparer avec la premiere estimation de la charge utile. 5 Une telle realisation permet d'affiner le modele en s'appuyant sur une pluralite de regulations. Les parametres precites peuvent inclure, outre la temperature mesuree a l'interieur du 5 batiment et la temperature de consigne de l'installation de chauffage, une temperature exterieure au batiment et un degre d' ensoleillement du batiment. Dans une realisation : - Au moins a partir de l'estimation grossiere du modele, on calcule : 10 * d'une part, une deuxieme estimation de la charge utile pour la comparer avec la premiere estimation de la charge utile, * et d'autre part, une estimation de la temperature interieure au batiment pour la comparer avec la temperature interieure mesuree, - et on repete les &apes du procede, avec une mise a jour de l'estimation du modele du 15 batiment, jusqu'a ce que : * la deuxieme estimation de la charge utile approche la premiere estimation de la charge utile selon un premier critere choisi (ce critere pouvant etre par exemple que ces premiere et deuxieme estimations de la charge utile soient ecartees d'une valeur absolue inferieure a un premier seuil choisi), d'une part, et 20 * d'autre part, l'estimation de la temperature interieure au batiment approche, selon un deuxieme critere choisi, la temperature interieure au batiment, mesuree (ce deuxieme critere pouvant etre par exemple que l'estimation de la temperature interieure et la mesure de cette temperature soient ecartees d'une valeur absolue inferieure a un deuxieme seuil choisi). 25 Dans cette realisation, l'optimisation du modele peut s'appuyer donc a la fois sur la convergence de la charge utile estimee et sur la convergence de la temperature interieure estimee par le modele. 6 Dans une realisation, le modele de batiment est demi par un circuit equivalent a resistances et capacites. Plus particulierement, le modele du batiment peut etre demi par un circuit equivalent a 5 trois resistances et deux capacites, et la premiere estimation grossiere precitee est relative a un vecteur 0 dont les coordonnees sont relatives aux cinq parametres inconnus du circuit equivalent : les trois resistances et les deux capacites. Dans une realisation, le batiment demi selon le modele precite opere en boucle fermee 10 avec une regulation de la temperature interieure, et pour calculer la pluralite d'estimations de la regulation mise en oeuvre par l'installation, on calcule une premiere estimation d'un vecteur i designant des parametres de regulation du chauffage du batiment, ces parametres de regulation comportant typiquement un gain de chauffage et une constante de temps. 15 Dans cette realisation, la meilleure estimation de regulation peut etre obtenue par un mélange pondere de ladite pluralite d'estimations de regulation 17(k), k = 1, comme suit : - Pour chaque indice k = 1,...,K, simuler une temperature interieure Di(k)a partir du modele de batiment en boucle fermee et desdits parametres parmi au moins une 20 temperature mesuree a l'interieur du batiment et une temperature de consigne de l'installation de chauffage, - Initialiser des poids wk = K, k = 1, ..., K, - Pour des instants t = 1, ...,T : * calculer une prediction de temperature interieure ^ (t) = Ek=1Wk,t (k) (t) 25 * definir un modele agrege d'estimation de regulation par /7(0 = Elk(=1 W k,t 17(k) ; * mettre a j our les poids en calculant, pour chaque indice k, un nouveau poids : 7 Wk,t+1 = exp(-p Et s =1(T i(s) - i(k) (s))2), en appliquant un normalisation telle que Y./S -ri=1Wk,t+1 = 1 - Et calculer la moyenne temporelle du modele agrege : = (ELT-n+111(t))/n. 5 La presente invention vise aussi un programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procede ci-avant, lorsque ces instructions sont executees par un processeur. Par exemple, les figures 4 et 5 decrites ci-apres peuvent illustrer un algorithme general d'un programme informatique au sens de l'invention. La presente invention vise aussi un dispositif comportant une unite de traitement pour la mise en oeuvre du procede ci-avant. Typiquement, la figure 1 commentee ci-apres presente un exemple de realisation d'une telle unite de traitement UT. D'ailleurs, d'autres avantages et caracteristiques apparaitront a la lecture de la description detainee ci-dessous d'exemples de realisation non limitatifs, et a l'examen des dessins annexes sur lesquels : - la figure 1 illustre un systeme pour la mise en oeuvre de l'invention dans un exemple de 20 realisation, - la figure 2 illustre un exemple de modele de batiment selon un circuit equivalent de type R3C2, - la figure 3 est un schema bloc du comportement thermique d'un batiment en condition reelle d'exploitation, avec boucle de retroaction (en traits pointilles), 10 15 8 - la figure 4 illustre les principales &apes de l'algorithme d'identification avec prise en compte de l'incertitude de la courbe de charge utile, selon un exemple de realisation de l'invention, et - la figure 5 est un exemple de schema d'apprentissage global du comportement thermique 5 du batiment a partir de la courbe de charge brute CdC, - la figure 6 illustre une courbe de charge avec une identification des intervalles de temps /0 sur lesquels la charge Q de la courbe de charge brute CdC n'est plus representee que par une charge utile Qu qui n'est lice qu' aux besoins de chauffage du batiment (Q = Qu). 10 Il est propose ici la prise en compte de l'incertitude sur les apports thermiques internes par un reseau de capteurs integrant des appareils consommateurs dotes d'objets connectes. Un reseau de capteurs original pour l'identification de batiment s'appuie ainsi sur de tels objets connectes. De maniere classique, it est suppose tout d'abord que des capteurs &dies (thermometres, pyranometres) mesurent les temperatures interieure et exterieure ainsi que 15 le flux solaire localement au niveau du batiment. Pour la mesure des apports thermiques internes, par exemple dans un logement individuel, les apports thermiques internes peuvent etre multiples : une installation de chauffage, mais egalement l'eclairage, les ordinateurs, etc. 20 Une difficulte ici est qu'on ne dispose a priori que de la mesure d'une unique grandeur, a savoir la courbe de charge totale du logement (consommations electriques et/ou gaz au pas de temps infra-horaire) grace au compteur communicant Linky/Gazpar. Or cette courbe de charge totale comprend des consommations « impropres », c'est-d-dire qui ne correspondent pas a des apports thermiques dans le batiment (par exemple une machine a 25 laver, une television, etc.). La courbe de charge totale contient donc, mais n'est pas egale a, une courbe de charge utile qui ne serait composee que d'apports thermiques et qui represente une entrée corrigee du modele. Pour un meilleur apprentissage du modele, on cherche donc a estimer les apports non-thermiques, afin de les retirer de la consommation totale. 9 Pour resoudre ce probleme, il est propose d'utiliser les informations des objets connectes du batiment afin d' ameliorer la connaissance de la courbe de charge, et donc apprendre un modele du batiment plus fidele a son comportement reel. Plus specifiquement, outre la courbe de charge totale mesuree par un compteur communicant, on suppose ici que la 5 donnee de type Marche/Arret de chaque appareil interne au batiment ne correspondant pas a un usage thermique est accessible pour corriger la courbe de charge que donne le compteur de consommation. Cette donnee peut etre obtenue car ces appareils incorporent de plus en plus des modules de commande a objets connectes, de sorte que cette information Marche/Arret est facilement accessible. 10 Avant de developper l'usage de cette information ci-apres, il est rappele d'abord la presentation de son contexte d'utilisation. Il est rappele tout d'abord la disponibilite de la mesure de la courbe de charge totale du 15 batiment, grace au deploiement des compteurs communicants (Linky®, Gazpar®). L'energeticien a donc facilement acces a la mesure des consommations totales au pas de temps infra-horaire, voire de l'ordre de quelques minutes. Cette courbe de charge totale contient ; - une part « chauffage » et 20 - une part « non-chauffage », sans pouvoir les distinguer a priori, alors que seule la part « chauffage » affecte l'etat thermique du batiment, ce qui cree donc une incertitude. Cette incertitude sur la courbe de charge est rarement prise en compte dans l'art anterieur sur l'identification de modeles de batiments. Par exemple, notamment dans le document 25 FR-16 57902, il est specifie que les apports thermiques internes sont mesures par une instrumentation dediee. Dans ce cas, l'hypothese implicite est donc : que chaque appareil correspondant a un usage thermique au sein du batiment est equipe d'un compteur dedie, de sorte qu'en sommant toutes ces consommations on obtiendrait la courbe de charge utile (part « chauffage ») ; 10 - ou que le batiment est equipe d'un compteur communicant mesurant la consommation totale et chaque appareil qui ne correspond pas a un usage thermique est equipe d'un compteur dedie, de sorte qu'on obtiendrait la courbe de charge utile (part « chauffage ») en soustrayant ces consommations (part « non- 5 chauffage ») de la consommation totale ; - ou que le batiment est equipe uniquement du compteur communicant mesurant la consommation totale, ce qui constitue de facto une approximation de la courbe de charge utile, en realite. 10 Ces solutions de l' &at de l'art, a part la troisieme solution ci-dessus, sont onereuses et impliquent une sur-instrumentation qui represente un coat supplementaire par rapport au seul compteur communiquant. Une autre approche de l' &at de l'art consiste a implementer un algorithme de type NILM 15 (pour « Non-Intrusive Load Monitoring », de surveillance non-intrusive de la charge des appareils) permettant de desagreger la courbe de charge totale selon les usages. On peut citer comme travaux anterieurs relatifs a cette technique : A. Zoha, A. Gluhak, M. A. Imran et S. Rajasegarar, oNon-intrusive load monitoring approaches for disaggregated energy sensing: A survey» Sensors, vol. 12, n° %112, pp. 20 16838--16866, 2012. Cependant, ces methodes reposent typiquement sur une mesure a haute-frequence (avec un pas de temps d'une seconde au plus) de la courbe de charge totale. Il faut donc ajouter une instrumentation onereuse qui s'additionne au deploiement du compteur Linky (qui fonctionne a un pas de temps de quelques minutes). 25 De maniere generale, it apparait que les techniques anterieures connues mettent en oeuvre une instrumentation complementaire onereuse, ou negligent l'incertitude (en conservant uniquement la consommation totale qui englobe la courbe de charge utile). Cette derniere solution est une bonne premiere approximation, mais elle n' est pas satisfaisante car en 11 incluant des consommations non-chauffage dans la courbe de charge utile, on suppose que le batiment a consommé plus que ce qu'il a reellement consommé pour le chauffage. Ainsi, le modele thermique appris a partir de ces donnees comporte un biais et le modele est moins performant thermiquement que ne l' est le batiment en realite. Ce biais se repercute 5 la fois sur le diagnostic energetique du batiment et sur la strategie de pilotage du chauffage. Pour remedier aux defauts des deux approches de l' &at de l' art, il est propose d'utiliser ici les informations des objets connectes pour completer la mesure de la donnee de type Linky. Le coat d'implementation est donc faible, voire nul car il est propose d'utiliser des 10 objets connectes déjà presents dans le batiment. L'incertitude n'est pas eliminee pour autant, car seule une information de type marche/arret est requise pour respecter cette exigence de coat faible, et non la consommation specifique de chaque objet. L'objet du developpement ci-apres est donc de deduire neanmoins de cette seule information et des autres parametres usuels (courbe de charge totale, mesures de temperature interne/externe 15 du batiment, etc.) un modele fonctionnel, car plus realiste qu'un modele s'appuyant simplement sur une courbe de charge totale, non corrigee. Les hypotheses principales ci-apres sont faites par la suite de la presente description: (H1)La courbe de charge totale est mesuree a un pas de temps infra-horaire. 20 (H2) Une chronologie des evenements marche/arret des charges qui ne chauffent pas est egalement disponible (par des objets connectes a un centre de traitement des courbes de charge, comme illustre sur la figure 1 presentee ci-apres). (H3) Les temperatures interieure et exterieure, les gains solaires sont mesures a un pas de temps infra-horaire, par des capteurs associes a ces grandeurs, de meme que la 25 temperature de consigne. (H4)La puissance maximale que peut delivrer l'installation de chauffage, notee Qmax est connue. En reference a la figure 1, afin de respecter les hypotheses precedentes, l'invention peut 30 par exemple s'appuyer sur un reseau de capteurs forme : 12 - d'un thermostat et d'une interface de saisie d'une chaudiere connectee CCO (electrique ou a gaz), pour recueillir la temperature interieure mesuree TI, ainsi que la temperature de consigne Tr, - d'un compteur communicant COC (par exemple Linky®, Gazpar®) remontant la courbe 5 de charge non corrigee CdC, - d'une station meteorologique connectee SMC, pour remonter des donnees de temperature exterieure locale TE, notamment, - d'un pyranometre PYR, pour mesurer un degre d' ensoleillement sur le batiment ENS, et - des objets connectes d'appareils ACN non-chauffant, ou non-commandos pour le 10 chauffage, du batiment (par exemple une machine a laver, un lave-vaisselle, un poste de television, un ballon d'eau chaude sanitaire, etc.), remontant la simple information de marche/arret A/M. Toutes ces donnees sont transmises par exemple via un reseau RES a une unite de traitement UT, equipee par exemple : 15 - D'une interface de reception IN de ces donnees revues du reseau RES, - D'un processeur PROC capable de traiter ces donnees pour la mise en oeuvre de 1 'invention, - D'une memoire MEM apte a stocker notamment des instructions d'un programme informatique au sens de l'invention, pour mettre en oeuvre l'invention lorsque ces 20 instructions sont executees par le processeur PROC, - Et d'une interface de sortie OUT apte a delivrer les donnees d'un circuit electrique equivalent au comportement thermique du batiment. Ces donnees de circuit electrique equivalent au comportement thermique du batiment 25 peuvent etre ensuite affichees sur l'ecran ECR par exemple. Elles permettent typiquement d' etablir un diagnostic energetique du batiment, dans lequel une optimisation de l'isolation thermique et/ou du fonctionnement d'une ou plusieurs installations de chauffage du batiment peut etre recherchee. 13 Ces donnees de circuit electrique equivalent peuvent etre encore utilisees pour realiser d'autres calculs, notamment statistiques pour determiner une consommation globale de plusieurs batiments d'une region, voire anticiper la consommation de cette region en prevision de futures temperatures donnees par les previsions meteorologiques, et ce afin 5 d' optimiser la production d'energie notamment electrique. On considere ci-apres un batiment represents par un circuit electrique equivalent de type a trois resistances et deux capacites R3C2, represents en figure 2. Ce modele a déjà ete presents dans le document FR-16 57902. Dans la suite, le vecteur 0 designe les cinq 10 parametres inconnus du circuit R3C2, c'est-d-dire les trois resistances Rf, Ro, Ri et les deux capacites Cres et Cs. Par ailleurs, en saison de chauffe, le batiment fonctionne en boucle fermee, c'est-d-dire qu'il y a regulation de la temperature interieure comme illustre sur la figure 3. Le vecteur 15 designe alors les parametres de la regulation du batiment, c'est-d-dire de l'installation de chauffage. Par exemple dans le cas d'un correcteur PI (Proportionnel-Integral), i regroupe le gain et la constante de temps. Les notations suivantes sont adoptees : 20 - Q(t) est la courbe de charge totale a l'instant t, et elle se decompose comme suit : Q(t) = Qu(t) + Qrat(t), ou Qu(t) est la courbe de charge utile et Qhh(t) correspond aux usages qui ne chauffent pas ; - La courbe de charge utile Qu(t) se decompose elle-meme en Qu(t) = Qh(t) + Q f (t), avec Qh(t) la consommation de l'installation de chauffage (i.e. les apports thermiques 25 internes commandos) et Qfg(t) pour les apports thermiques materiels internes non- commandes, intrinseques a certains fonctionnements (eclairage, ordinateurs, poste de television, etc.) ; 14 - L'entree Q's(t) du modele R3C2 en figure 2 est Qres(t) = Qu(t) Qm(t), avec Q m(t) les gains metaboliques, non-pris en compte dans cette description. L'instrumentation donne done acces a Q(t) (hypothese H1) et a la fonction indicatrice 5 Xnh(t) = 0 si Qnh(t) = 0, Xnh(t) = 1 sinon (hypothese H2). Ainsi, it est possible de decomposer la courbe de charge totale sur un ensemble d'intervalles de temps disjoints pour lesquels on a soit Q(t) = Qu(t) (100% chauffage), soit Q(t) > Q u (t) (la part « chauffage » etant inconnue). 10 Soit /0 l'ensemble des intervalles pour lesquels Q(t) = Qu(t), et I l'ensemble des autres intervalles, pour lesquels on a alors Q(t) > Qu(t). Dans ce contexte, on cherche alors a fournir un procede d'estimation de 0 a partir des enregistrements des grandeurs Text (temperature exterieure), Ti (temperature interieure), Tr (temperature de consigne), Qs (apports solaires), Q et Xnh. 15 A cet effet, on prevoit deux &apes principales : - une premiere estimation 01 de 0 a partir des donnees mesurees sur /0, i.e. sur les intervalles 100% « chauffage » ; - une correction ensuite de 01 en utilisant toutes les donnees, y compris celles sur I. 20 L'etape de correction est effectuee en comparant notamment la trajectoire de la temperature interieure observee a celle simulee par le modele. Cela implique en particulier d'apprendre un modele de regulation i1i qui genere une commande de chauffage pour que la temperature simulee atteigne la consigne. Il convient de noter que cette approche est completement en accord avec la pratique 25 courante de consommation laissant de grandes plages de temps par exemple en journee pendant lesquelles les habitants d'un batiment ne sont pas presents (au travail, a l'ecole, etc.) et seuls les appareils de chauffage fonctionnent tandis que les appareils connectes de 15 type machine a laver, poste de television, etc. sont a l'arret. Il peut etre profite de ces plages de temps /0 pour effectuer la premiere estimation di de 0, pendant laquelle la plupart des objets connectes remontent une donnee d'arret de l'appareil associe. 5 Le diagramme de la figure 4 precise les differentes &apes de la strategie d'identification partir des informations des objets connectes. L'etape Si est une premiere estimation di de 0 a partir des donnees mesurees sur 10. Sur /0, l'observation du batiment est exacte, puisque la courbe de charge totale est la courbe de charge utile. La premiere estimation peut donc se faire par une adaptation immediate d'une 10 methode de reposant sur un algorithme d'Expectation-Maximisation et decrite par exemple dans FR-16 57902. Parallelement, a l'etape S2, pour chaque sous-intervalle contenu dans l'ensemble /0, on procede a une estimation d'une regulation 17(k). En ne retenant que les intervalles ayant suffisamment de donnees en regime « lineaire » (typiquement lorsque le chauffage n' est ni 15 a 0 ni a la puissance maximale), on obtient ainsi K estimateurs 17(k), k = 1, ..., K de la regulation. Dans le cas d'un correcteur PI, on pourra par exemple implementer une methode du type des moindres canes ordinaires pour apprendre les deux parametres (gain, constante de temps). Chaque estimateur est appris a partir des donnees Q, Ti, Tr mesurees sur l'intervalle de temps correspondant. En particulier, sur chacun de ces intervalles, on a 20 bien Q(t) = Mt), c'est-d-dire que la consommation est a 100% liee au chauffage. En revanche, la part d'apports thermiques non-commandos (notee Qfg (t)), n'est pas connue mais incluse dans la mesure 2 '(t) . Cette part (liee aux appareils chauffants « involontairement » tels qu'un four traditionnel, une television, un ordinateur, etc.) fausse donc l'estimation de 1(k), puisque la regulation correspond uniquement aux apports 25 thermiques commandos Qh(t) (et pas a ( 2 '(t) = (2,,(t) + Q fg (t)). Ainsi, chacun des estimateurs est potentiellement biaise, et it est donc preferable de mettre en oeuvre une strategie de selection du meilleur modele de regulation. C' est l'objet de l' ≊ suivante S3. 16 Ainsi, a l'etape S3, le « meilleur » estimateur est construit comme mélange pondere des estimateurs ri(k), k =1,...,K obtenus a l'etape precedente et appeles « experts ». Il s'agit d'une strategie construite par analogie avec les methodes d'agregation statistique de predicteurs, par exemple comme suit: 5 1) Pour chaque k =1,...,K, simuler une temperature interieure Ti(k)a partir du modele de batiment en boucle fermee (di, 17(k)) et des observations Text(t), Qs(t), Tr(t). 2) Initialiser les poids wk = K, k =1,...,K. 3) Pour t = 1, T : 10 a. on calcule la prediction Ti (t)= EL_ w k ,r Ti(k) (t) ; b. on pose le modele agrege /7(0 = ricc=1 wvvic,t "1, i(k) c. on met a jour les ponderations : pour chaque k, on calcule le nouveau poids Wk,t+1 = exp(-p Est =1(Ti(s) - Di(k)(s))2), en normalisant de sorte que : 1Wk,t+1 = 1. k=1 4) On calcule la moyenne temporelle du modele agrege 15 711 = (ET=T-n-Ef. flt))/n. La demarche presentee ici a titre d' exemple consiste donc a agreger les predictions (etapes S3-3)a. et S3-3)c.) puis a appliquer les ponderations ainsi obtenues au modele de regulation (etape S3-3)b.). L'agregation est sequentielle dans le temps (boucle sur t), c' est 20 pourquoi l'etape S3-4) effectue une moyenne temporelle sur les n dernieres iterations, lorsque le mélange s'est stabilise, afin d'obtenir un modele final independant du temps. Cette etape depend d'un parametre p, appele taux d'apprentissage, qui peut etre defini par un utilisateur ou par validation croisee sur une grille de valeurs. 17 Une fois di et filestimes, a la quatrieme ≊ S4 de la figure 4, on simule une temperature interieure Ti et une courbe de charge utile equivalente Qua partir du modele de batiment en boucle fermee is)) et des observations des signaux Text(t), Qs(t), Tr(t). La simulation -0' est une courbe utile equivalente, car elle inclut une compensation par l'installation de 5 chauffage des apports internes non-commandos et non-observes. A l'etape S5, on evalue la precision des trajectoires simulees a l'etape S4, en calculant respectivement l'erreur quadratique moyenne de la temperature interieure : Eti := =i(Ti(t) - ri(t))2 10 et l'erreur quadratique moyenne de la courbe de charge utile : Equ := ,\IFT1 E tET(Q (t) Ou(t))2 ou l'ensemble T designe l'ensemble des instants t tels que T := {tit E lo, Q (t) REVENDICATIONS1. Procede de determination d'un modele thermique d'un batiment equipe d'au moins une installation de chauffage, notamment pour un diagnostic energetique et/ou une optimisation du chauffage dudit batiment, dans lequel : - On obtient (S22) d'au moins un compteur de consommation d'energie (COC) une courbe de charge de consommation d'energie globale (CdC), par pas temporel predefini, ladite courbe de charge etant susceptible de contenir une charge utile (Qu) de consommation pour le chauffage du batiment par ladite installation ainsi qu'une charge pour des besoins de consommation non lies au chauffage du batiment, - On obtient (S21) d'un ou plusieurs objets connectes associes a des appareils respectifs, consommateurs d'energie et non-commandos pour un apport thermique (ACN), au moins une information de marche ou d'arret desdits appareils (ACN), - On detecte dans ladite courbe de charge (CdC) des intervalles de temps (Jo) pendant lesquels lesdits objets connectes informent d'un &at d'arret desdits appareils respectifs, pour obtenir (S24) une premiere estimation de ladite charge utile (Qu), - En fonction de la premiere estimation de la charge utile (Qu) et d'autres parametres parmi au moins une temperature mesuree a l'interieur du batiment (Ti) et une temperature de consigne de l'installation de chauffage (Tr), on calcule au moins une premiere estimation 20 grossiere d'un modele de comportement thermique du batiment (Si), - Au moins a partir de l'estimation grossiere du modele, on calcule au moins une deuxieme estimation de la charge utile (S5) pour la comparer avec la premiere estimation de la charge utile, - Et on repete les &apes du procede, avec une mise a jour de l'estimation du modele du 25 batiment (S7), jusqu'd ce qu'au moins la deuxieme estimation de la charge utile approche la premiere estimation de la charge utile (Qu) selon un critere choisi. 2. Procede selon la revendication 1, dans lequel : 23 - En fonction de la premiere estimation de la charge utile (Qu) et d'autres parametres parmi au moins la temperature mesuree a l'interieur du batiment (Ti) et la temperature de consigne de l'installation de chauffage (Tr), on calcule : * ladite premiere estimation grossiere du modele de comportement thermique du 5 batiment (Si), et * sur une pluralite d'intervalles de temps (Jo) pendant lesquels lesdits objets connectes informent d'un &at d'arret desdits appareils, une pluralite (K) d'estimations respectives d'une regulation mise en oeuvre par l'installation pour que la temperature interieure (Ti) approche la temperature (Tr) de consigne (S2), 10 - on selectionne une meilleure estimation de regulation parmi lesdites estimations de regulation (S3), et - pour cette meilleure estimation de regulation et a partir de l'estimation grossiere du modele, on calcule au moins ladite deuxieme estimation de la charge utile (S5) pour la comparer avec la premiere estimation de la charge utile. 3. Procede selon l'une des revendications precedentes, dans lequel lesdits parametres incluent, outre la temperature mesuree a l'interieur du batiment (Ti) et la temperature de consigne de l'installation de chauffage (Tr), une temperature exterieure au batiment (TE) et un degre d' ensoleillement du batiment (ENS, Qs). 4. Procede selon l'une des revendications precedentes, dans lequel : - Au moins a partir de l'estimation grossiere du modele, on calcule : * d'une part, une deuxieme estimation de la charge utile (S5) pour la comparer avec la premiere estimation de la charge utile, 15 25 * et d'autre part, une estimation de la temperature interieure au batiment pour la comparer avec la temperature interieure mesuree (Ti), 24 - et on repete les &apes du procede, avec une mise a jour de l'estimation du modele du batiment (S7), jusqu'a ce que : * la deuxieme estimation de la charge utile approche la premiere estimation de la charge utile (Q(u)) selon un premier critere choisi, d'une part, et 5 * d'autre part, l'estimation de la temperature interieure au batiment approche, selon un deuxieme critere choisi, la temperature interieure au batiment, mesuree (Ti). 5. Procede selon Tune des revendications precedentes, dans lequel le modele de batiment est demi par un circuit equivalent a resistances et capacites. 10 6. Procede selon la revendication 5, dans lequel le modele du batiment est demi par un circuit equivalent a trois resistances et deux capacites, et la premiere estimation grossiere est relative a un vecteur 0 dont les coordonnees sont relatives aux cinq parametres inconnus du circuit equivalent : les trois resistances et les deux capacites. 15 7. Procede selon la revendication 2, dans lequel le batiment selon ledit modele opere en boucle fermee avec une regulation de la temperature interieure, et pour calculer la pluralite (K) d'estimations de la regulation mise en oeuvre par l'installation, on calcule une premiere estimation d'un vecteur i designant des parametres de regulation du chauffage du 20 batiment, lesdits parametres de regulation comportant un gain de chauffage et une constante de temps. 8. Procede selon la revendication 7, dans lequel la meilleure estimation de regulation est obtenue par un mélange pondere de ladite pluralite d'estimations de regulation i7(k), k = 1, comme suit : - Pour chaque indice k = 1, ...,K, simuler une temperature interieure pi(k)a partir du modele de batiment en boucle fermee et desdits parametres parmi au moins une 25 temperature mesuree a l'interieur du batiment (Ti) et une temperature de consigne de l'installation de chauffage (Tr), - Initialiser des poids wk = K, k = 1, ..., K, - Pour des instants t = 1, ...,T : 5 * calculer une prediction de temperature interieure ^ (t) = Ek=1Wk,t (k) (t) * definir un modele agrege d'estimation de regulation par /7(0 = Elk(=1 W k,t 17(k) ; * mettre a j our les poids en calculant, pour chaque indice k, un nouveau poids : Wk,t+1 exp(-p Et = i(s) - i(k) (s))2) , en appliquant un normalisation telle que Y./S -,,=1Wk,t+1 = 1 = (Y ==T-n+1 fl(t))/n. 10 - Et calculer la moyenne temporelle du modele agrege : 9. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procede selon l'une des revendications 1 a 8, lorsque lesdites instructions sont executees par un processeur. 15 10. Dispositif comportant une unite de traitement (UT) pour la mise en oeuvre du procede selon l'une des revendications 1 a 8.