Atelier 1 : Modélisation et simulation des systèmes énergétiques du bâtiment avec le langage Modelica

Description de l’atelier

Modelica est un langage de modélisation orienté objet, acausal et basé sur les équations, conçu pour la simulation de systèmes physiques complexes dans divers domaines, tels que les systèmes mécaniques, électriques, thermiques et de contrôle. Il s’agit d’un choix privilégié pour la simulation au niveau des systèmes et l’optimisation de la conception dans plusieurs industries, notamment l’automobile, l’aérospatiale, l’énergie et la robotique. Il suscite un intérêt croissant dans le secteur du bâtiment et est actuellement utilisé pour le développement de l’outil de simulation énergétique de nouvelle génération Spawn de EnergyPlus, soutenu par le U.S. Department of Energy (DOE). La nouvelle norme ASHRAE 231P « A Control Description Language for Building Environmental Control Sequences » est également basée sur le langage Modelica.

Dans cet atelier, nous commencerons par une introduction au langage Modelica et à sa syntaxe de base, puis nous présenterons brièvement la bibliothèque open source Modelica Buildings. Ensuite, nous aborderons les meilleures pratiques pour la mise en place de modèles thermo-fluides et la manière d’éviter les problèmes potentiels. Lors des exercices pratiques, les participants construiront des modèles de systèmes simples de chauffage et de climatisation, les relieront à une charge thermique et ajouteront une boucle de régulation. Les modèles seront construits en utilisant les composants de la bibliothèque Modelica Buildings.

Expérience requise : Aucune expérience préalable avec Modelica n’est nécessaire pour ce cours.

Formateurs de l’atelier : Kun Zhang et Massimo Cimmino

Kun Zhang est professeur agrégé en génie mécanique à l’École de technologie supérieure à Montréal. Ses travaux de recherche portent sur le développement de langages et d’outils de modélisation de nouvelle génération, les contrôles avancés, l’analyse de données et l’apprentissage automatique, ainsi que sur leur meilleure intégration dans les bâtiments et les villes afin d’améliorer l’efficacité énergétique et la flexibilité. Il a développé des modèles inclus dans la bibliothèque Modelica Buildings, ainsi que des modèles basés sur Modelica pour le contrôle prédictif (MPC), et il a implanté des régulateurs MPC dans des bâtiments réels. Il a contribué au développement de Spawn de EnergyPlus et du Control Description Language.

Massimo Cimmino est professeur agrégé à la Polytechnique de Montréal. Son expertise en recherche couvre tous les aspects de la modélisation et de la simulation des systèmes de pompes à chaleur géothermiques et de leur application à la conception et au contrôle. Il est membre du groupe de travail Modelica d’IBPSA. Il a notamment développé des modèles de simulation géothermique pour les bibliothèques Modelica-IBPSA et Modelica Buildings. Il est le fondateur et principal contributeur du projet libre et open source pygfunction, un module Python dédié à la modélisation des transferts thermiques dans les champs de sondes géothermiques.