Stage : Intégration du Pas de Temps Variable
Refonte partielle du code + Documentation
🎯 Objectifs du Stage
Compréhension Technique
Analyse et compréhension d'un programme complexe à l'interface de l'informatique et de la thermique du bâtiment
Documentation
Restauration et pérennisation du savoir en rédigeant une documentation exhaustive en LaTeX
Développement
Intégration de la gestion d'un pas de temps variable pour améliorer la flexibilité du simulateur
📋 Organisation du Travail
Méthode Agile
Réunions de suivi hebdomadaires avec les tutrices pour présenter l'avancement et ajuster les objectifs
Gestion de Versions
Utilisation de Git pour assurer la traçabilité des modifications et faciliter la collaboration
Approche Modulaire
Segmentation du projet en tâches clairement définies, traitées de manière indépendante
📚 Documentation Technique
Problématique
L'analyse préliminaire du code a révélé un manque de commentaires et de références aux sources académiques, nécessitant la création d'un manuel complet.
Contenu du Manuel LaTeX
- Description détaillée de chaque classe (paramètres, unités, rôle)
- Liste des fonctions publiques avec signatures et explications algorithmiques
- Schéma d'appel des fonctions illustrant le flux d'exécution
- Vue d'ensemble du fonctionnement de l'application
⚙️ Modification du Pas de Temps
Enjeux
Permettre des simulations avec des résolutions temporelles plus larges (5, 10 ou 30 minutes) pour réduire le temps de calcul tout en conservant des résultats pertinents.
🔧 Défis Techniques Relevés
- Couplage fort entre modules : Réajustement de la logique de chaque classe
- Calculs codés en dur : Adaptation des équations basées sur un pas d'une minute
- Contrôle différé : Gestion rigoureuse des priorités d'exécution
- Stabilité numérique : Ajustement des méthodes de discrétisation
📊 Gestion des Modèles Statistiques
Conversion des Probabilités d'Événement
Adaptation des modèles statistiques pour les comportements stochastiques (appareils électroménagers, éclairage, eau chaude).
P = 1 - (1 - p)^n
où p = probabilité par minute, n = nombre d'unités de temps
✅ Solution Retenue
Régénération explicite des événements aléatoires à chaque pas de temps via une boucle de simulation dédiée, garantissant une cohérence statistique optimale.
Chaînes de Markov pour le Chauffage
Modélisation de l'allumage/extinction du système de chauffage avec adaptation par pays :
- France : Transitions calculées toutes les 10 minutes
- Royaume-Uni/Inde : Évaluations toutes les 30 minutes
🎯 Validation et Résultats
Méthodologie d'Évaluation
Analyse statistique utilisant la moyenne, médiane, écart-type et distribution via histogrammes.
Comparaison des Profils de Demande Électrique
Les figures suivantes illustrent la demande totale en électricité (en kWh) pour un ensemble de logements simulés avec différents pas de temps :
Chaque courbe représente la distribution de la consommation électrique pour l'ensemble des foyers simulés. L'objectif de cette comparaison est de vérifier la stabilité du modèle face à une variation de la résolution temporelle.
🎯 Bilan des Résultats
Succès : Variables (consommation d'eau, électricité, irradiance, température) restent réalistes jusqu'à 5 minutes
Limitation identifiée : Modules chauffage/eau chaude sanitaire nécessitent une attention particulière pour éviter la surestimation
🛠️ Compétences Techniques Développées
Programmation MATLAB
Maîtrise avancée des fonctions, debugging, visualisation avec plot(), analyse de données
Modélisation Mathématique
Équations différentielles, méthodes de discrétisation, stabilité numérique
Statistiques & Probabilités
Chaînes de Markov, modèles stochastiques, analyse comparative
Gestion de Projet
Git, méthodologie agile, documentation technique LaTeX
Analyse & Validation
Tests systématiques, validation de résultats, débugging complexe
Thermique du Bâtiment
Simulation énergétique, modélisation des quartiers résidentiels