Eau ou savoir ? Codes de calcul, what ?

[Ce témoignage présente le logiciel TELEMAC, développé par la R&D d’EDF, qui permet de modéliser les écoulements d’eau (rivières, mers, qualité de l’eau, vagues…) pour anticiper les risques et améliorer la gestion hydraulique. Il fait intervenir Sébastien Bourban (chef du projet TELEMAC à la R&D d’EDF et président du Consortium TELEMAC).]

Logiciel TELEMAC : Comment prédire les écoulements naturels ?

Sur notre planète bleue, l’eau est partout : quand elle apporte la vie, mais aussi, quand elle manifeste les aléas de la nature et prend la forme d’un courant draguant des débris. Aujourd’hui, la science peut nous permettre d’étudier et de prédire ces écoulements naturels.

Pour ses sites de production d’électricité, EDF utilise un logiciel de calcul aux performances inégalées dans son domaine : TELEMAC.

TELEMAC permet de modéliser et prédire tous les écoulements liés à l’eau : rivières, lacs, mers et océans, mais aussi vagues, ensablement, qualité de l’eau et glace.

Et ce logiciel utilisé dans le monde entier, est né à la Recherche & Développement d’EDF.

Sébastien Bourban : C’est vrai, TELEMAC est un logiciel de la R&D d’EDF, né en 1987. Et même si je ne suis ici que depuis 2 ans, cela fait 25 ans que je travaille sur TELEMAC, pour des entreprises et laboratoires de recherche du monde entier.

TELEMAC, c’est un logiciel aux applications d’hydraulique environnementale innombrables, tout aussi bien dans la recherche que dans l’industrie. Depuis 35 ans, ce logiciel sert dans les secteurs du transport, de l’environnement, de la gestion des cours d’eau et des littoraux, pour prévoir les risques liés aux écoulements de l’eau. Il est étudié par les plus prestigieuses universités du monde, comme au MIT ou à Berkeley aux US, Oxford, Cambridge en Angleterre, où à l’École des Ponts, en France.

Ce qui fait sa force, c’est sa mathématique, basée sur la méthode des éléments finis. Et les mathématiciens sont parmi les meilleurs en France ! Deuxième force : sa parallélisation. On est capable de découper nos problèmes, en plusieurs morceaux, pour avoir des calculs hyper rapides, en parallèle.

Jusqu’en 2010, TELEMAC était un logiciel commercial. On l’a passé en open source. Aujourd’hui, il est disponible à tout ingénieur, et à tout chercheur, qui s’intéresse à l’eau et à l’hydraulique environnementale.

Par exemple, TELEMAC a permis de trouver des solutions pour mieux gérer l’impact des rejets d’eau chaude des centrales en bord de mer, ou en bord de rivière, ou encore de dégager un port qui devait faire face à un ensablement progressif de son chenal de navigation.

TELEMAC donne des solutions concrètes à des problèmes d’urgence et d’actualité. C’est une solution qui nous aide à régler les petits et les grands problèmes de l’humanité, quand ils sont liés à l’eau.

Plus d’informations sur www.opentelemac.org
 

[Dans cette interview, Fabien Gaudemard, (chef de projet Risques Marchés Énergies à la R&D d’EDF) présente Risk-BU, un outil de simulation développé par la R&D d’EDF qui permet d’anticiper les variations des prix de l’énergie et d’en mesurer l’impact financier pour mieux protéger les entreprises face à la volatilité des marchés.]

Risk-BU : Analyser les risques liés aux marchés de l’énergie

Les marchés de l’énergie peuvent connaître des périodes de turbulences, qui se caractérisent par de fortes variations de prix. Pour les entreprises, l’impact sur la trésorerie ou les résultats peut être douloureux, et même fatal.

Afin de réduire ces risques et mettre en place des réponses efficaces, les mathématiciens de le R&D d’EDF ont créé un outil de simulation : Risk-BU.

Fabien Gaudemard  : Risk-BU a été créé il y a presque 20 ans lors de l’ouverture à la concurrence des marchés de l’électricité en France. C’est un outil qui permet de simuler les variations de prix de l’énergie et de calculer leur impact pour une entreprise ou une business unit.

Avec lui, on peut diviser par 2 le risque sur les marchés de l’énergie pour une entreprise de la taille d’EDF, par exemple.

Comment ça marche ? Chaque jour, à partir des prix connus, on a des processus mathématiques qui vont permettre de simuler des milliers et des milliers de scénarios de prix futurs. On va également représenter des actifs dont les recettes et les dépenses dépendent de ces prix, comme, par exemple, des centrales de production électrique, des contrats d’approvisionnement en gaz ou des contrats de vente d’électricité.

Cela nous permet alors de calculer, dans chacun de ces scénarios de prix, les recettes, les dépenses, donc les résultats financiers associés à ces actifs et donc avoir un éventail de ces résultats financiers futurs possibles, jour après jour, et sur la période que l’on va choisir également.

Risk-BU permet aussi de tester et de comparer différentes stratégies, parce que l’objectif est de réduire l’éventail de ces risques et de ces futurs possibles, et donc pour cela, on va pouvoir utiliser des achats ou des ventes à l’avance.

Pour une centrale électrique, par exemple, ce qu’on peut voir, c’est qu’entre deux scénarios donnés, il peut y a voir plusieurs millions ou dizaines de millions d’euros de dispersion.

Risk-BU est un outil avec une interface qui permet de faciliter la prise en main et l’utilisation. Il existe aussi une interface avec Excel que nos clients trouvent très pratique. De nombreuses entreprises qui sont exposées sur les marchés de l’énergie, des industriels, des gros consommateurs ou encore des chimistes, peuvent en bénéficier.

Avec les variations de prix que l’on connaît aujourd’hui, nous avons constamment de nouveaux acteurs intéressés par notre logiciel. C’est un fait : aujourd’hui, les risques sont 10 fois supérieurs, à ce qu’ils étaient il y a seulement quelques années. Mais nous, les chercheurs, nous ne croyons pas à la fatalité et nous préférons imaginer des solutions qui nous permettent de continuer à protéger l’entreprise, même dans la tempête. 

[Cette vidéo met en lumière le témoignage de Benoît Charrier, chef de projet Modélisation énergétique bâtiments & quartiers à la R&D d’EDF, qui présente BuildSysPro, un outil de modélisation énergétique des bâtiments et des quartiers développé par EDF.]

Introduction : Chez EDF nous faisons tout pour que demain nous puissions vivre dans des habitations et des quartiers moins émetteurs de CO2 : mieux isoler sa maison, améliorer le confort des habitants, développer des panneaux solaires sur les toitures...

La modélisation peut nous aider à imaginer et à construire notre avenir. Capitalisant sur son expérience dans ce domaine, la R&D d’EDF a développé un code de calcul de référence : BuildSysPro.

Benoît Charrier : BuilSysPro, c’est une boîte à outil, une bibliothèque dédiée à la modélisation de l’énergétique des bâtiments et des quartiers. Elle est basée sur le langage Modelica qui est compatible avec les outils de simulation comme Dymola ou OpenModelica, pour celles et ceux à qui ça parle !

Chez EDF, BuildSysPro est utilisé par une cinquantaine d’ingénieurs chercheurs, pour faire des études, et répondre aux enjeux de l’énergétique des bâtiments.

Des questions simples, des réponses complexes : 

• Comment l’énergie est-elle consommée dans un bâtiment ?
• Comment améliorer son efficacité énergétique ?
• Comment rendre un habitat confortable pour ses occupants ?

Grâce à BuildSysPro, on va modéliser les éléments qui occupent l’espace qui nous intéresse : les parois, les vitrages, les systèmes de chauffage et climatisation, comme les pompes à chaleur, les panneaux photovoltaïques, les batteries de stockage et ainsi de suite.

Nos ingénieurs, nos commerciaux, mais aussi nos clients, se servent de cet outil pour faire des études sur des sujets comme la rénovation thermique, l’autoconsommation, ou pour développer des usages bas carbone.

À un autre niveau, notre filiale Dalkia, utilise BuildSysPro pour améliorer l’efficacité énergétique des piscines publiques ou centres aquatiques.

EDF ENR conçoit ses offres d’autoconsommation grâce à cet outil.

Finalement, BuildSysPro est connu à l’international car parmi tous les outils du marché, c’est l’un des plus flexibles et polyvalents, on peut même dire, le meilleur !

Comme il est accessible en open source, il est utilisé par les centres de recherche, les étudiant, comme à côté, à CentraleSupelec, par exemple.

Ce genre de solution devient nécessaire car les enjeux de l’énergétique se complexifient. Aujourd’hui, nous faisons des études qui tiennent compte de ces aspects-là, du réchauffement climatique, pour étudier par exemple, le confort estival pendant les vagues de chaleur ou la règlementation thermique.

Nous sommes convaincus qu’il pourrait aider aider des collectivités par exemple, pour construire des quartiers plus agréables et durables.

Que vous soyez un bureau d’étude, un centre de recherche, une université, une entreprise ou une collectivité, c’est peut-être de BuildSysPro dont vous avez besoin.