Brevet FR3132942A1 — publié le 20230825

Procédé de commande du fonctionnement d’un système de production de chaud et de froid Procédé de commande du fonctionnement d’un système de production de chaud et de froid pour satisfaire une demande énergétique en chaud et en froid, le système capable d’opérer selon au moins quatre configurations, dans lequel : le débit d’au moins l’une des pompes hydrauliques dans les première et troisième configurations est déterminé de manière à minimiser une première fonction de coût représentative d’au moins un coût de consommation énergétique associé au moins à la demande non équilibrée correspondante et d’une contrainte thermique sur la source thermique, et les débits des pompes hydrauliques dans les deuxième et quatrième configurations sont prédéfinis. Figure pour l’abrégé : Fig. 5 Procédé de commande du fonctionnement d’un système de production de froid et de chaud Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine des systèmes de production de chaud et de froid. Elle concerne en particulier un procédé de commande du fonctionnement d’un tel système. Dans l’objectif de satisfaire une demande énergétique en chaleur et en froid pour un consommateur, il est connu de recourir à un système de production énergétique faisant intervenir un champ de sondes géothermiques, une pompe à chaleur comportant un condenseur et un évaporateur, des auxiliaires de production de chaud et de froid ainsi que des pompes hydrauliques permettant la circulation d’un fluide caloporteur dans les sondes géothermiques et dans les circuits de l’évaporateur et du condenseur. Pour satisfaire les demandes de chaleur et de froid qui peuvent varier au cours du temps, le système opère selon différentes configurations de production en faisant notamment fonctionner la pompe à chaleur selon les modes suivants : (i) production de chaud pur, (ii) production de froid pur, et (iii) production combinée de chaud et de froid. Le passage dans ces différents modes de fonctionnement de la pompe à chaleur peut s’accompagner d’une commande de l’ouverture de vannes à trois voies présentes dans les circuits des sondes géothermiques, de l’évaporateur et du condenseur. Lorsque la pompe à chaleur est en mode de production de chaud pur, le système puise des calories dans les sondes géothermiques pour réchauffer le fluide caloporteur en entrée de ce champ des sondes géothermiques. Il en résulte une diminution de la température dans le sol autour des sondes géothermiques. De manière similaire, en mode de production de froid pur, le système injecte des calories dans le champ des sondes géothermiques pour permettre le refroidissement du fluide caloporteur. Il en résulte une hausse de la température dans le sol autour des sondes géothermiques. En mode de production combiné, le champ de sondes est déconnecté et la pompe à chaleur permet à elle seule de satisfaire une demande équilibrée en chaud et en froid. Afin d’éviter de soumettre le sol à des contraintes thermiques susceptibles d’être néfastes pour celui-ci et l’environnement, des contraintes thermiques réglementaires sont souvent imposées par les autorités et doivent donc être prises en considération lors du fonctionnement du système. Ces contraintes concernent en particulier la température du fluide caloporteur en entrée du champ des sondes géothermiques. Ces contraintes se traduisent notamment par des valeurs minimale et maximale imposées du fluide caloporteur en entrée des sondes géothermiques en provenance respectivement de l’évaporateur et du condenseur de la pompe à chaleur. Dans ce contexte, les auxiliaires de production de chaud et de froid, tels qu’un groupe de froid ou une chaudière à gaz, présentent l’avantage de permettre au système de satisfaire le besoin des utilisateurs tout en respectant les contraintes réglementaires précitées. Le recours à ces auxiliaires présente l’inconvénient d’accroître la consommation d’énergie et de générer souvent des quantités non négligeables de gaz à effet de serre. Pour satisfaire une demande énergétique donnée, l’opération du système de production est réalisée au moyen d’une pluralité de « variables » de contrôle permettant à ce dernier de changer de configuration. Ces variables de contrôle correspondent principalement aux taux d’ouverture des vannes à trois voies précitées, aux débits des pompes hydrauliques ainsi qu’à l’activation et la désactivation des auxiliaires de production. Il est de plus en plus souhaitable de disposer d’un système de production présentant un coût d’exploitation limité et avec un bilan carbone intéressant. Pour cela, le recours à un contrôleur d’un tel système qui soit prédictif et adaptatif constitue une solution avantageuse. Toutefois, le déploiement d’un tel contrôleur s’avère très complexe. En particulier, l’optimisation du fonctionnement du système suppose que le contrôleur soit capable : De modéliser le comportement non-linéaire des sources énergétiques et de l’action des pompes hydrauliques, de gérer les vannes à trois voies, et de gérer les démarrages des auxiliaires de production de chaud et de froid. L’optimisation du fonctionnement du système nécessite ainsi une optimisation conjointe du fonctionnement hydraulique et de la gestion de démarrage des auxiliaires. Cela conduit à la résolution d’un problème d’optimisation non linéaire en variables mixtes, ou «Mixed Integer Non Linear Programming » (MINLP) en anglais. Ce problème MINLP est par nature particulièrement complexe à résoudre et les méthodes de résolution actuelles, même celles intégrées dans les solveurs d’optimisation les plus performants, ne garantissent pas l’obtention d’une solution satisfaisante en un temps raisonnable. Pour contourner cette problématique, deux approches dégradées approximées et non-optimales sont souvent utilisées. La première approche est basée sur les hypothèses simplificatrices suivantes : Une modélisation d’un comportement dégradé et approximatif des sources énergétiques, notamment un comportement linéaire du fonctionnement de celles-ci. Un tel comportement linéaire ne permet pas toutefois de refléter le fonctionnement réel de ces sources ; Un fonctionnement imposé de l’hydraulique du système : débits imposés et/ou ouvertures imposées des vannes à trois voies, ou Un fonctionnement imposé des auxiliaires de production de chaud et de froid. La deuxième approche utilise un contrôleur basé sur des lois dites « lois expertes ». Ce contrôle non-adaptatif nécessite des mises à jour des lois expertes à chaque modification mineure sur le système ou évolution des prix de l’énergie ou de la demande énergétique. Cela peut conduire à un non-respect des contraintes réglementaires lorsque le système doit gérer une situation « limite », correspondant à une situation dimensionnante non préalablement identifiée. De plus, l’utilisation de lois expertes nécessite souvent la mise en place de marges opérationnelles sur le contrôle qui peuvent mener à une opération bien plus coûteuse du système énergétique. Il existe par conséquent un besoin pour améliorer le pilotage des systèmes de production de chaud et de froid de l’art antérieur afin d’en améliorer les performances, notamment l’efficacité énergétique, tout en respectant les contraintes imposées sur la source géothermique. L’invention répond à ce besoin grâce à un procédé de commande du fonctionnement d’un système de production de chaud et de froid pour satisfaire une demande énergétique en chaud et en froid, comportant au moins : Un circuit de source thermique, une pompe à chaleur couplée audit circuit de source thermique, la pompe à chaleur comportant un évaporateur et un condenseur, la pompe à chaleur étant capable d’opérer selon au moins un premier mode de production de chaud pur, un second de production de froid pur et un troisième de production combinée de froid et de chaud, des auxiliaires de production de froid et de chaud, une pompe hydraulique dans un circuit évaporateur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit évaporateur; une pompe hydraulique dans un circuit condenseur de la pompe à chaleur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit condenseur, procédé dans lequel : lorsque la demande en chaud est dominante par rapport à la demande en froid, le système opère selon au moins: une première configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de froid et de chaud pour satisfaire la demande en froid et une partie de la demande en chaud, dite « demande en chaud équilibrée », et en mode de production de chaud seul pour satisfaire la partie restante de la demande en chaud dite « demande en chaud non équilibrée », , ou une deuxième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est allumé pour satisfaire la demande en chaud et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de froid seul pour satisfaire la demande en froid, lorsque la demande en froid est dominante par rapport à la demande en chaud, le système opère selon au moins: une troisième configuration dans laquelle l’auxiliaire froid est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de chaud et de froid pour satisfaire la demande en chaud et une partie de la demande en froid, dite « demande en froid équilibrée » et en mode de production de froid pur pour satisfaire la partie restante de la demande en froid, dite « demande en froid non équilibrée, , ou une quatrième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est allumé pour satisfaire la demande en froid et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de chaud pur pour satisfaire la demande en chaud ; et dans lequel ; le débit d’au moins l’une des pompes hydrauliques dans les première et troisième configurations est déterminé de manière à minimiser une première fonction de coût représentative d’au moins un coût de consommation énergétique associé au moins à la demande non équilibrée correspondante et d’une contrainte thermique sur la source thermique, et les débits des pompes hydrauliques dans les deuxième et quatrième configurations sont prédéfinis. Le procédé selon l’invention prévoit des configurations dans lesquelles le fonctionnement de l’hydraulique du système, notamment les valeurs des débits à appliquer comme consigne aux pompes hydrauliques, est optimisé pour satisfaire les demandes non-équilibrées sans solliciter les auxiliaires de production. Les demandes équilibrées sont assurées par la pompe à chaleur à elle seule via le mode combiné chaud et froid. Le recours à ces auxiliaires quant à lui ne se fait de préférence que lorsque leur utilisation présente un avantage relatif au coût de consommation énergétique et/ou au respect des contraintes imposées sur la source thermique par rapport aux première et troisième configurations, comme détaillé par la suite. On obtient alors des configurations de fonctionnement du système permettant de satisfaire la demande énergétique en chaud et en froid sans outrepasser les contraintes imposées sur la source thermique. De préférence pour satisfaire la demande en chaud et en froid précitée, le procédé comporte : un premier niveau de calcul de répartition des demandes dans lequel les demandes en chaud et en froid équilibrées et la demande en chaud ou en froid non-équilibrée sont déterminées ; un deuxième niveau de calcul d’optimisation hydraulique dans lequel les auxiliaires de production sont désactivés et dans lequel la première fonction de coût est minimisée pour la demande non-équilibrée issue du premier niveau de calcul, par résolution d’un problème d’optimisation non linéaire de type NLP; et un troisième niveau de calcul de gestion des auxiliaires de production dans lequel la deuxième fonction de coût est minimisée par résolution d’un problème d’optimisation linéaire à variables mixtes de type MILP, le problème d’optimisation linéaire dépendant au moins du ou des débits déterminés au deuxième niveau de calcul. Dans le deuxième niveau de calcul, en désactivant les auxiliaires de production, le système risque de violer les contraintes imposées sur la source thermique. Pour limiter cela, et au lieu de modéliser la possibilité d’engager les auxiliaires de production, une pénalité de violation de ces contraintes peut être imposée dans le problème d’optimisation à résoudre. Cette approche alternative permet de transformer le problème d’optimisation non linéaire en variables mixtes qui est par nature très difficile à résoudre à un problème d’optimisation non linéaire, relativement facile et rapide à résoudre. Aussi, la complexité du problème d’optimisation s’en trouve réduite. Pour une demande en chaud dominante, on minimise pour chacune de la première configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est éteint et de la deuxième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est allumé, la deuxième fonction de coût représentative d’un impact thermique sur la source thermique et l’on déclenche la configuration de fonctionnement pour laquelle celle-ci est la plus faible. Pour une demande en froid dominante, on minimise pour chacune de la troisième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est éteint et de la quatrième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est allumé, la deuxième fonction de coût, et l’on déclenche la configuration pour laquelle celle-ci est la plus faible. Aussi, la décision d’utiliser l’un des auxiliaires de production s’effectue avantageusement par l’optimisation d’un problème linéaire avec des variables entières. Ainsi, le procédé selon l’invention permet de sélectionner la configuration la plus judicieuse à opérer par le système pour satisfaire à une demande énergétique en procédant à une optimisation du fonctionnement en deux étapes : une première étape de détermination de configurations optimisant le fonctionnement hydraulique du système sans les auxiliaires de production et une deuxième étape d’identification d’un fonctionnement optimal des auxiliaires de production par comparaison aux configurations déterminées à la première étape. Dans les deuxième et quatrième configurations dans lesquelles les auxiliaires de production de chaud et de froid sont respectivement sollicités, les débits à appliquer aux pompes hydrauliques correspondent à des valeurs par défaut. Source thermique La source thermique est de préférence une source géothermique, correspondant notamment à un champ de sondes géothermiques. Par « sondes géothermiques » , on désigne des sondes disposées dans des forages du sous-sol, par exemple sous la forme de tubes coaxiaux ou en U insérés dans des forages et dans lesquels circule le fluide caloporteur. La profondeur des forages est généralement comprise entre 50 et 200 m . Pompe à chaleur La pompe à chaleur est de préférence une pompe à chaleur de type eau/eau. La pompe à chaleur comporte un circuit primaire dans lequel un liquide caloporteur circule. Selon le besoin à satisfaire, le fluide caloporteur alimente la pompe à chaleur en calories en provenance d’une source thermique ou à l’inverse transporte les calories depuis la pompe à chaleur vers la source thermique. Le liquide caloporteur est de préférence de l’eau glycolée. De préférence, le système comporte une bouteille de découplage couplée de manière classique aux circuits de la source thermique, de l’évaporateur et du condenseur. La présence d’une telle bouteille de découplage permet la circulation de deux débits différents à ses bornes. De préférence, au moins un des deux débits de circulation du fluide caloporteur aux bornes de ladite bouteille correspond à une variable du problème d’optimisation non linéaire du deuxième niveau de calcul. L’autre débit peut être fixé par une procédure de contrôle prédéterminée pour pompes hydrauliques de la pompe à chaleur. Dans ce mode de réalisation, le système comporte une pompe hydraulique dans le circuit de la source thermique agencée pour faire circuler un fluide caloporteur dans le circuit de la source thermique. De préférence, le débit circulant dans le circuit de la source thermique correspondant à une variable du problème d’optimisation non linéaire du deuxième niveau de calcul. De préférence, au moins un des deux débits de circulation du fluide caloporteur aux bornes de ladite bouteille, notamment celui correspondant au circuit de la source thermique peut correspondre à une variable du problème d’optimisation non linéaire du deuxième niveau de calcul et l’autre débit peut être fixé par une procédure de contrôle prédéterminée pour pompes hydrauliques de la pompe à chaleur. Cela permet de disposer d’un degré de liberté additionnel permettant notamment d’avoir des débits différents circulant dans les différents circuits du système. La performance de pilotage du système peut s’en trouver améliorée. Demande énergétique La demande énergétique comporte une demande en chaud, désignée par et en une demande en froid . La demande en chaud correspond par exemple à une demande en eau chaude sanitaire et/ou à une demande de chauffage. La demande en froid correspond par exemple à une demande de climatisation, de rafraichissement, et/ou à une demande en eau glacée, notamment dans le cadre de processus industriels, par exemple dans des laboratoires, ou encore pour des hôpitaux. La demande énergétique en chaud et/ou en froid peut être une demande actuelle ou une demande future. Le procédé permet un pilotage prédictif et adaptatif du système de production lui permettant d’anticiper le fonctionnement des différentes sources énergétiques en fonction des prévisions sur la demande énergétique en chaud et en froid et sur les coûts financiers d’énergie afin de minimiser les coûts liés aux opérations du système, voire minimiser les émissions de gaz à effet de serre. La prévision sur la demande énergétique, sur les coûts financiers et/ou sur les conditions météorologiques peut être fournie pour un horizon temporel de prévision. L’horizon de prévision peut être compris entre 2h et 48h, par exemple de l’ordre de 24h. La commande du système au moyen du procédé selon l’invention peut être effectuée sur des pas de supervision prédéfinis. Le pas de supervision peut être compris entre 1 min et 2h, de préférence entre 10 min et 1h, par exemple de l’ordre de 30 min. Durant le pas de supervision, les débits à déterminer par le problème d’optimisation non linéaire au deuxième niveau de calcul sont de préférence constants. Les différents modes de production de la pompe à chaleur sont mutuellement exclusifs à un instant t mais potentiellement inclusive sur le pas de supervision. Demande dominante De préférence, pour une demande énergétique de chaud et de froid, on détermine au premier niveau de calcul, laquelle des demandes en chaud et en froid est dominante. Cette détermination peut être réalisée en calculant un facteur d’équilibre donné par la formule ; où et désignent respectivement les demandes en chaud et en froid et le coefficient de performance de la pompe à chaleur en mode de production combinée de chaud et de froid. On parle d’une demande en chaud dominante par rapport à la demande en froid lorsque et d’une demande en froid étant dominante par rapport à la demande en chaud lorsque . De préférence, le coefficient de performance de la pompe à chaleur en mode équilibré dépend des températures de consigne de production de chaud ou de froid. Demande équilibrée Par « demande équilibrée » on entend une demande en chaud ou en froid pouvant être satisfaite par la pompe à chaleur lorsque celle-ci fonctionne en mode combiné. Pour une demande en chaud dominante : la demande en chaud équilibrée correspond à avec , et la demande en froid équilibrée correspond avantageusement à la demande en froid . Pour une demande en froid dominante : la demande en chaud équilibrée correspond avantageusement à la demande en chaud , et la demande en froid équilibrée correspond à avec . Demandes non-équilibrées Une « demande non équilibrée » désigne une demande en chaud ou en froid ne pouvant pas être satisfaite par le mode combiné de la pompe à chaleur. Pour une demande en chaud dominante, la demande en chaud non équilibrée désignée correspond à . Pour une demande en froid dominante, la demande en froid non équilibrée, désignée correspond à . Contrainte sur la source thermique et impact thermique De préférence, la contrainte thermique sur la source thermique à respecter correspond à une plage de températures admises en entrée ou en sortie du circuit de la source thermique. La plage de températures peut être imposée par les contraintes réglementaires et/ou environnementales. Dans le cas d’une source géothermique, la plage de températures admise en entrée des sondes géothermiques peut être comprise entre -3°C et 40°C . La prise en considération d’une telle contrainte dans le problème d’optimisation permet de limiter l’impact thermique sur la source thermique dû à une sollicitation excessive de cette dernière. L’impact thermique sur la source thermique peut être caractérisé par une température de la source thermique. En particulier, lorsque la source thermique est une source géothermique, l’impact thermique est apprécié en évaluant la température du sol. Première fonction de coût Comme mentionné plus haut, le procédé met en œuvre au deuxième niveau de calcul une minimisation d’une première fonction de coût représentative d’un coût de consommation lié au fonctionnement du système pour satisfaire les demandes non-équilibrées ; c’est-à-dire la demande en chaud non-équilibrée ou la demande en froid non-équilibrée de façon à minimiser la violation des contraintes imposées sur la source thermique. Ce coût de consommation peut correspondre à la consommation électrique des sources énergétiques mises en œuvre dans les différentes configurations, par exemple, de la consommation électrique de la pompe à chaleur, en particulier celle de son compresseur et des pompes hydrauliques. Le coût de consommation tient de préférence compte du coût financier de l’énergie. La première fonction de coût peut être en outre représentative d’un coût environnemental associé à l’émission des gaz à effet de serre par le système. Une telle émission peut être liée à la consommation électrique des sources énergétiques précitées. De préférence, la première fonction de coût dépend d’au moins une température du fluide caloporteur en entrée et/ou en sortie de la source thermique pour la pénalisation de la violation des contraintes thermique sur la source thermique. Dans un mode particulièrement adapté à un champ des sondes géothermiques, la première fonction de coût tient compte de la température du sol, notamment du sol environnant les sondes géothermiques, de la température de sortie du fluide caloporteur de ces sondes, et/ou de la température d’entrée dans le champ des sondes géothermiques pour le fluide. Cette température correspond à celle du fluide sortant de la pompe à chaleur pour injection dans le circuit de la source thermique. De préférence, la première fonction de coût tient compte de la consommation électrique d’au moins une pompe hydraulique. De préférence, ladite consommation électrique des pompes hydrauliques est de préférence liée à une différence de pression appliquée aux pompes hydrauliques et au débit dans ces pompes. La consommation électrique de chacune des pompes hydrauliques peut être donnée par la formule suivante : , avec étant le débit passant dans la pompe hydraulique, ΔP la différence de pression imposée par la pompe, l’efficacité globale de pompe η c’est-à-dire le rendement isentropique multiplié par le rendement de conversion électrique, et ρ la masse volumique du liquide caloporteur, quantité supposée constante. Dans un mode de réalisation préféré, la différence de pression est liée au débit via l’équation suivante : Les paramètres , sont de préférence calculés à partir d’une régression quadratique effectuée sur des données préexistantes. De préférence, la première fonction de coût tient compte de la consommation électrique de la pompe à chaleur, notamment de sa consommation électrique instantanée. Cette consommation électrique instantanée peut correspondre à la consommation électrique d’un unique étage du compresseur ou de deux étages de ce dernier 2 . De manière générale, la consommation électrique instantanée de la pompe à chaleur peut correspondre à ; étant une variable comprise entre 1 et 2. De préférence, par exemple dans le cas d’un ensemble de compresseurs à régime fixe, la puissance électrique instantanée d’un seul étage du compresseur est reliée à la température de sortie du fluide de l’évaporateur par la formule suivante . La consommation électrique instantanée de la pompe à chaleur est de préférence reliée respectivement aux puissances thermiques instantanées dans les circuits du condenseur et de l’évaporateur de la pompe à chaleur au moyen du coefficient de performance selon les formules suivantes : et , avec et , les puissances thermiques instantanées au niveau du condenseur et de l’évaporateur, respectivement. Le coefficient de performance de la pompe à chaleur peut être donné par la formule suivante : . et correspondent respectivement aux températures de sortie du condenseur et de l’évaporateur. De préférence, les puissances thermiques instantanée précitées sont reliées aux débits hydrauliques aux bornes de l’évaporateur et du condenseur par les formules suivantes : et correspondent aux débits passant au niveau du condenseur et de l’évaporateur, et sont les températures de sortie et d’entrée dans le circuit évaporateur, et sont les températures de sortie et d’entrée dans le circuit condenseur , et CP la capacité thermique du fluide circulant. Dans un mode de réalisation préféré, les différences en température et aux bornes de l’évaporateur et/ou du condenseur correspondent à des valeurs constantes prédéfinies. Afin de minimiser la première fonction de coût, le problème d’optimisation non linéaire peut utiliser l’un au moins des modèles suivants : un modèle de la source thermique, notamment un modèle décrivant au moins une température du fluide caloporteur en entrée et/ ou en sortie de la source thermique, ce modèle reliant avantageusement l’une des températures précitées au débit hydraulique circulant dans le circuit de la source thermique ; Optionnellement, un modèle relatif à la bouteille de découplage, renseignant notamment sur le comportement thermo-hydraulique de celle-ci, ledit modèle décrivant de préférence les débits et les échanges thermiques ; un modèle d’au moins une pompe hydraulique ; en particulier un modèle reliant le débit de la pompe à sa consommation électrique ; un modèle de la pompe à chaleur. Afin de respecter la contrainte thermique imposée sur la source thermique, une pénalité de violation de ces contraintes est de préférence imposée dans le problème d’optimisation à résoudre. Deuxième fonction de coût De préférence, la deuxième fonction de coût tient compte de la consommation électrique des auxiliaires de production. De préférence, la deuxième fonction est en outre représentative d’un coût environnemental associé à l’émission des gaz à effet de serre par le système. L’invention a encore pour objet un contrôleur configuré pour commander le fonctionnement d’un système de production de chaud et de froid pour satisfaire une demande énergétique en chaud et en froid, ce système comportant au moins : Un circuit de source thermique, une pompe à chaleur couplée audit circuit de source thermique, la pompe à chaleur comportant un évaporateur et un condenseur, la pompe à chaleur étant capable d’opérer selon au moins un premier mode de production de chaud pur, un second de production de froid pur et un troisième de production combinée de froid et de chaud, des auxiliaires de production de froid et de chaud, une pompe hydraulique dans un circuit évaporateur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit évaporateur ; une pompe hydraulique dans un circuit condenseur de la pompe à chaleur pour la circulation du fluide caloporteur, lorsque la demande en chaud est dominante par rapport à la demande en froid, le contrôleur étant configuré pour commander le système selon au moins: une première configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de froid et de chaud pour satisfaire la demande en froid et une partie de la demande en chaud, dite « demande en chaud équilibrée », et en mode de production de chaud seul pour satisfaire la partie restante de la demande en chaud dite « demande en chaud non équilibrée », , ou une deuxième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est allumé pour satisfaire la demande en chaud et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de froid seul pour satisfaire la demande en froid, lorsque la demande en froid est dominante par rapport à la demande en chaud, le contrôleur étant configuré pour commander le système opère selon au moins: une troisième configuration dans laquelle l’auxiliaire froid est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de chaud et de froid pour satisfaire la demande en chaud et une partie de la demande en froid, dite « demande en froid équilibrée » et en mode de production de froid pur pour satisfaire la partie restante de la demande en froid, dite « demande en froid non équilibrée », ou une quatrième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est allumé pour satisfaire la demande en froid et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de chaud pur pour satisfaire la demande en chaud ; le débit d’au moins l’une des pompes hydrauliques dans les première et troisième configurations est déterminé de manière à minimiser une première fonction de coût représentative d’au moins un coût de consommation énergétique associé au moins à la demande non équilibrée correspondante et d’une contrainte thermique sur la source thermique, et les débits des pompes hydrauliques dans les deuxième et quatrième configurations sont prédéfinis. Le contrôleur peut comporter un ou plusieurs processeurs et une mémoire dans laquelle est mémorisé un ensemble d’instructions à exécuter par le ou les processeurs de façon à mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Le contrôleur peut être équipé d’interfaces appropriées pour commander les éléments du système de production de froid et de chaud, notamment les vannes du système, et recevoir des données de divers capteurs et/ou serveurs. Le contrôleur est de préférence apte à recevoir des prévisions sur les demandes énergétiques, sur le prix d’énergie ainsi que sur les conditions météorologiques sur un horizon de prévision prédéterminé. Le contrôleur peut recevoir également des prévisions sur les températures de consigne pour la production de chaud et de froid sur l’horizon précité. Le contrôleur est de préférence apte à recevoir en outre au moins une information relative à l’état du système au moyen de capteurs du système. Cette information peut correspondre à l’état de la source thermique, Cette information peut correspondre à au moins une température caractéristique de la pompe à chaleur, cette température caractéristique pouvant être choisie suivant les configuration de production parmi : température d’entrée à l’évaporateur, température de sortie de l’évaporateur, température d’entrée au condenseur et/ou température de sortie du condenseur. L’invention a encore pour objet un système de production de chaud et de froid comportant : Un circuit de source thermique, une pompe à chaleur couplée audit circuit de source thermique, la pompe à chaleur comportant un évaporateur et un condenseur, la pompe à chaleur étant capable d’opérer selon au moins un premier mode de production de chaud pur, un second de production de froid pur et un troisième de production combinée de froid et de chaud, des auxiliaires de production de froid et de chaud, une pompe hydraulique dans un circuit évaporateur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit évaporateur ; une pompe hydraulique dans un circuit condenseur de la pompe à chaleur pour la circulation du fluide caloporteur, et un contrôleur selon l’invention. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’un exemple non limitatif de mise en œuvre de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé sur lequel : représente schématiquement et partiellement un exemple de système de production comportant une pompe à chaleur et un contrôleur pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention, , et illustrent le fonctionnement de la pompe à chaleur en mode de production de chaleur pur, de froid pur et en mode de production combiné, respectivement, illustre un exemple de niveaux de contrôle opéré par le contrôleur, illustre un exemple de production sollicitant la pompe à chaleur quand la demande en chaud est dominante illustre un exemple de production sollicitant la pompe à chaleur quand la demande en froid est dominante, illustre un exemple de détermination de la configuration globale de fonctionnement du système sur un pas de temps de supervision en fonction de l’allumage des auxiliaires, à sont des exemples du comportement du champ géothermique sur une période hivernale de deux semaines, et illustre un exemple de comportement du contrôleur selon l’invention. Procédé de commande du fonctionnement d’un système de production de chaud et de froid pour satisfaire une demande énergétique en chaud et en froid, comportant au moins : Un circuit de source thermique, une pompe à chaleur (10) couplée audit circuit de source thermique, la pompe à chaleur comportant un évaporateur et un condenseur, la pompe à chaleur étant capable d’opérer selon au moins un premier mode de production de chaud pur, un second de production de froid pur et un troisième de production combinée de froid et de chaud, des auxiliaires (64 ; 62) de production de froid et de chaud, une pompe hydraulique (28) dans un circuit évaporateur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit évaporateur ; une pompe hydraulique (26) dans un circuit condenseur de la pompe à chaleur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit condenseur, procédé dans lequel : lorsque la demande en chaud est dominante par rapport à la demande en froid, le système opère selon au moins: une première configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de froid et de chaud pour satisfaire la demande en froid et une partie de la demande en chaud, dite « demande en chaud équilibrée », et en mode de production de chaud seul pour satisfaire la partie restante de la demande en chaud dite « demande en chaud non équilibrée », ou une deuxième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est allumé pour satisfaire la demande en chaud et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de froid seul pour satisfaire la demande en froid, lorsque la demande en froid est dominante par rapport à la demande en chaud, le système opère selon au moins: une troisième configuration dans laquelle l’auxiliaire froid est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de chaud et de froid pour satisfaire la demande en chaud et une partie de la demande en froid, dite « demande en froid équilibrée » et en mode de production de froid pur pour satisfaire la partie restante de la demande en froid, dite « demande en froid non équilibrée, ou une quatrième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est allumé pour satisfaire la demande en froid et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de chaud pur pour satisfaire la demande en chaud ; et dans lequel ; le débit d’au moins l’une des pompes hydrauliques dans les première et troisième configurations est déterminé de manière à minimiser une première fonction de coût représentative d’au moins un coût de consommation énergétique associé au moins à la demande non équilibrée correspondante et d’une contrainte thermique sur la source thermique, et les débits des pompes hydrauliques dans les deuxième et quatrième configurations sont prédéfinis. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermine laquelle des demandes en chaud et en froid est dominante en calculant un facteur d’équilibre donné par la formule ; où et désignent respectivement les demandes en chaud et en froid et le coefficient de performance de la pompe à chaleur en mode équilibré ; la demande en chaud étant dominante par rapport à la demande en froid lorsque et la demande en froid étant dominante par rapport à la demande en chaud lorsque . Procédé selon la revendication 2, la demande en chaud non équilibrée correspondant à , dans lequel, . Procédé selon la revendication 2, la demande en froid non équilibrée correspondant à où . Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel pour une demande en chaud dominante, on minimise pour chacune de la première configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est éteint et de la deuxième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est allumé, une deuxième fonction de coût représentative d’un impact thermique sur la source thermique et l’on déclenche la configuration pour laquelle la deuxième fonction de coût est la plus faible. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel pour une demande en froid dominante, on minimise pour chacune de la troisième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est éteint et de la quatrième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est allumé, une deuxième fonction de coût et l’on déclenche la configuration pour laquelle la deuxième fonction de coût est la plus faible. Procédé selon l’une des revendications 5 et 6, comportant : - un premier niveau de calcul de répartition des demandes dans lequel les demandes en chaud et en froid équilibrées et la demande en chaud ou en froid non-équilibrée sont déterminées ; - un deuxième niveau de calcul d’optimisation hydraulique dans lequel la première fonction de coût est minimisée pour la demande non-équilibrée issue du premier niveau de calcul, par résolution d’un problème d’optimisation non linéaire de type NLP; et - un troisième niveau de calcul, de gestion des auxiliaires de production, dans lequel la deuxième fonction de coût est minimisée par résolution d’un problème d’optimisation linéaire à variables mixtes de type MILP, le problème d’optimisation linéaire dépendant au moins du ou des débits déterminés au deuxième niveau de calcul. Procédé selon la revendication 7, le système comportant une bouteille de découplage hydraulique (32) couplée aux circuits de la source thermique, de l’évaporateur et du condenseur, ladite bouteille de découplage permettant la circulation de deux débits différents à ses bornes, au moins un des débits de circulation du fluide caloporteur aux bornes de ladite bouteille correspondant à une variable du problème d’optimisation non linéaire du deuxième niveau de calcul. Procédé selon la revendication 8, le système comportant une pompe hydraulique (34) dans le circuit de la source thermique agencée pour faire circuler un fluide caloporteur dans le circuit de la source, le débit circulant dans le circuit de la source thermique correspondant de préférence à une variable du problème d’optimisation non linéaire du deuxième niveau de calcul. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, la première fonction de coût dépendant d’au moins : une température du fluide caloporteur en entrée et/ou en sortie du circuit de la source thermique, une consommation électrique d’au moins une pompe hydraulique, une consommation électrique de la pompe à chaleur, notamment une consommation électrique instantanée de celle-ci. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, la contrainte thermique sur la source thermique correspondant à une plage de températures admises en entrée ou en sortie du circuit de la source thermique. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la résolution du problème d’optimisation non linéaire au deuxième niveau de calcul utilise l’un au moins des modèles suivants : un modèle de la source thermique, notamment un modèle décrivant au moins une température du fluide caloporteur en entrée et/ ou en sortie de la source thermique, ce modèle reliant avantageusement ladite température au débit circulant dans le circuit de la source thermique ; optionnellement, un modèle relatif à la bouteille de découplage, renseignant notamment sur le comportement thermo-hydraulique de celle-ci, ledit modèle décrivant préférence les débits et les échanges thermiques; un modèle d’au moins une pompe hydraulique ; en particulier un modèle reliant le débit de la pompe hydraulique à une consommation électrique de celle-ci; un modèle de la pompe à chaleur. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le problème d’optimisation non linéaire utilise l’une au moins des équations suivantes : ; avec la consommation électrique de la pompe hydraulique, le débit de la pompe hydraulique, ΔP une différence de pression imposée par la pompe, une efficacité globale de la pompe et ρ une masse volumique du liquide caloporteur ; ladite différence de pression étant de préférence donnée par la formule suivante ; A, B et C étant des constantes ; , avec la consommation électrique instantanée de la pompe à chaleur, la consommation électrique instantanée d’un étage d’un compresseur de la pompe à chaleur et une variable comprise entre 1 et 2, avec , , et étant des constantes ; et , avec et , des puissances thermiques instantanées au niveau du condenseur et de l’évaporateur, respectivement, et ; et correspondant respectivement aux températures du fluide caloporteur en sortie du condenseur et de l’évaporateur ; ; ; et correspondant respectivement aux débits circulant dans le circuit du condenseur et de l’évaporateur, et sont les températures de sortie et d’entrée dans le circuit évaporateur, et sont les températures de sortie et d’entrée dans le circuit condenseur, et CP la capacité thermique du fluide circulant ; ( ) et aux bornes de l’évaporateur et/ou du condenseur étant constants. Contrôleur (70) configuré pour commander le fonctionnement d’un système de production de chaud et de froid pour satisfaire une demande énergétique en chaud et en froid, ce système comportant au moins : un circuit de source thermique, une pompe à chaleur (10) couplée audit circuit de source thermique, la pompe à chaleur comportant un évaporateur et un condenseur, la pompe à chaleur étant capable d’opérer selon au moins un premier mode de production de chaud pur, un second de production de froid pur et un troisième de production combinée de froid et de chaud, des auxiliaires (62 ; 64) de production de froid et de chaud, une pompe hydraulique (28) dans un circuit évaporateur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit évaporateur ; une pompe hydraulique (26) dans un circuit condenseur de la pompe à chaleur pour la circulation du fluide caloporteur, lorsque la demande en chaud est dominante par rapport à la demande en froid, le contrôleur étant configuré pour commander le système selon au moins: une première configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de froid et de chaud pour satisfaire la demande en froid et une partie de la demande en chaud, dite « demande en chaud équilibrée », et en mode de production de chaud seul pour satisfaire la partie restante de la demande en chaud dite « demande en chaud non équilibrée », ou Une deuxième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production chaud est allumé pour satisfaire la demande en chaud et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de froid seul pour satisfaire la demande en froid, lorsque la demande en froid est dominante par rapport à la demande en chaud, le contrôleur étant configuré pour commander le système opère selon au moins: une troisième configuration dans laquelle l’auxiliaire froid est éteint et dans laquelle la pompe à chaleur fonctionne en mode de production combinée de chaud et de froid pour satisfaire la demande en chaud et une partie de la demande en froid, dite « demande en froid équilibrée » et en mode de production de froid pur pour satisfaire la partie restante de la demande en froid, dite « demande en froid non équilibrée, ou une quatrième configuration dans laquelle l’auxiliaire de production froid est allumé pour satisfaire la demande en froid et la pompe à chaleur fonctionne en mode de production de chaud pur pour satisfaire la demande en chaud ; le débit d’au moins l’une des pompes hydrauliques dans les première et troisième configurations est déterminé de manière à minimiser une première fonction de coût représentative d’au moins un coût de consommation énergétique associé au moins à la demande non équilibrée correspondante et d’une contrainte thermique sur la source thermique, et les débits des pompes hydrauliques dans les deuxième et quatrième configurations sont prédéfinis. Système de production de chaud et de froid comportant : Un circuit de source thermique, une pompe à chaleur (10) couplée audit circuit de source thermique, la pompe à chaleur comportant un évaporateur et un condenseur, la pompe à chaleur étant capable d’opérer selon au moins un premier mode de production de chaud pur, un second de production de froid pur et un troisième de production combinée de froid et de chaud, des auxiliaires (62 ; 64) de production de froid et de chaud, une pompe hydraulique (28) dans un circuit évaporateur pour la circulation du fluide caloporteur dans le circuit évaporateur ; une pompe hydraulique (26) dans un circuit condenseur de la pompe à chaleur pour la circulation du fluide caloporteur, et un contrôleur (70) selon la revendication 14.