TITRE : Procédé et dispositif de pilotage d'un système de chauffage et/ou de refroidissement

L'invention concerne un procédé et un dispositif de pilotage d'un système de réchauffement et/ou de refroidissement d'un espace intérieur, typiquement l'intérieur d'un bâtiment.

Un système connu de réchauffement et/ou de refroidissement d'un bâtiment comprend un système de ventilation par insufflation de type VMI®. Un tel système de ventilation peut être couplé à un mélangeur à air apte à prélever et, le cas échéant, à mélanger de l'air provenant directement de l'extérieur et/ou de l'air provenant de l'extérieur et ayant traversé un capteur thermique solaire à air. L'air prélevé par le mélangeur est ensuite insufflé dans le bâtiment. Le capteur solaire à air a pour rôle d'utiliser l'énergie solaire pour réchauffer de l'air. L'air réchauffé par le capteur constitue un apport gratuit de chauffage, utilisable pour réchauffer l'intérieur du bâtiment durant une période de saison froide. L'air extérieur prélevé peut aussi être utilisé pour refroidir l'intérieur du bâtiment durant une période de saison chaude.

Durant une période de saison froide, typiquement en hiver si l'on se trouve dans l'hémisphère nord, on teste la température de l'air en sortie du capteur à air à partir d'une heure prédéfinie de la journée, par exemple 9h du matin. Si la température testée est supérieure à la température extérieure, éventuellement avec un écart de température supérieur à un seuil prédéfini, l'air réchauffé par le capteur est insufflé à l'intérieur du bâtiment et ainsi utilisé comme apport de chauffage.

Durant une période de saison chaude, typiquement en été dans l'hémisphère nord, le système de ventilation peut être utilisé pour refroidir l'intérieur du bâtiment avec de l'air extérieur durant la nuit. A cet effet, on teste également la température de l'air extérieur à partir d'une certaine heure prédéfinie, par exemple 22h. Si la température extérieure est inférieure à la température intérieure du bâtiment, éventuellement avec un écart de température supérieur à un seuil prédéfini, l'air frais extérieur est insufflé à l'intérieur du bâtiment et ainsi utilisé comme apport de rafraîchissement.

Le pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement est donc adapté à la saison. La présente invention vient améliorer la situation.

A cet effet, l'invention concerne un procédé de pilotage d'un système de chauffage et/ou de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination d'une donnée de hauteur du Soleil et une étape de détermination d'un mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement à appliquer en fonction de la donnée de hauteur du Soleil déterminée ou une étape de sélection d'un mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement à appliquer parmi plusieurs modes de pilotage en fonction de la donnée de hauteur du Soleil déterminée. Ainsi, un premier mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué ou un deuxième mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué en fonction de la donnée de hauteur du Soleil déterminée. Deux modes de pilotage différents ou distincts du système de chauffage et/ou de refroidissement se distinguent par deux logiques différentes ou distinctes de pilotage d'au moins une vanne du système de chauffage et/ou de refroidissement. Ainsi, de préférence, il existe au moins deux valeurs de hauteur du Soleil impliquant deux configurations différentes de l'au moins une vanne du système de chauffage et/ou de refroidissement. La détermination de la donnée de hauteur du soleil permet de définir de manière évolutive le début et la fin des périodes d'ensoleillement. Elle permet de tenir compte indirectement à la fois de l'heure de la journée et de la saison. Grâce à cela, le pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être adapté pour optimiser l'utilisation de moyens de chauffage et/ou de refroidissement, notamment ceux qui utilisent des énergies renouvelables. En outre, le pilotage s'adapte au mieux aux changements de saison. Avantageusement, le procédé comprend une étape de test lors de laquelle la donnée de hauteur du Soleil déterminée est comparée à une valeur minimale prédéfinie, le mode de pilotage étant déterminé en fonction du résultat de l'étape de test. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comprend, suite à l'étape de détermination du mode de pilotage :

• une étape de temporisation durant laquelle le mode de pilotage déterminé est exécuté pendant une durée de temporisation prédéfinie ;

« à l'issue de l'étape de temporisation, une étape de test durant laquelle on teste la température d'un fluide caloporteur destiné à alimenter le système de chauffage et/ou de refroidissement ;

• une étape de commande durant laquelle, selon le résultat du test de température, on poursuit ou on interrompt l'exécution du mode de pilotage sélectionné.

La temporisation permet de vérifier si l'effet souhaité (augmentation ou diminution) sur la température du fluide caloporteur alimentant le système de chauffage et/ou de refroidissement est observé, après stabilisation suite au changement de mode de pilotage. Si l'effet souhaité est observé, on continue d'appliquer le nouveau mode de pilotage. Sinon, on l'interrompt et on revient le cas échéant au mode de pilotage précédent.

Avantageusement encore, la donnée de hauteur du Soleil est déterminée à partir d'une donnée de latitude relative à un lieu donné, d'une information relative à la date du jour courant et d'une information relative à l'heure solaire courante. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comprend une étape préalable de détermination d'une information de saison, notamment une étape de détermination d'une information de saison parmi au moins une information de saison chaude et une information de saison froide, en particulier parmi une information de saison chaude, une information de saison froid et une information d'intersaison, et, lors de l'étape de détermination d'un mode de pilotage, on détermine un mode de pilotage en fonction de la donnée de hauteur du Soleil et de l'information de saison ou on sélectionne un mode de pilotage parmi plusieurs modes de pilotage en fonction de la donnée de hauteur du Soleil et de l'information de saison. Ainsi, un premier mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué ou un deuxième mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué en fonction de la donnée de hauteur du Soleil et de l'information de saison. De préférence, deux modes de pilotage différents ou distincts du système de chauffage et/ou de refroidissement se distinguent par deux logiques différentes ou distinctes de pilotage d'au moins une vanne du système de chauffage et/ou de refroidissement. Ainsi, de préférence, il existe au moins deux valeurs de couples de hauteur du Soleil et d'information de saison impliquant deux configurations différentes de l'au moins une vanne du système de chauffage et/ou de refroidissement.

Dans ce cas, avantageusement, lors de l'étape de test relative à la donnée de hauteur du Soleil, on utilise une valeur minimale spécifique à la saison déterminée.

Avantageusement encore, l'étape de détermination d'une information de saison comprend, pour une fenêtre temporelle courante, la mise en œuvre d'un algorithme comportant les étapes suivantes :

• une étape de calcul d'une valeur de moyenne glissante de température relative à la fenêtre temporelle courante, à partir d'une valeur de moyenne glissante de température relative à une fenêtre temporelle antérieure et d'une valeur de température moyenne mesurée sur ladite fenêtre antérieure ; • au moins une étape de test, lors de laquelle on compare la valeur de moyenne glissante de température calculée pour la fenêtre courante à un premier seuil de température et une valeur de température mesurée relative à au moins un instant de la fenêtre temporelle courante à un deuxième seuil ;

• une étape de détermination d'une information de saison en fonction des résultats de test.

Le procédé de pilotage peut encore comprendre tout ou partie des caractéristiques suivantes :

- lors de l'étape de calcul d'une valeur de moyenne glissante de température relative à la fenêtre temporelle courante, on additionne ladite valeur de moyenne glissante de température relative à la fenêtre temporelle antérieure et ladite valeur de température moyenne mesurée sur ladite fenêtre antérieure en les pondérant avec deux coefficients de pondération respectifs dont la somme vaut un ;

- le procédé comprend

• une première étape de test, lors de laquelle on compare la valeur de température moyenne glissante relative à la fenêtre courante et une valeur de température mesurée relative à au moins un instant de la fenêtre temporelle courante à un premier et à un deuxième seuil de saison chaude, respectivement ;

• si la première étape de test est positive, les deux valeurs de température testées étant supérieures aux deux seuils respectifs de saison chaude, une étape de détermination d'une information de saison chaude

- dans le cas où la première étape de test est négative, notamment si l'une et/ou l'autre des deux valeurs de température testées est inférieure ou égale aux deux seuils respectifs de saison chaude, il comprend une deuxième étape de test lors de laquelle on compare la valeur de température moyenne glissante relative à la période temporelle courante à un premier seuil d'intersaison et ladite valeur de température mesurée à un second seuil d'intersaison et, si la deuxième étape de test est positive, lesdites valeurs de température testées étant supérieures aux seuils d'intersaison, une étape de détermination d'une information d'intersaison ;

- si la ou les étape(s) de test est/sont négative(s), il comprend une étape de détermination d'une information de saison froide ;

- chaque fenêtre temporelle correspond à un jour ;

- le procédé pilote un système de ventilation couplé à un capteur solaire à air et à un dispositif de by-pass.

Le système de chauffage et/ou de refroidissement peut comprendre le système de ventilation couplé au dispositif de by-pass et à un conduit destiné à déboucher dans une pièce d'un bâtiment, le dispositif de by-pass étant relié :

- en entrées :

- au capteur solaire à air, et

à une entrée ou bouche d'air extérieur, notamment à une entrée directe d'air extérieur, et,

- en sortie, au système de ventilation, et

le procédé peut comprendre une étape de pilotage du dispositif de by-pass.

L'étape de pilotage du dispositif de by-pass peut comprendre un pilotage d'une première vanne du dispositif de by-pass, notamment une première vanne commandant un flux d'air entre l'entrée d'air extérieur et le dispositif de by-pass, et un pilotage d'une deuxième vanne du dispositif de by-pass, notamment une deuxième vanne commandant un flux d'air entre le capteur solaire à air et le dispositif de by-pass.

Le mode de pilotage déterminé ou sélectionné peut impliquer une étape de pilotage d'au moins une vanne d'un collecteur ou dispositif de by-pass du système de chauffage et/ou de refroidissement.

L'invention concerne aussi un dispositif de pilotage d'un système de chauffage et/ou de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend un module de détermination d'une donnée de hauteur du Soleil et un module de détermination d'un mode de pilotage à appliquer en fonction de la donnée de hauteur du Soleil déterminée et/ou caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé défini précédemment ou mettant en œuvre des étapes du procédé défini précédemment. Ainsi, un premier mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué ou un deuxième mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué en fonction de la donnée de hauteur du Soleil déterminée.

Avantageusement, le dispositif comprend un module de commande adapté pour

• commander l'application d'un mode de pilotage déterminé d'abord pendant une durée de temporisation prédéfinie, le module (92) de détermination d'un mode de pilotage à appliquer étant agencé pour tester la température d'un fluide caloporteur destiné à alimenter le système de chauffage et/ou de refroidissement à l'issue de la durée de temporisation,

• puis, selon le résultat du test de température, commander la poursuite ou l'interruption de l'application du mode de pilotage déterminé.

Dans une forme de réalisation particulière, le dispositif comprend un module de détermination d'une information de saison, le module de détermination d'un mode de pilotage étant agencé pour déterminer un mode de pilotage en fonction de la donnée de hauteur du Soleil et de l'information de saison. Ainsi, un premier mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué ou un deuxième mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué en fonction du couple de données constitué par la hauteur du Soleil et l'information de saison.

Avantageusement, le module de détermination d'une information de saison comprend • un bloc de calcul d'une valeur de moyenne glissante de température relative à une fenêtre temporelle courante, à partir d'une valeur de moyenne glissante de température relative à une fenêtre temporelle antérieure et d'une valeur de température moyenne mesurée sur ladite fenêtre antérieure ;

• au moins un bloc de test adapté pour comparer la valeur de moyenne glissante de température calculée pour la fenêtre courante à un premier seuil de température et une valeur de température mesurée relatif à au moins un instant de la fenêtre temporelle courante à un deuxième seuil ;

• un bloc de détermination d'une information de saison en fonction des résultats de test.

L'invention concerne aussi un système de chauffage et/ou de refroidissement comprenant un dispositif de pilotage défini précédemment.

L'invention concerne aussi un programme d'ordinateur comprenant des instructions de programme destinées à mettre en œuvre les étapes du procédé précédemment défini, lorsque le programme est exécuté par un processeur.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation particulier du procédé de pilotage d'un système de chauffage et/ou de refroidissement et d'un dispositif de pilotage associé, selon l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- La figure 1 représente un schéma d'un exemple particulier d'un système de chauffage et/ou de refroidissement destiné à être piloté par le procédé de l'invention ;

- La figure 2 représente un organigramme simplifié du procédé de pilotage selon l'invention ;

- La figure 3 représente de façon simplifiée la course du Soleil durant une journée et la hauteur du Soleil à un instant donné ;

- La figure 4 représente un organigramme d'étapes du procédé de pilotage selon l'invention ; - La figure 5 représente un schéma bloc fonctionnel d'un dispositif de pilotage pour la mise en œuvre du procédé de pilotage, selon une forme de réalisation particulière de l'invention ;

- La figure 6 représente un organigramme d'étapes pour la détermination d'une information de saison ;

- La figure 7 représente un schéma bloc fonctionnel d'un module de détermination d'une information de saison du dispositif de pilotage de la figure 4. Le procédé de l'invention permet de piloter le fonctionnement d'un système 100 de chauffage et/ou de refroidissement d'un espace intérieur, tel que l'intérieur d'un bâtiment. Le système de chauffage et/ou de refroidissement utilise un fluide caloporteur, par exemple l'air ou l'eau, destiné à être réchauffé ou refroidi par une source d'énergie renouvelable, par exemple le Soleil, la voûte céleste et/ou l'air extérieur. Dans l'exemple de réalisation particulier décrit ici, le système de chauffage et/ou de refroidissement comprend un système de ventilation par insufflation de type VMI® couplé à un capteur solaire à air 3 et à un dispositif de by-pass 2, comme représenté sur la figure 1 . Bien entendu, l'invention pourrait s'appliquer à tout autre type de système de chauffage et/ou de refroidissement.

Le système 100 de chauffage et/ou de refroidissement, selon l'exemple représenté sur la figure 1 , comprend un module central de ventilation 1 intégrant, dans un boîtier, un bloc moteur, des filtres et une sonde de température. Le module central 1 est relié, en amont, au dispositif de by-pass 2, par l'intermédiaire d'un conduit d'air C3 et, en aval, à un conduit d'air C4 qui débouche dans une pièce du bâtiment par une bouche 4 d'insufflation ou de sortie d'air. Le dispositif de by-pass 2 est relié, en entrée, au capteur solaire à air 3 via un conduit C2 et à une bouche 5 d'entrée d'air extérieur via un conduit C1 , et, en sortie du module central de ventilation 1 , par l'intermédiaire du conduit C3. En fonctionnement, le dispositif de by-pass 2 reçoit en entrée de l'air provenant directement de l'extérieur par le conduit C1 et/ou de l'air extérieur qui est passé dans le capteur solaire 3. Il fournit en sortie au module central de ventilation 1 soit de l'air extérieur, soit de l'air ayant traversé le capteur solaire à air 3, soit un mélange d'air extérieur et d'air ayant traversé le capteur solaire à air 3. Le dispositif de by-pass 2 est commandé par un dispositif de pilotage 9. Le dispositif de by-pass est nommé ainsi parce qu'il permet une alimentation en air extérieur en faisant passer ou non cet air extérieur dans le capteur solaire à air, c'est-à- dire en by-passant ou non le capteur solaire à air. Le dispositif de by-pass est en fait un collecteur 2 présentant :

- plusieurs entrées permettant l'arrivée d'air extérieur (dans le mode de réalisation représenté : une entrée permettant l'arrivée directe d'air extérieur et une entrée permettant l'arrivée d'air extérieur via un capteur solaire à air 3), et

- une sortie reliée au système de ventilation 1 ou module central de ventilation 1 .

Le collecteur 2 peut comprendre plus de deux entrées. En particulier, il peut comprendre une troisième entrée permettant l'arrivée d'air extérieur via un autre dispositif, notamment un autre échangeur, comme un échangeur géothermique ou de type air-sol, en particulier un puits climatique ou puits canadien ou puits provençal.

Avantageusement, le collecteur comprend au moins une vanne, notamment au moins une des entrées du collecteur comprend une vanne. De préférence, toutes les entrées du collecteur comprennent une vanne. La vanne ou les vannes sont des vannes de commande du débit d'air arrivant au collecteur. Dans le mode de réalisation représenté, une vanne V1 permet de commander ou de définir le débit d'air arrivant au collecteur directement de l'extérieur et une vanne V2 permet de commander ou de définir le débit d'air arrivant au collecteur via le capteur solaire à air 3.

Chaque vanne peut être pilotée en tout ou rien, c'est-à-dire qu'elle peut être pilotée pour être configurée soit dans une configuration « ouverte », soit dans une configuration « fermée ». Alternativement, chaque vanne (ou certaines vannes) peut être pilotée pour être configurée en plus dans des configurations intermédiaires d'ouverture partielle. Les vannes peuvent être localisées au niveau des entrées du collecteur.

Elles peuvent aussi être localisées plus en amont du collecteur, notamment dans des conduites menant au collecteur.

Au moins une des vannes et de préférence toutes les vannes sont des vannes pilotées, notamment des électrovannes. Comme il est décrit plus bas, la configuration des vannes est donc pilotée par le dispositif de pilotage selon le procédé objet de l'invention.

Le dispositif de pilotage 9, représenté de façon schématique sur la figure 5, est destiné à commander le fonctionnement du système de chauffage et/ou de refroidissement. Dans l'exemple de réalisation particulier décrit ici, il est destiné à piloter l'ouverture et la fermeture des vannes du dispositif de by-pass 2 pour commander les apports d'air extérieur et/ou en provenance du capteur solaire. On va maintenant décrire, en référence à la figure 4, le procédé de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement de la figure 1 , selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Ce procédé correspond au fonctionnement du dispositif de pilotage 9. Le procédé comprend une étape E1 de détermination d'une information de saison, relative à la saison dans laquelle on se trouve, mise en œuvre à un instant courant.

Par le terme « saison », on entend désigner une période de l'année caractérisée par un certain climat dans un lieu donné. Dans le mode de réalisation particulier décrit ici, trois saisons sont prévues : saison froide, saison chaude et intersaison (ou mi-saison). Dans l'hémisphère nord par exemple, la saison froide correspond globalement à la saison « hiver », la saison chaude à la saison « été » et l'intersaison aux saisons « automne » et « printemps ».

L'information de saison déterminée permet de sélectionner un mode (c'est-à-dire une stratégie) de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement, notamment du dispositif de by-pass 2, parmi plusieurs modes possibles. En l'espèce, trois modes de pilotage sont prévus :

- « Mode M1 » qui correspond au mode de pilotage adapté à une saison froide (« hiver » pour l'hémisphère nord) ;

- « Mode M2 » qui correspond au mode de pilotage adapté à l'intersaison, ou mi-saison ;

- « Mode M3 » qui correspond au mode de pilotage adapté à une saison chaude (« été » pour l'hémisphère nord). L'étape E1 est suivie d'une étape E2 de détermination d'une donnée de hauteur du Soleil, notée h. L'étape E2 est mise en œuvre à un instant courant.

En référence à la figure 3, on note :

- « P » la position géographique du bâtiment considéré ;

- « a » l'azimut du Soleil, c'est-à-dire l'angle que fait la direction de la projection du Soleil sur le plan horizontal avec la direction sud, cet angle étant orienté positivement vers l'ouest ;

- « h » la donnée de hauteur du Soleil correspondant à l'angle que fait la direction du Soleil avec sa projection sur le plan horizontal.

La donnée de hauteur du Soleil h à un instant donné est fonction de :

- la latitude L de la position géographique P ;

- une donnée j relative à la date du jour courant, j étant ici le numéro du jour de l'année compris entre 1 et 365 (ou 366) jours ;

- l'heure solaire, notée TS, dans la journée.

Le terme « jour » désigne le temps mis par la Terre pour effectuer un tour sur elle-même. Un jour est divisé en 24 heures. L'heure solaire TS est fixée égale à 12h lorsque le Soleil est à son zénith, sa hauteur étant alors maximale. La latitude L et la donnée de date j permettent de déterminer une trajectoire TJ_S du Soleil dans le ciel. L'heure solaire TS permet de déterminer la position instantanée du Soleil sur cette trajectoire TJ_S.

Par définition, on définit un angle horaire co, positif l'après-midi, et tel que :

co = 15°(TS-12)

La donnée de hauteur h du Soleil se déduit de la relation suivante :

sinÇh) = sin(L)sin(ô) + cos(L)cos(0)cos(a>) où le paramètre δ représente la déclinaison du Soleil, c'est-à-dire l'angle formé par la direction du Soleil avec le plan équatorial, qui varie entre -23,45° et +23,45° au cours de l'année. La déclinaison δ est nulle aux équinoxes (21 mars et 21 septembre), maximale au solstice d'été (21 juin) et minimale au solstice d'hiver (21 décembre). La valeur du paramètre δ est déterminée par la relation suivante :

δ = 23.45 x sin[0,98°(J + 284)]

L'étape E2 de détermination de la hauteur du Soleil h est réitérée à intervalles de temps régulier (par exemple toutes les n minutes).

Une fois l'information de saison et la hauteur du Soleil déterminées, le procédé comprend un ensemble d'étapes E10 visant à déterminer et à appliquer un mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement, en fonction de la hauteur du Soleil déterminée et de l'information de saison. On pourrait envisager déterminer le mode de pilotage à appliquer en fonction seulement de la hauteur du Soleil, par exemple dans certaines régions où les saisons sont peu marquées.

Suite à l'étape E2, le procédé se poursuit par une étape de test E3 relative à la hauteur du Soleil h déterminée. Cette étape de test E3 consiste à comparer la hauteur du Soleil h à une valeur minimale, ou valeur seuil, prédéfinie de hauteur du Soleil x _m in et à détecter un franchissement de seuil par la hauteur du Soleil h, c'est-à-dire soit un dépassement de la valeur seuil x _m in soit un passage au-dessous de cette valeur seuil x _min . Si la hauteur h est supérieure au seuil x _m\n , le soleil est considéré comme haut et si la hauteur h est inférieure au seuil x _m\n , le soleil est considéré comme bas. La hauteur h et le seuil x _m in permettent donc de discriminer une information de hauteur de soleil parmi les informations soleil haut et soleil bas.

Selon le résultat de cette étape de test E3, on détermine un mode de pilotage adapté du système de chauffage et/ou de refroidissement, lors d'une étape E4, par exemple par sélection d'un mode de pilotage parmi différents modes de pilotage possibles et prédéfinis. Avantageusement, en cas de franchissement de la valeur seuil x _m\n , on change de mode de pilotage. Autrement dit, on détermine un nouveau mode de pilotage, différent du mode de pilotage précédemment appliqué. Ainsi, un mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué ou un autre mode de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement peut être appliqué en fonction de la donnée de hauteur du Soleil déterminée.

L'étape de test E3 et la détermination du mode de pilotage E4 peuvent être adaptées à l'information de saison préalablement déterminée, comme cela sera explicité plus en détails plus loin. Cela permet de tenir compte des besoins et des moyens disponibles de chauffage et/ou de refroidissement spécifiques à la saison en cours. Notamment, la valeur minimale de hauteur du Soleil (soit la valeur du seuil x _min ) peut être fonction de l'information de saison déterminée lors de l'étape E1 . Par exemple, la valeur minimale de hauteur du Soleil h est égale à Xmin_été en mode M3 (mode « été »), et à Xminjwer en mode M1 (mode « hiver ») et en mode M2 (mode « mi-saison »), avec x _m in_hiver≥Xmin_été- Avantageusement Xmin_été>0, par exemple x _min _été=5 ⁰ , et 10 ^o >x _min _hiver>0, par exemple x _m in_hiver=8°. Si l'on détecte que la hauteur du Soleil h vient de franchir la valeur seuil

Xmin, c'est-à-dire soit de la dépasser, soit de passer au-dessous, le procédé peut comprendre une étape de temporisation E5 durant laquelle le mode de pilotage déterminé lors de l'étape E4 est exécuté pendant une durée de temporisation prédéfinie τ, avantageusement durant quelques minutes, par exemple deux minutes. La durée τ doit être suffisante pour que la température en sortie du dispositif 2 se stabilise suite à l'application du nouveau mode de pilotage (en l'espèce suite à la modification de réglage du by-pass 2). A l'issue de l'étape de temporisation E5, le procédé comprend une étape de test E6 durant laquelle on teste la température du fluide caloporteur destiné à alimenter le système de chauffage et/ou de refroidissement. Dans l'exemple particulier décrit ici, on teste la température de l'air en sortie du dispositif de by-pass 2, à l'aide de la sonde intégrée dans le module de ventilation 1 .

Selon le résultat du test de température E6, l'exécution du mode de pilotage déterminé lors de l'étape E4 est soit poursuivie, soit interrompue. Plus précisément, si le test fait apparaître une variation de température souhaitée par rapport à une température mesurée peu avant l'application du mode de pilotage déterminé, celui-ci est poursuivi (étape E7). Par « variation de température souhaitée », on entend désigner soit une diminution de température, soit une augmentation de température, selon que l'on souhaite refroidir ou réchauffer l'intérieur du bâtiment. On outre, on peut souhaiter que cette variation de température soit supérieure à une variation minimale, par exemple de 2°C, en valeur absolue. Dans le cas contraire, c'est-à-dire si on n'observe pas de variation de température souhaitée, on interrompt au moins provisoirement le mode de pilotage déterminé, on applique le mode de pilotage précédemment appliqué (étape E8) et le procédé revient à l'étape E1 . Dans l'exemple particulier de réalisation décrit ici, les différents modes de pilotage possibles sont définis par les états, « ouvert » ou « fermé », respectifs des deux vannes V1 et V2 du dispositif de by-pass 2, la vanne V1 commandant l'apport d'air extérieur et la vanne V2 commandant l'apport d'air en provenance du capteur à air 3. Par définition :

- si V1 à l'état ouvert et V2 à l'état fermé, alors l'air en sortie du by-pass

2 contient exclusivement de l'air provenant directement de l'extérieur (pas d'apport d'air en provenance du capteur à air 3) ; - si V1 à l'état fermé et V2 à l'état ouvert, alors l'air en sortie du by-pass 2 contient exclusivement de l'air en provenance du capteur à air 3 (pas d'apport d'air en provenance directe de l'extérieur) ;

- si V1 à l'état ouvert et V2 à l'état ouvert, alors l'air en sortie du by-pass 2 contient un mélange d'air, dont la moitié provient directement de l'extérieur et l'autre moitié provient du capteur solaire à air 3.

Le tableau ci-dessous représente, à titre d'exemple illustratif, différents modes de pilotage qui sont sélectionnés selon la hauteur du Soleil h et selon l'information de saison courante déterminée :

h>Xmin_ _S aison (SOleîl haut) h<Xmin_ _S aison (SOleîl bas)

M1 (hiver) V1 « ouvert » V1 « ouvert »

V2 « ouvert » V2 « fermé »

M2 (mi-saison) V1 « ouvert » V1 « ouvert »

V2 « ouvert » V2 « fermé »

M3 (été) V1 « ouvert » V1 « ouvert »

V2 « fermé » V2 « ouvert » avec X _m jn saison = Xmin_été pour le mode M3 (été), et x _m in_saison— Xmin hiver pOUr les modes M2 (mi-saison) et M1 (hiver).

Ainsi, il est possible de définir six modes de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement associés chacun à un couple d'informations constitué par une information de saison pouvant prendre trois valeurs et une information de hauteur du Soleil (basée sur la donnée de hauteur du Soleil) pouvant prendre deux valeurs (comme « soleil haut » et « soleil bas »). Avantageusement, les différents modes de pilotage du système de chauffage et/ou de refroidissement se distinguent les uns des autres par des logiques différentes ou distinctes de pilotage des différentes vannes du dispositif de by- pass.

Ainsi, en mode M1 « hiver », durant les périodes d'ensoleillement de la journée telles que h>x _min _ _h iv _er , l'air insufflé est composé d'un mélange d'air extérieur direct et d'air réchauffé par le capteur solaire 3, dans des proportions respectives de 50% et 50%. Grâce à cela, l'intérieur du bâtiment peut bénéficier d'un apport thermique de chaleur solaire par l'intermédiaire du capteur solaire 3. En revanche, durant les périodes non ensoleillées telles que h<x _min _ _h iv _er , notamment la nuit, l'air insufflé provient exclusivement de l'extérieur. En effet, il est inutile d'utiliser le capteur solaire en l'absence d'ensoleillement. On évite également ainsi de diminuer encore davantage la température de l'air insufflé, car l'air provenant du capteur solaire 3 risque d'être rafraîchi du fait du rayonnement avec la voûte céleste.

En mode M2 « intersaison », le mode de pilotage du by-pass 2 est analogue à celui du mode M1 « hiver ». Toutefois, on peut en mode M2 surveiller la température de l'air en sortie du by-pass 2 afin, le cas échéant, de la limiter à une température maximale autorisée, par exemple égale à 40°C. Ainsi, si la température de l'air mélangé en sortie du by-pass 2 est supérieure ou égale à la température maximale autorisée (par exemple 40°C), on ferme la vanne V2. Ainsi la température de l'air insufflé diminue et on réduit l'apport de chaleur durant l'intersaison.

En mode M3 « été », durant les périodes d'ensoleillement de la journée telles que h>x _mir ,_été, l'air insufflé est composé exclusivement d'air provenant directement de l'extérieur. L'utilisation du capteur solaire 3 est évitée pour ne pas augmenter davantage la température de l'air insufflé dans le bâtiment. Durant les périodes non ensoleillées telles que h<x _mir ,_été, notamment la nuit, l'air insufflé est ici un mélange d'air provenant directement de l'extérieur et d'air ayant transité par le capteur solaire 3, dans des proportions respectives de 50% et 50%. En effet, l'air passant par le capteur solaire 3 est rafraîchi durant la nuit grâce au rayonnement grande longueur d'onde avec la voûte céleste qui a une température inférieure à celle de l'air extérieur ambiant. Grâce à cela, l'intérieur du bâtiment peut bénéficier d'apports thermiques de refroidissement non seulement par apport d'air extérieur plus frais la nuit, mais également par apport d'air rafraîchi par le capteur solaire 3. Durant les périodes non ensoleillées telles que h<x _mi n_été, l'air insufflé pourrait, de façon alternative, ne contenir que de l'air provenant directement de l'extérieur.

Le dispositif de pilotage 9, représenté sur la figure 5, comprend :

- un module 90 de détermination d'une information de saison, destiné à mettre en œuvre l'étape E1 ;

- un module 91 de détermination d'une donnée de hauteur du Soleil, destiné à mettre en œuvre l'étape E2 ; - un module 92 de détermination d'un mode de pilotage, destiné à mettre en œuvre les étapes E4 et E6 ;

- un module de commande 93 destiné à commander l'application d'un mode de pilotage déterminé et à mettre en œuvre les étapes E5, E7 et E8 ;

- une unité centrale de commande 94, en l'espèce un microprocesseur 94, auquel les modules 90 à 93 sont reliés et destiné à contrôler le fonctionnement de ces modules. Le module 93 génère des signaux de commande ou de pilotage des différentes vannes du dispositif de by-pass. Ces signaux déterminent la configuration des différentes vannes et donc la logique d'alimentation du dispositif de by-pass en air extérieur. Ces signaux dépendent naturellement du mode de pilotage mis en œuvre, lui-même dépendant :

- de la donnée de hauteur du Soleil déterminée h ; ou

- de la donnée de hauteur du Soleil déterminée h et de l'information de saison (M1 , M2, M3).

Chacun des modules 90 à 93 comprend un module logiciel ou programme d'ordinateur comportant des instructions de programme destinées à mettre en œuvre les étapes correspondantes du procédé de pilotage, lorsque le module logiciel est exécuté par le microprocesseur 94. L'ensemble des modules 90 à 93 forment un programme d'ordinateur comprenant des instructions de programme destinées à mettre en œuvre les étapes du procédé de pilotage précédemment décrit, lorsque le programme est exécuté par un processeur ou microprocesseur.

La détermination d'une information de saison peut être réalisée selon différents modes de réalisation. On va maintenant décrire, un exemple particulier de réalisation de la détermination d'une information de saison, en référence à la figure 6 La détermination d'une information de saison E1 comprend, pour une fenêtre temporelle courante d'indice n, la mise en œuvre d'un algorithme comportant les étapes suivantes :

• une étape S1 de calcul d'une valeur de moyenne glissante de température extérieure relative à ladite fenêtre temporelle courante, notée TRM _n , à partir d'une valeur de moyenne glissante de température calculée pour une fenêtre temporelle antérieure, TRM _n- i , et d'une valeur de moyenne de température extérieure mesurée pour ladite fenêtre antérieure, TMOY _n -i ;

· au moins une étape de test S2 lors de laquelle on compare la moyenne glissante de température TRM _n calculée à l'étape S1 à un premier seuil de température et la température extérieure Text mesurée à un instant de la fenêtre temporelle courante à un deuxième seuil ;

• des étapes S3, S4, S5 de détermination d'une information de saison courante en fonction des résultats du ou des tests.

Chaque fenêtre temporelle correspond à un jour (soit 24h). On pourrait toutefois envisager d'utiliser des fenêtres temporelles de durée différente. L'étape de calcul S1 consiste à calculer la valeur moyenne glissante TRM _n pour le jour d'indice n. Pour calculer TRM _n , on additionne ici la valeur moyenne glissante de température calculée le jour antérieur d'indice n-1 , TRM _n- i , et la valeur moyenne des températures mesurées le jour n-1 , TMOY _n- -i , en les pondérant avec deux coefficients de pondération respectifs dont la somme vaut un, notés a et (1 -a). L'étape de calcul S1 calcule donc l'équation suivante :

TRM _n = a. TRMn-! + (1 - α). ΓΜΟΓ _η--1

OÙ

- TRM _n (respectivement ΓβΜ _η--1 ) représente la valeur de moyenne glissante de température du jour n (respectivement du jour n-1 ) ;

- ΎΜΟΥ _η _ _χ représente la moyenne d'une série de températures extérieures mesurées à une succession d'instants du jour n-1 (par exemple toutes les heures) ; a représente un coefficient de pondération.

L'équation ci-dessus permet de calculer une valeur de moyenne de température extérieure pour le jour n, noté TRM _n , en prenant en compte l'historique de la température extérieure du ou des jours précédents. Selon la valeur attribuée au coefficient de pondération a, la moyenne calculée tient plus ou moins compte de la température extérieure moyenne mesurée du jour précédent n-1 et de l'historique des températures extérieures sur plusieurs jours précédents. Par exemple, si a = 0 (cas extrême), alors la moyenne TRM _n ne tient compte que de la moyenne de la température mesurée le jour précédent. Si a = 0,5, le calcul tient autant compte de la moyenne de la température mesurée du jour précédent et de l'historique des températures des jours précédents.

Le procédé exécute ensuite une ou plusieurs étapes de test S2i. Dans le mode de réalisation décrit ici, deux étapes de test S21 et S22 sont exécutées.

Lors de la première étape de test S21 , on compare la valeur TRM _n de température moyenne glissante du jour n à un premier seuil de température de type été (ou plus généralement de type « saison chaude »), noté S_TRM _{n été} . On compare également une valeur de température extérieure mesurée le jour n, Textn à un deuxième seuil de température de type été (ou « saison chaude »), noté TseuN.été- L'instant t peut être par exemple midi. La première étape de test S21 est positive si les deux valeurs de température testées sont supérieures aux deux seuils respectifs. Elle est négative, si l'une au moins des deux valeurs de température testées est inférieure ou égale au seuil. Si la première étape de test S21 est positive (branche Y sur la figure 6), le procédé passe à une étape S3 de sélection de la saison chaude, en l'espèce l'été, c'est-à-dire du mode de pilotage M3. Si la première étape S21 est négative (branche N sur la figure 6), l'une au moins des deux valeurs de température testées étant inférieure au seuil correspondant, le procédé passe à la deuxième étape de test S22. Lors de l'étape de test S22, on compare la valeur TRM _n de température moyenne glissante du jour n à un premier seuil de température de type mi-saison (ou « intersaison »), noté S_TRM _{n mi} _ _saison . On compare également une valeur de température extérieure mesurée le jour n, à un deuxième seuil de température de type mi-saison (ou « intersaison »), noté T _seui | _!m i _-S ai _SO n- L'instant t peut être une heure prédéfinie de la journée, par exemple midi. La deuxième étape de test S22 est positive si les deux valeurs de température testées sont supérieures aux deux seuils mi-saison respectifs. Elle est négative, si l'une au moins deux valeurs de température testées est inférieure ou égale au seuil. Si la deuxième étape de test S22 est positive (branche Y sur la figure 6), le procédé passe à une étape S4 de sélection de la mi-saison (ou intersaison), c'est-à-dire du mode de pilotage M2.

Si la deuxième étape de test S22 est négative, le procédé passe à une étape S5 de sélection de la saison froide, en l'espèce l'hiver, c'est-à-dire du mode de pilotage M1 .

En variante, on pourrait prévoir un seul test pour sélectionner soit un premier mode de pilotage (par exemple de type « saison chaude »), soit un deuxième mode de pilotage (par exemple de type « saison froide »). On pourrait encore prévoir quatre modes de pilotage (ou saisons), ou plus. Dans ce cas, il faudrait prévoir au moins trois tests.

L'algorithme de détermination d'une information de saison qui vient d'être décrit utilise un ensemble de paramètres qui comprend des seuils de température (S_TRM _{n été} , T _seU ii,été, S-TRM _{n mi} _ _saison , T _seU ii _!mi - _S ai _S on) et un coefficient de pondération a. Les valeurs de ces paramètres sont configurées pour le système de chauffage et/ou de refroidissement. Le module 90 de détermination d'une information de saison comprend un logiciel (ou programme d'ordinateur) de détermination d'une information de saison destiné à être exécuté par le processeur ou microprocesseur 94. Ce programme d'ordinateur comprend des instructions de programme destinées à mettre en œuvre les étapes du procédé précédemment décrites destinées à déterminer une information de saison, lorsque le programme est exécuté par un processeur. Plus précisément, le module 90 comporte différents blocs respectivement destinés à mettre en œuvre différentes étapes de l'algorithme :

• un bloc de calcul 900, destiné à mettre en œuvre l'étape E1 de calcul d'une valeur moyenne glissante de température extérieure relative à une fenêtre temporelle courante, à partir d'une valeur moyenne glissante de température calculée pour une fenêtre temporelle antérieure et d'une valeur moyenne de températures mesurées pour ladite fenêtre antérieure ;

• au moins un bloc de test (901 , 902) adapté pour comparer la valeur moyenne glissante de température calculée pour la fenêtre courante à un premier seuil de température et une valeur de température extérieure mesurée à un instant de la fenêtre temporelle courante à un deuxième seuil ;

• un bloc 903 de détermination de la saison courante à partir des résultats des tests, destiné à mettre en œuvre les étapes S3, S4 et S5, afin de sélection une saison, ou un mode, en fonction des résultats des tests.

Dans la forme de réalisation décrite ici, le module de détermination comprend deux blocs de test : un premier bloc de test 901 , destiné à mettre en œuvre la première étape de test S21 , et un deuxième bloc de test 902, destiné à mettre en œuvre la deuxième étape de test S22.

Le bloc de calcul 900 est relié à un bloc 904 de calcul de la moyenne journalière de la température extérieure mesurée par un capteur de température 905. Ce bloc 904 est destiné, chaque jour, à recevoir les températures extérieures mesurées par le capteur 905 à différents instants du jour, à calculer une moyenne de température journalière et à la mémoriser.