FR3036777A1 - Procede d'estimation d'un profil de temperature d'un reservoir d'eau d'un chauffe-eau - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'estimation d'un profil de température d'un réservoir d'eau (10), le réservoir d'eau (10) s'étendant selon un axe sensiblement vertical et présentant : - un échange thermique avec un dispositif (11) de chauffage de l'eau du réservoir (10) associé à une première hauteur (h1) le long dudit axe vertical ; - une entrée d'eau (E) associée à une deuxième hauteur (h2) le long dudit axe vertical ; et - une sortie d'eau (S) associée à une troisième hauteur (h3) le long dudit axe vertical ; L'entrée d'eau (E) et/ou la sortie d'eau (S) étant équipée d'un capteur de débit (21, 22) mesurant un débit d'eau soutirée ; Le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la mise en œuvre par des moyens de traitement de données (30) connectés audit capteur de débit (21, 22), d'étapes de : (a) détermination d'un régime de fonctionnement ; (b) A partir d'un profil initial de température (T(h)i) du réservoir (10) selon ledit axe vertical, détermination d'un profil final de température (T(h)f).

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne un procédé d'estimation d'un profil 5 de température dans un système de type chauffe-eau. ETAT DE L'ART Le « mix énergétique » désigne la répartition des différentes 10 sources consommées pour la production d'énergie électrique. Ce mix énergétique, en constante évolution, voit la progression constante des Energies Renouvelables, ce qui entraîne un besoin accru en flexibilités du système. Ces dernières, représentées essentiellement par l'éolien et le 15 photovoltaïque, ne permettent en effet pas une production constante et régulée au contraire d'une centrale nucléaire, d'où des problèmes de variabilité et de prévisibilité de la production associée. Cela fait que les aléas de très court terme vont fortement augmenter. D'autre part, des problèmes locaux de qualité de fourniture 20 électrique vont être amplifiés du fait d'une répartition géographique inhomogène des installations, avec par exemple plutôt du photovoltaïque dans le Sud et de l'éolien dans le Nord. Il apparait essentiel de trouver des solutions de pilotage de la charge associée en vue de maitriser l'aléa lié aux Energies Renouvelables.
25 Il a par exemple été proposé la charge de batteries stationnaires pour faciliter l'insertion massive de panneaux photovoltaïques (démonstrateur « NiceGrid »). Toutefois, les coûts d'investissement élevés ne permettent pas d'envisager un déploiement à grande échelle de cette solution alternative. Il est également prévu d'agir sur la puissance réactive 30 fournie par les panneaux photovoltaïque pour ajuster la tension. Cependant, cette dernière piste ne répond pas aux enjeux de maîtrise de l'aléa éolien.
3036 777 2 Alternativement au stockage via batteries, il est possible de stocker l'énergie thermiquement. Avec près de 12 millions d'unités installées en France dont plus de 80% sont asservies au signal tarifaire Heures Pleines/Heures creuses (HP/HC), le parc de Chauffe-Eau Joule (CEJ) à accumulation résidentiel - utilisé aujourd'hui pour le lissage journalier de la courbe de charge - est susceptible de répondre à ces nouveaux enjeux. La Demanderesse a à ce tire déposé plusieurs demandes de brevet telles que FR1363229, FR1363237, FR1452022 ou FR1453375, proposant des solutions très satisfaisantes permettant d'utiliser la capacité de stockage des chauffe-eau joule pour réguler l'énergie électrique d'origine renouvelable de façon efficace, intelligente, et adaptable à n'importe quel chauffe-eau existant sans modifications lourdes, et sans couplage direct. On constate toutefois que les systèmes décrits dans ces demandes utilisent comme variable les données dites de « profil de température », i.e. des paramètres thermodynamiques plus complexes qu'une simple valeur de température, notamment les quantités d'énergie stockées/stockables dans les réservoirs de ces chauffe-eau. Ces énergies peuvent s'estimer sous forme de capacité calorifique de l'eau (4185 J.kg-1.K-1) à partir de la température et du volume du réservoir, mais cela revient à modéliser un réservoir par un volume d'eau de température uniforme, ce qui est en pratique faux et constitue une forte approximation. Une estimation plus précise du profil de température permettrait un contrôle plus précis du parc de chauffe-eau et donc une optimisation de la consommation énergétique et une meilleure adaptation par rapport à la variabilité des productions à l'échelle locale pour satisfaire les contraintes sur le réseau, sans porter préjudice au confort de l'utilisateur. Ainsi, la demande W02012164102 propose un ballon divisé en plusieurs « couches » chacune équipée d'un capteur de température. A 30 partir de deux consignes de températures et des mesures de ces capteurs, il est possible de calculer des « variables d'intérêt » telles que la capacité 3036777 3 énergétique restante du ballon ou l'énergie minimale à apporter pour que l'eau soit uniforme à la première consigne de température. Un tel système s'avère efficient mais il est « intrusif ». Cela signifie qu'il nécessite une modification physique du ballon (introduction d'une 5 pluralité de capteurs à des emplacements prédéterminés) et n'est applicable en pratique qu'à des nouveaux chauffe-eau. Au contraire, il serait souhaitable d'utiliser au mieux les équipements existants sans modification sensible.
10 PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose de pallier ces inconvénients en proposant selon un premier aspect un procédé d'estimation d'un profil de température d'un 15 réservoir d'eau, le réservoir d'eau s'étendant selon un axe sensiblement vertical et présentant : - un échange thermique avec un dispositif de chauffage de l'eau du réservoir associé à une première hauteur le long dudit axe vertical, le dispositif comprenant un moyen de chauffage 20 alimenté par un réseau électrique ; - une entrée d'eau associée à une deuxième hauteur le long dudit axe vertical ; et - une sortie d'eau associée à une troisième hauteur le long dudit axe vertical ; 25 L'entrée d'eau et/ou la sortie d'eau étant équipée d'un capteur de débit mesurant un débit d'eau soutirée ; Le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la mise en oeuvre par des moyens de traitement de données connectés audit capteur de débit, d'étapes de : (a) détermination d'un régime de fonctionnement parmi un premier régime de soutirage d'eau depuis le réservoir, un deuxième régime de chauffe de l'eau du réservoir sans soutirage, et un troisième 3036777 4 régime sans soutirage et sans chauffe en fonction de données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif, et de mesures de débit d'eau soutirée ; (b) A partir d'un profil initial de température du réservoir selon ledit axe 5 vertical, détermination d'un profil final de température, en fonction d'au moins le régime de fonctionnement déterminé, les données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif, les mesures de débit d'eau soutirée, et les premières, deuxième et troisième hauteurs.
10 Le procédé selon l'invention est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - le procédé comprend récursivement la répétition des étapes (a) et (b) 15 de sorte que le profil final de température selon ledit axe vertical est utilisé comme profil initial de température à l'itération suivante ; - l'étape (b) comprend, si le régime de fonctionnement déterminé est le premier régime, la détermination d'un volume d'eau soutirée en fonction des débits mesurés, ledit volume d'eau soutirée étant ajouté à la deuxième 20 hauteur à une température d'eau froide prédéterminée, la détermination du profil final de température comprenant l'utilisation d'une équation aux dérivées partielle de convection-diffusion avec condition aux bords mouvante ; - l'étape (b) comprend, si le régime de fonctionnement déterminé est le 25 deuxième régime, la détermination d'un apport thermique en fonction de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif, ledit apport thermique étant appliqué à la première hauteur, la détermination du profil final de température comprenant la modélisation de l'évolution d'un plateau de température à partir de la première hauteur et couvrant 30 progressivement l'ensemble du profil ; - l'étape (b) comprend, si le régime de fonctionnement déterminé est le troisième régime, l'utilisation d'une équation aux dérivées partielle de 3036777 5 diffusion avec pertes thermiques en fonction d'une température ambiante prédéterminée; - le réservoir présente au moins une sonde de température configurée pour émettre un signal représentatif de la température d'une partie de l'eau 5 du réservoir, l'étape (b) comprenant la vérification des températures finales des parties en fonction dudit signal émis par la sonde ; - le procédé comprend une étape (c) d'estimation d'une grandeur thermique du réservoir d'eau en fonction du profil final de température du réservoir ; 10 - ladite grandeur thermique est choisie parmi une température moyenne de l'eau du réservoir, une température minimale de l'eau du réservoir, une température maximale de l'eau du réservoir, une quantité d'énergie stockée dans le réservoir, une quantité d'énergie encore stockable dans le réservoir, un équivalent volume d'eau disponible à une température donnée, un temps 15 de chauffe nécessaire, et des combinaisons de ces grandeurs ; - le procédé comprend une étape (d) de contrôle dudit dispositif de chauffage par un module de contrôle en fonction de ladite grandeur thermique déterminée ; - l'étape (c) comprend la réception de données descriptives d'un état du 20 réseau électrique par le module de traitement de données, la détermination d'une consigne en fonction de ladite grandeur thermique déterminée et des données descriptives d'un état du réseau électrique, et l'émission de ladite consigne à destination du module de contrôle de sorte à modifier une capacité énergétique du réservoir d'eau ; 25 - l'échange thermique avec le dispositif de chauffage de l'eau du réservoir (10) est associé à un intervalle de hauteur le long dudit axe vertical. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un ensemble 30 d'estimation d'un profil de température adapté pour un réservoir d'eau s'étendant selon un axe sensiblement vertical et présentant : 3036777 6 - un échange thermique avec un dispositif de chauffage de l'eau du réservoir associé à une première hauteur le long dudit axe vertical, le dispositif comprenant un moyen de chauffage alimenté par un réseau électrique ; 5 - une entrée d'eau associée à une deuxième hauteur le long dudit axe vertical ; et - une sortie d'eau associée à une troisième hauteur le long dudit axe vertical ; L'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend : 10 - Au moins un capteur de débit mesurant un débit d'eau soutirée au niveau de l'entrée d'eau et/ou de la sortie d'eau ; - des moyens de traitement de données connectés audit capteur de débit, configurés pour mettre en oeuvre : o un premier module de détermination d'un régime de 15 fonctionnement parmi un premier régime de soutirage d'eau depuis le réservoir, un deuxième régime de chauffe de l'eau du réservoir sans soutirage, et un troisième régime sans soutirage et sans chauffe, en fonction de données représentatives de la consommation 20 énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif, et de mesures de débit d'eau soutirée ; o un deuxième module de détermination d'un profil final de température du réservoir selon ledit axe vertical à partir d'un profil initial de température, en fonction d'au moins le 25 régime de fonctionnement déterminé, les données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif, les mesures de débit d'eau soutirée, et les premières, deuxième et troisième hauteurs.
30 Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives : 3036777 7 - l'ensemble est soit adapté pour être connecté à un compteur électrique via lequel le moyen de chauffage du dispositif est alimenté par le réseau électrique, soit comprend un élément de mesure de la consommation électrique dudit moyen de chauffage du dispositif.
5 Selon un troisième aspect, l'invention concerne un système de chauffe-eau comprenant un réservoir d'eau, un dispositif comprenant un moyen de chauffage alimenté par un réseau électrique, un module de contrôle dudit dispositif, et un ensemble d'estimation d'un profil de 10 température selon le deuxième aspect de l'invention, adapté pour le réservoir. Selon un quatrième et un cinquième aspects, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour 15 l'exécution d'un procédé selon le premier aspect d'estimation d'un profil de température, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur ; et un moyen de stockage lisible par un équipement informatique sur lequel un produit programme d'ordinateur comprend des instructions de code pour l'exécution d'un procédé selon le premier aspect de l'invention d'estimation 20 d'un profil de température. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention 25 ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - les figures la-le sont des schémas de cinq modes de réalisation préférés d'un système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma représentant la modélisation d'un réservoir d'eau 30 utilisée dans le procédé selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE 3036 777 8 Architecture générale La figure la représente l'architecture générale d'une possibilité de 5 mode de réalisation d'un système 1 pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce système est typiquement un chauffe-eau, en particulier Chauffe-Eau Joule (CEJ) domestique, bien que l'invention ne soit pas limitée à ces derniers. 44% des habitats en sont équipés. Alternativement, le système 1 peut être un chauffe-eau thermodynamique.
10 Le système 1 comprend ainsi : - un réservoir d'eau 10 (communément appelé « ballon » d'eau chaude) ; - un dispositif de chauffage 11 de l'eau du réservoir 10, le dispositif 11 comprenant un moyen de chauffage alimenté par 15 un réseau électrique 2; - éventuellement une sonde de température 20 configurée pour émettre un signal représentatif de la température de l'eau du réservoir 10, mais comme l'on verra il est envisageable que le système 1 ne comprenne aucune sonde 20; 20 - de façon préférée un module de contrôle 12 dudit dispositif de chauffage 11 ; - une entrée d'eau E et une sortie d'eau S, dont on verra les positions plus loin ; - au moins un capteur de débit 21, 22 équipant l'entrée E et/ou la 25 sortie S, de sorte à mesure un débit d'eau soutirée, c'est-à-dire le débit d'eau sortant du réservoir 10 pour être distribuée, par exemple via un robinet ouvert. On comprendra que le réservoir 10 est toujours plein (d'un volume total constant V, typiquement quelques dizaines de litres, en particulier 50 à 150L suivant la 30 taille de l'habitation) et donc que toute l'eau soutirée du réservoir 10 est simultanément remplacée par de l'eau fraîche, de sorte 3036777 9 que le débit d'entrée est égal au débit de sortie. En général, un seul débitmètre 22 placé sur la sortie S suffit. Le moyen de chauffage électrique du dispositif de chauffage 11 est 5 généralement une résistance, d'où le chauffage de l'eau par effet joule. Alternativement, il peut s'agir par exemple d'une pompe à chaleur complète dont la source chaude est en échange thermique avec l'eau du réservoir 10 (et la source froide en échange thermique par exemple avec l'air extérieur), de sorte à permettre un chauffage de l'eau avec une efficacité supérieure à 10 100%. C'est ce que l'on appelle un chauffe-eau thermodynamique. De façon préférée, le dispositif 11 est intégralement électrique (il ne comprend ainsi que des moyens de chauffage alimentés par le réseau 2, et pas de brûleurs à gaz par exemple). L'énergie de chauffage fournie à l'eau est alors entièrement d'origine électrique. Le système n'est toutefois pas 15 limité à cette configuration et le dispositif 11 peut alternativement comprendre en outre un moyen de chauffage alternatif (non-électrique) tel qu'un brûleur, un échangeur avec un collecteur solaire, etc. Le réseau 2 est un réseau à grande échelle qui relie une pluralité de sources électriques. Comme expliqué précédemment, il s'agit à la fois 20 d'énergie d'origine non-renouvelable (nucléaire et/ou fossile) et d'origine renouvelable (solaire, éolien, etc.). L'énergie d'origine renouvelable présente des problèmes de variabilité et de prévisibilité, alors que l'énergie d'origine non-renouvelable est d'une meilleure disponibilité. Dans l'hypothèse où l'utilisateur du système 1 comprend une source 25 personnelle d'énergie renouvelable (par exemple des panneaux photovoltaïques de toit) on comprend que le réseau 2 englobe à la fois le réseau électrique global et le réseau électrique local de l'utilisateur (en d'autres termes que les centrales distantes et les panneaux solaires locaux peuvent aussi bien l'un que l'autre alimenter le dispositif de chauffage 11).
30 Le système 1 est régulé en température. Pour cela il comprend généralement comme expliqué une ou plusieurs sondes de température 20 et un module de contrôle 12 du dispositif de chauffage 11. La ou les sondes 3036777 10 20 envoient en permanence ou par intermittence un signal représentatif de la température de l'eau du réservoir 10. Comme l'on verra, le présent procédé permet éventuellement de fournir par exemple une température moyenne de l'eau du réservoir 10 (en d'autres termes la température n'est 5 plus mesurée mais estimée), ce qui remplace la ou les sondes 20 qui ne sont donc pas indispensables. Le module de contrôle 12 est typiquement une carte électronique qui déclenche ou non le chauffage en fonction de la température de l'eau et de nombreux autres paramètres éventuels (programmation, saison, plages 10 horaires, heures creuses/heures pleines, usages habituels de l'utilisateur, etc.). De façon générale un chauffe-eau Joule comprend le plus souvent deux températures de seuil (dont la valeur peut varier selon le moment et des réglages personnels) : une première température de seuil qui est la 15 température « minimale » et une deuxième température de seuil qui est la température « maximale » (le premier seuil est inférieur au deuxième seuil). Ces deux seuils sont quelques degrés autour (par exemple +/- 4°C) d'une température de « confort » qui est la température moyenne souhaitée, réglée par l'utilisateur (l'intervalle 50-65°C est courant).
20 Le module de contrôle 12 est ainsi configuré pour activer le dispositif de chauffage 11 lorsque la température (mesurée ou estimée) est inférieure au premier seuil prédéfini, et/ou configuré pour désactiver le dispositif de chauffage 11 lorsque cette température supérieure au deuxième seuil prédéfini.
25 Ainsi, tant que le dispositif de chauffage 11 est arrêté et que l'on est entre les deux seuils rien ne se passe. Si la température baisse (avec le temps ou parce que l'utilisateur tire de l'eau chaude) et passe en-dessous du premier seuil, le dispositif de chauffage 11 est activité, et ce jusqu'à atteindre le deuxième seuil (température maximale, supérieure au premier 30 seuil). La température se remet ensuite à baisser, etc. En d'autres termes il y a une alternance de phases de « refroidissement » pendant lesquelles la température descend du deuxième seuil au premier seuil (voir au-delà si 3036777 11 l'utilisateur continue d'utiliser de l'eau chaude), et de phases de « chauffe » pendant lesquelles la température monte sous l'effet du dispositif 11 allumé d'une température inférieure ou égale au premier seuil jusqu'au deuxième seuil.
5 Comme expliqué avant, cette configuration peut dépendre d'autres paramètres, et il peut y avoir plus de deux seuils, éventuellement mobiles, par exemple de façon à optimiser la consommation d'énergie pendant les heures creuses (les chauffe-eaux sont souvent prévus pour remonter l'eau en température préférentiellement au petit matin, de sorte à maximiser 10 l'utilisation des heures creuses et avoir de l'eau chaude en quantité au moment de se doucher). En pratique, les premier et deuxième seuils sont souvent la conséquence d'un phénomène d'hystérésis autour d'une valeur médiane, qui définit ces deux seuils. L'écart induit est alors d'environ 3°C.
15 La présente invention n'est limitée à aucune configuration en particulier. Modélisation du réservoir 20 En référence à la figure 2, le réservoir d'eau 10 s'étend selon un axe longitudinal sensiblement vertical (les ballons des chauffe-eau sont généralement sensiblement cylindriques). En particulier, on considèrera un réservoir 10 « linéaire », c'est-à-dire constitué d'une base translatée le long dudit axe longitudinal.
25 Le présent procédé propose d'estimer un profil de température du réservoir 10, i.e. d'estimer la température en fonction d'une coordonnée le long dudit axe. Ainsi, on suppose qu'à une hauteur donnée (i.e. au sein d'un plan donné orthogonal audit axe) la température est uniforme : le profil de température est unidimensionnel. Pour reformuler encore, cela signifie que 30 la température dans le réservoir 10 dépend dans le modèle choisi uniquement de la hauteur le long dudit axe. Le profil de température s'exprimer donc sous la forme d'une fonction T(h), où h est dans l'intervalle 3036 777 12 [0, hmax] où hmax correspond à la hauteur du réservoir 10. On note qu'on peut utiliser des coordonnées normées, i.e. h E [0; 1]. De façon générale, l'objectif est d'obtenir une connaissance spatiale de la température au sein du réservoir, à partir duquel il va être possible 5 d'estimer de façon fiable et précise d'autres grandeurs. En effet, une mesure ponctuelle de la température par une sonde 20 n'est représentative que d'une température locale, la température moyenne réelle pouvant être bien différente. Le présent procédé permet ainsi de diminuer sensiblement les approximations nécessaires dans les chauffe- 10 eau existants. On obtient ainsi un résultat égal voire encore plus fiable que celui qu'on aurait pu obtenir en multipliant les sondes 20 au sein du réservoir 10. Ainsi, comme l'on verra plus loin, le présent procédé s'adapte parfaitement à un chauffe-eau existant sans modifications intrusives.
15 Comme l'on verra, ce profil de température permet avantageusement d'estimer une grandeur thermique du réservoir 10. Cette grandeur thermique peut être de nombreux types et peut être par exemple choisie parmi une température moyenne de l'eau du réservoir 10, une température minimale de l'eau du réservoir 10, une température maximale de l'eau du 20 réservoir 10, une quantité d'énergie stockée dans le réservoir 10, une quantité d'énergie encore stockable dans le réservoir 10, et des combinaisons de ces grandeurs (ou tout grandeur dérivant directement d'une de ces grandeurs ou d'une de leur combinaisons). La grandeur peut encore être un indicateur d'eau chaude disponible 25 (ou indicateur de confort) : par exemple l'équivalent volume d'eau chaude à 40°C (ou une autre température donnée) disponible pour le consommateur, i.e. volume correspondant au mélange de l'eau au-dessus de 40°C dans le ballon mélangé avec de l'eau froide pour obtenir une eau à 40°C (alternativement, l'énergie contenue dans l'eau chaude du ballon de 30 température supérieure à 40°C comparée à de l'eau froide du réseau), et plus généralement tout indicateur de la quantité d'eau chaude disponible 3036777 13 pour le consommateur, qui peut être défini à l'aide du profil de température et de valeurs représentant les exigences de confort du consommateur. La grandeur peut encore être un temps de chauffe nécessaire pour que la chauffe ait un effet sur l'indicateur de confort précédemment défini.
5 Cette variable provient du fait que la chauffe du ballon se fait par le bas du ballon, et n'affecte les couches d'eau chaude du ballon situées en haut du ballon que tardivement. Dans le présent modèle, le réservoir 10 présente : - un échange thermique avec le dispositif 11 de chauffage de 10 l'eau du réservoir 10 associé à une première hauteur hl le long dudit axe vertical ; - une entrée d'eau E associée à une deuxième hauteur h2 le long dudit axe vertical ; et - une sortie d'eau S associée à une troisième hauteur h3 le long 15 dudit axe vertical. En d'autres termes on définit trois hauteurs caractéristiques du réservoir. On note que pour chacun des éléments la hauteur associée peut être la hauteur moyenne (par exemple la hauteur du centre de la conduite pour l'entrée d'eau E).
20 En pratique, l'entrée E est au fond du réservoir, h2 est donc proche de zéro, le moyen de chauffe est en position médiane, et la sortie d'eau est au sommet, i.e. h3 proche de hmax (c'est-à-dire h3 proche de 1 si l'on est en échelle normée). On note par ailleurs que le dispositif 11 n'est pas forcément ponctuel et peut présenter plusieurs hauteurs, voire une certaine 25 longueur, i.e. s'étendre entre deux valeurs hl; et hl f. En effet, le dispositif 11 peut comprendre une résistance s'étendant verticalement, voire un « manteau chauffant » (i.e. un échangeur enveloppant le réservoir, en particulier dans le cas d'un chauffe-eau thermodynamique). Une source s'étendant entre deux valeurs hl; et hl f peut ainsi être 30 soit approximée par une source ponctuelle de hauteur (hl; + hl f)/2, ou considérée telle quelle pour un résultat plus précis. Dans la suite de la présente demande, on prendra l'exemple simplifié d'une source ponctuelle 3036 777 14 associée à une unique valeur hi, mais l'homme du métier comprendra que la source peut être associée à plus d'une valeur de hauteur et en particulier être définie par un intervalle [hl ; hl d, et il saura adapter l'invention à un tel cas.
5 On comprendra en outre bien qu'il s'agit d'un modèle de stratification en couche de l'eau du réservoir 10, la température n'étant en pratique pas exactement unidimensionnelle, mais comme on va le montrer ce modèle de ballon stratifié reproduit de façon très réaliste le comportement thermodynamique de l'eau et permet d'obtenir de façon simple et rapide 10 une estimation excellente des grandeurs thermiques susmentionnées. Moyens de traitement Le présent procédé est mis en oeuvre par des moyens de traitement 15 de données 30 qui peuvent prendre des formes diverses. Il importe seulement que ces moyens 30 soient d'une part connectés au capteur de débit 21, 22, et d'autre part adaptés pour recevoir des données représentatives d'une consommation électrique du dispositif de chauffage 11. On comprendra que ces dernières peuvent être les données 20 représentatives d'une consommation électrique de tout le chauffe-eau, il suffit que des données permettent de recalculer l'énergie effectivement transmise à l'eau du réservoir 10 lors de la chauffe. Dans un premier mode de réalisation conforme à la figure 1 a, les moyens de traitement 30 sont ceux d'un module dédié connecté au module 25 de contrôle 12 et à un élément 23 de mesure de la consommation électrique du chauffe-eau. Il s'agit par exemple d'un tore d'intensité autour du câble d'alimentation du système 1, et de façon préférée le dispositif décrit dans la demande FR1550869. On note que le module 30 peut être connecté (via des moyens de connexion réseau tels que le Wi-Fi, une liaison Ethernet, le 30 CPL, etc.) à un boitier 31 qui est un équipement d'accès à internet 3 de type « box » d'un fournisseur d'accès à Internet pour la fourniture de données générales utiles à la mise en oeuvre du présent procédé qui seront décrit 3036777 15 plus loin. Il s'agit typiquement d'un mode de réalisation dans lequel on vient équiper un chauffe-eau existant. Dans un second mode de réalisation, ces moyens 30 sont intégrés au module de contrôle 12 du chauffe-eau. Dans ce mode, comme le 5 dispositif 11 est alimenté en courant via le module 12, sa consommation est automatiquement disponible. En référence à la figure lb, qui représente un tel cas, il s'agit typiquement d'un chauffe-eau neuf prévu dès l'origine pour mettre en oeuvre le présent procédé. Comme l'on voit un tel chauffe-eau peut ne pas comprendre de sonde de température 20.
10 Dans un troisième mode de réalisation (représenté par la figure 1c), les moyens 30 sont ceux d'un boitier dédié connecté tel qu'un compteur électrique intelligent 32 (par exemple LINKY) via lequel le moyen de chauffage du dispositif 11 est alimenté, et disposant d'un émetteur Télé-Information Client (TIC) intégré ou non. Un tel compteur 32 dispose 15 directement des informations de consommation du dispositif de chauffage 11. Dans un quatrième mode de réalisation représenté par la figure Id, les moyens 30 sont ceux du boitier 31 pour l'accès à internet de type « box » d'un fournisseur d'accès à Internet. Dans l'exemple représenté, le 20 boitier 31 reçoit du module de contrôle 12 les données de consommation. Dans un cinquième mode de réalisation représenté par la figure le, les moyens 30 sont ceux d'un serveur du réseau internet 3. En d'autres termes les données (de consommation ou de débit) sont émises (par exemple par le boitier 31 s'il est configuré pour les centraliser) dans une 25 requête d'obtention de la grandeur thermique. On comprendra que les cinq modes représentés par les figures la-le constituent cinq exemples non limitatifs et combinables. Par exemple, n'importe lequel de ces exemples peut utiliser un dispositif 11 pour la mesure de la consommation du système 1.
30 Régime de fonctionnement 3036777 16 Le présent procédé commence par une étape (a) de détermination d'un régime de fonctionnement du système 1. Par régime de fonctionnement, on entend un comportement du réservoir d'eau lié à l'utilisation on non de l'eau chaude. Ce régime est choisi parmi trois 5 régimes : - un premier régime de soutirage d'eau depuis le réservoir 10, en d'autres termes un régime dans lequel on prélève de l'eau dans le réservoir 10 via la sortie S (et on en remet autant via l'entrée E), et ce que le moyen de chauffe électrique soit allumé ou non ; 10 - un deuxième régime de chauffe de l'eau du réservoir 10 sans soutirage, c'est-à-dire un régime dans lequel il n'y a pas de soutirage d'eau (on est donc hors du premier régime) mais le moyen de chauffe électrique est allumé ; et - un troisième régime sans soutirage et sans chauffe, i.e. le cas le 15 plus courant où rien ne se passe dans le réservoir 10 hormis des transferts thermiques naturels. On note que le premier régime peut comporter deux sous-régimes, selon que le moyen de chauffe électrique est allumé ou non.
20 La détermination du régime se fait en fonction des données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif 11, et de mesures de débit d'eau soutirée (via le capteur 21, 22). On particulier, si le débit est non nul on est en premier régime. Si le débit est nul on regarde alors la consommation. Si celle-ci est nulle (ou très 25 faible, i.e. que seuls des équipements de contrôle du chauffe-eau tels que le module 12 sont allumés), alors on est dans le troisième régime, sinon on est dans le deuxième régime. Cette étape (a) se met avantageusement en oeuvre à intervalles réguliers, l'idée étant de déterminer les intervalles temporels de chacun des 30 régimes, l'idée étant de considérer le fonctionnement du système 1 par fragments, ou « intervalles élémentaires », dans lesquels un seul régime est mis en oeuvre.
3036777 17 Il est en outre possible de prévoir que de base les moyens de traitement considèrent que l'on est dans le troisième régime, et qu'on met en oeuvre une détermination du régime lorsqu'est reçu un signal représentatif d'une consommation et/ou un débit non nul.
5 Calcul récursif Le présent procédé propose un schéma récursif de calcul. Ainsi, à partir d'un profil initial de température T(h)i, l'étape (b) va consister à 10 déterminer au moins profil final de température T(h)f, selon les données de consommation et/ou de débit (et le cas échéant le régime déterminé). Chacun de ces régimes correspond en effet à une évolution selon une dynamique donnée. Avantageusement, le procédé comprend la répétition des étapes (a) 15 et (b) de sorte que le profil final de température T(h)f selon ledit axe vertical est utilisé comme profil initial de température T(h) ; à l'itération suivante, et ainsi de suite. Les moyens 30 différencient les dynamiques selon les conditions qui 20 sont appliquées au réservoir. Dans le troisième régime, le profil de température évolue selon une équation aux dérivées partielle de diffusion avec pertes thermiques qui correspond aux phénomènes s'appliquant naturellement au réservoir. Dans le second régime, on considère le cas où aucun soutirage n'est 25 effectué mais le réservoir est chauffé via le moyen situé à la hauteur hl (le cas échéant sur l'intervalle [hl ; hl d). On modélise l'injection de la puissance thermique correspondant à la consommation électrique du dispositif 11 et son rendement, et on modélise l'évolution d'un plateau de température situé en bas du réservoir et couvrant progressivement 30 l'ensemble du profil, i.e. à hauteur croissante. Dans le premier régime, un soutirage est appliqué au réservoir 10, auquel s'ajoute éventuellement une chauffe. Le volume y d'eau froide à la 3036 777 18 température Te est ajouté à la hauteur h2. La dynamique du profil de température est régie par une équation aux dérivées partielle de convection-diffusion avec condition aux bords mouvante (dite « de Stefan »), qui modélise plus précisément le soutirage.
5 Ces modèles physiques permettent aux moyens 30 de déterminer profil final de température T(h)f. En d'autres termes, les moyens 30 calculent l'évolution de la température en fonction de l'injection du volume y d'eau froide à une 10 température Te, des transferts thermiques entre des « couches élémentaires » consécutives (éventuellement fonction de données géométriques telles que la section du réservoir, i.e. la surface d'échange entre deux couches consécutives), des pertes statiques (échange avec le milieu ambiance à une température Ta) et de l'injection de puissance via les 15 moyens de chauffe. La température d'eau froide Te et la température ambiante Ta (celle du local chauffé ou non dans lequel est installé le réservoir) peuvent être mesurées, estimées à partir de données météo (historiques ou temps réel), 20 prédéfinies (issues de simulations numériques préalables) ou fixées. Elles peuvent être reçues via le réseau internet 3. Le réservoir 10 peut présenter au moins une sonde de température 20 configurée pour émettre un signal représentatif de la température de 25 l'eau du réservoir 10 à une hauteur donnée (cas typique d'un chauffe-eau modifié). L'étape (b) comprend alors préférentiellement un contrôle (i.e. une vérification) du profil final de température T(h)f en fonction dudit signal émis par la sonde 20. Plus particulièrement, les moyens 30 comparent T(hsonde) avec la température mesurée. S'il y a trop d'écart (il est normal qu'il y ait un 30 écart car le modèle par strates est théorique), le profil final de température T(h)f sont modifiées et le modèle est adapté. De façon particulièrement préférée, les moyens 30 mettent en oeuvre un apprentissage à partir 3036 777 19 desdites mesures de températures de sorte à améliorer la qualité du modèle. Calcul de la grandeur thermique et utilisation 5 Dans une étape (c) optionnelle (qui peut avoir lieu soit à chaque cycle, soit sur demande de l'utilisateur ou d'une application intéressée par cette grandeur physique), les moyens 30 estiment comme expliqué une gradeur thermique du réservoir d'eau 10 en fonction du profil final de 10 température T(h)f. Par exemple, si la grandeur thermique est l'énergie totale, celle-ci est proportionnelle à fohm"T(h)fdh. L'homme du métier saura calculer la valeur de la grandeur thermique de son choix à partir du profil de température obtenu.
15 La valeur estimée peut être juste transmise à l'utilisateur (par exemple affichée sur des moyens d'interface) ou stockée (par exemple envoyée via le réseau 3 pour statistiques), mais également exploitée dans le fonctionnement du chauffe-eau.
20 En particulier, le procédé comprend avantageusement une étape (d) de contrôle dudit dispositif de chauffage 11 par le module de contrôle 12 en fonction de ladite grandeur thermique déterminée. Ce peut être un contrôle simple visant à obtenir une température de confort, en particulier dans un chauffe-eau du type de celui de la figure lb. La grandeur thermique peut en 25 effet remplacer toute mesure de température tout en permettant un contrôle précis. De façon préférée, l'étape (d) comprend la réception de données descriptives d'un état du réseau électrique 2 par le module de traitement de données 30, la détermination d'une consigne en fonction de ladite grandeur 30 thermique déterminée et des de données descriptives d'un état du réseau électrique 2, et l'émission de ladite consigne à destination du module de 3036777 20 contrôle 12 de sorte à modifier une capacité énergétique du réservoir d'eau 10. L'idée est d'altérer la régulation normale de la température du réservoir 10 et de provoquer des surchauffes/sous-chauffes. Ceci est particulièrement facile à gérer si la grandeur thermique estimée est une 5 quantité d'énergie stockée par le réservoir 10 ou une grandeur qui en découle, par exemple la capacité énergétique restante du réservoir 10, i.e. la quantité d'énergie encore stockable. Le présent procédé permet ainsi d'utiliser les chauffe-eau installés 10 pour gérer la production électrique d'origine renouvelable, et ce facilement et efficacement : l'émission de consigne adaptées permet en effet d'augmenter ou de diminuer sur commande la consommation de ces chauffe-eau et de jouer sur l'énergie stockée en tant qu'eau chaude. La capacité énergétique devient modulable. Plusieurs TWh sont ainsi 15 disponibles à l'échelle du territoire français par exemple. Ceci permet par exemple de privilégier la consommation électrique tant que le photovoltaïque est largement disponible, et de limiter la consommation électrique ou se rabattre sur d'autres énergie (par exemple via des moyens de chauffage alternatifs tels des bruleurs si le dispositif 11 20 en comprend). L'obtention de la consigne est réalisée en fonction de données descriptives d'un état dudit réseau électrique 2. Ces données désignent de façon générale toutes les informations sur la charge du réseau 2, le taux d'énergie d'origine renouvelable, les prévisions de variation de ce taux, de 25 la production/consommation en général, etc. Ces données peuvent être des données génériques obtenues localement, par exemple d'origine météorologique, qui peuvent indiquer dans quelle mesure les moyens de production d'énergie renouvelable vont être productifs, mais de façon préférée il s'agit de données plus complexes 30 fournies depuis le réseau internet 3 via le boitier 31, en particulier en temps réel.
3036777 21 Dans un mode de réalisation comprenant un compteur électrique intelligent 32 (par exemple LINKY) disposant d'un émetteur Télé-Information Client (TIC) intégré ou non, les données utilisés peuvent notamment être les champs de la TIC tels que par exemple: l'état binaire d'un ou plusieurs 5 contact(s) virtuel(s), l'index tarifaire de la grille fournisseur et/ou distributeur en cours, le prix de l'électricité, le préavis de pointe mobile et/ou une ou plusieurs pointe(s) mobile(s), etc. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens 30 déterminent 10 une consigne de puissance (c'est-à-dire une valeur cible de puissance effective) en fonction des données descriptives de l'état du réseau 2. Le module de contrôle 12 régule alors le dispositif 11 de chauffage en puissance. Un premier et/ou un deuxième type de fonctionnement peuvent être 15 mis en oeuvre. Le premier est le mode « suralimentation » (en d'autres termes « marche forcée ») utilisé pour augmenter la consommation du chauffe-eau et donc la quantité d'énergie stockée. Dans ce mode, les moyens 30 sont configurés pour émettre une consigne d'augmentation de puissance (en 20 d'autres termes une consigne de puissance augmentant la consommation des moyens de chauffage du dispositif 11) lorsque les données descriptives d'un état dudit réseau électrique 2 sont caractéristiques d'une surabondance actuelle et/ou d'un déficit futur d'énergie d'origine renouvelable au sein dudit réseau électrique 2 (en d'autres termes si la 25 production d'origine renouvelable est à la baisse à court terme), de sorte à augmenter la capacité énergétique du réservoir d'eau 10. Ce mode suralimentation est intéressant soit pour absorber une forte production de photovoltaïque, soit pour prévenir une faible production. Grâce à la suralimentation, l'effet du dispositif 10 est amplifié. Cela 30 augmente donc la consommation immédiate, mais retarde la consommation à venir (puisque plus d'énergie est stockée, le prochain franchissement du premier seuil de température est retardé).
3036777 22 La valeur de la consigne de puissance peut être telle à consommer au maximum le surplus d'énergie d'origine renouvelable sans toucher à l'énergie d'origine non renouvelable. La valeur peut également être une valeur fixe, ou la valeur actuelle de consommation plus un écart 5 prédéterminé (par exemple +500W). Il est à noter que ce mode suralimentation peut être complété de certaines options : si les données déclenchant la suralimentation sont fournies par un compteur équipé d'un module TIC, ce dernier peut augmenter temporairement et simultanément à l'enclenchement du chauffe- 10 eau la valeur de la puissance de coupure pour éviter tout risque de disjonction en absence de délesteur ou de gestionnaire d'énergie. De plus, si le système de chauffage de l'eau est asservi au signal tarifaire via un contact sec ou virtuel, ce dernier devra être piloté de manière à permettre l'alimentation électrique de ce système en dehors des plages normales 15 autorisées si nécessaire. En outre, si les points de soutirage d'eau chaude sanitaire (douche, robinets, etc.) en aval ne sont pas tous équipés de mitigeur, l'ajout d'une vanne de mélange en sortie du réservoir 10 permet d'éviter les risques de brûlure dus à la fourniture d'eau plus chaude.
20 Le deuxième mode est le mode « sous-alimentation » (en d'autres termes « marche réduite ») utilisé pour diminuer la consommation du chauffe-eau et donc la quantité d'énergie stockée. Dans ce mode, les moyens 30 sont configurés pour émettre une consigne de diminution de puissance (en d'autres termes une consigne de puissance diminuant la 25 consommation du moyen de chauffage du dispositif 11), lorsque les données descriptives d'un état dudit réseau électrique 2 sont caractéristiques d'un déficit actuel et/ou d'une surabondance future d'énergie d'origine renouvelable au sein dudit réseau électrique 2 (en d'autres termes si la production d'origine renouvelable est à la hausse à 30 court terme), de sorte à diminuer la capacité énergétique du réservoir d'eau 10.
3036 777 23 Cela peut être très utile en prévision d'un pic de production d'énergie d'origine renouvelable ou lors d'un pic de consommation. On évite ainsi de consommer de l'énergie fossile alors que l'on sait que l'énergie renouvelable sera bientôt trop abondante. Cette baisse volontaire de 5 consommation est appelée effacement. La consigne de baisse de puissance peut être calculée de sorte à minimiser une consommation d'énergie d'origine non-renouvelable. L'idée est de ne pas (ou le moins possible) soutirer d'énergie d'origine non-renouvelable au réseau 2. Ce peut être également une valeur fixe, ou la 10 valeur actuelle de consommation moins un écart prédéterminé (par exemple -500W). Il est à noter que les deux modes (marche réduite et marche forcée) peuvent cohabiter et être mis en oeuvre à tour de rôle. Dans l'un comme dans l'autre, l'application de la consigne de puissance peut être précédée 15 et/ou suivie d'une rampe pour éviter un effet rebond, en d'autres termes on augmente/diminue progressivement la consigne de puissance (par exemple linéairement sur un intervalle de 30 minutes), au lieu de basculer immédiatement. Par ailleurs, l'activation de l'un ou l'autre des modes, le choix d'une 20 consigne de puissance fixe ou variable, les seuils de températures, etc., peuvent être contrôlés par l'utilisateur via une interface adaptée. Il est également à noter que la régulation en puissance ne peut pas se faire au détriment du confort de l'utilisateur, et pour chacun des modes, le module de contrôle 12 peut être configuré pour ignorer la consigne de 25 puissance lorsque la grandeur thermique estimée est représentative d'une potentielle dégradation du confort de l'utilisateur. Il est à noter que le moyen 30 peut mettre en oeuvre un rôle d'élément de leurre tel que décrit dans la demande FR1363229.
30 Modification d'un chauffe-eau existant 3036 777 24 Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un ensemble d'estimation d'un profil de température adapté pour un réservoir d'eau 10 d'un chauffe-eau existant. L'ensemble comprend : 5 - au moins un capteur de débit 21, 22 mesurant un débit d'eau soutirée au niveau de l'entrée d'eau E et/ou de la sortie d'eau S; - des moyens de traitement de données 30 connectés audit capteur de débit 21, 22 ; - le cas échéant un élément 23 de mesure de la consommation 10 électrique dudit moyen de chauffage du dispositif 11, également connecté aux moyens 30 (alternativement ils sont connectés au compteur électrique 32). Comme expliqué, chacun de ces éléments peut d'adapter sur un chauffe-eau existant sans modifications substantielles, et en gardant la 15 sonde de température. Dans le cas où l'on souhaite mettre en oeuvre l'étape (d), il suffit de connecter les moyens de traitement 30 au module de contrôle 12, par exemple via un câble Ethernet. Les moyens de traitement de donnés 30 doivent être configurés pour mettre en oeuvre d'une part un premier module un module de détermination 20 d'un régime de fonctionnement parmi un premier régime de soutirage d'eau depuis le réservoir 10, un deuxième régime de chauffe de l'eau du réservoir 10 sans soutirage, et un troisième régime sans soutirage et sans chauffe, en fonction de données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif 11, et de mesures de débit d'eau 25 soutirée, et d'autre part un deuxième module de détermination d'un profil final de température T(h)f du réservoir 10 selon ledit axe vertical à partir d'un profil initial de température T(h)i, en fonction d'au moins le régime de fonctionnement déterminé, les données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif 11, les 30 mesures de débit d'eau soutirée, et les premières, deuxième et troisième hauteurs hi, h2, h3.
3036777 25 Ils peuvent comme expliqué également mettre un module d'estimation d'une grandeur thermique du réservoir d'eau 10 en fonction du profil final de température T(h)f.
5 L'invention concerne également le système 1 de chauffe-eau « modifié », c'est-à-dire comprenant un réservoir d'eau 10, un dispositif 11 comprenant un moyen de chauffage alimenté par un réseau électrique 2, un module de contrôle 12 dudit dispositif 11, et un ensemble d'estimation d'un profil de température selon le deuxième aspect de l'invention, adapté pour 10 le réservoir 10. L'invention concerne également le système 1 de chauffe-eau « neuf », c'est-à-dire comprenant un réservoir d'eau 10, un dispositif 11 comprenant un moyen de chauffage alimenté par un réseau électrique 2 et un module de contrôle 12 dudit dispositif 11, le module de contrôle 12 15 comprenant des moyens de traitement de données 30 configurés pour mettre en oeuvre le procédé d'estimation d'un profil de température du réservoir 10 selon le premier aspect de l'invention. Produit programme d'ordinateur 20 Selon d'autres aspects, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution (sur des moyens de traitement de donnés 30) d'un procédé selon le premier aspect de l'invention d'estimation d'un profil de température d'un réservoir d'eau 25 10, ainsi que des moyens de stockage lisibles par un équipement informatique (par exemple une mémoire du module de contrôle 12 si c'est lui qui contient les moyens 30) sur lequel on trouve ce produit programme d'ordinateur.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation d'un profil de température d'un réservoir d'eau (10), le réservoir d'eau (10) s'étendant selon un axe 5 sensiblement vertical et présentant : - un échange thermique avec un dispositif (11) de chauffage de l'eau du réservoir (10) associé à une première hauteur (hl) le long dudit axe vertical, le dispositif (11) comprenant un moyen de chauffage alimenté par un réseau électrique (2) ; 10 - une entrée d'eau (E) associée à une deuxième hauteur (h2) le long dudit axe vertical ; et - une sortie d'eau (S) associée à une troisième hauteur (h3) le long dudit axe vertical ; L'entrée d'eau (E) et/ou la sortie d'eau (S) étant équipée d'un capteur de 15 débit (21, 22) mesurant un débit d'eau soutirée ; Le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la mise en oeuvre par des moyens de traitement de données (30) connectés audit capteur de débit (21, 22), d'étapes de : (a) détermination d'un régime de fonctionnement parmi un premier 20 régime de soutirage d'eau depuis le réservoir (10), un deuxième régime de chauffe de l'eau du réservoir (10) sans soutirage, et un troisième régime sans soutirage et sans chauffe en fonction de données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif (11), et de mesures de débit d'eau 25 soutirée ; (b) A partir d'un profil initial de température (T(h);) du réservoir (10) selon ledit axe vertical, détermination d'un profil final de température (T(h)f), en fonction d'au moins le régime de fonctionnement déterminé, les données représentatives de la consommation 30 énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif (11), les mesures de débit d'eau soutirée, et les premières, deuxième et troisième hauteurs (hi, h2, h3). 3036777 27
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant récursivement la répétition des étapes (a) et (b) de sorte que le profil final de température 5 (T(h)f) selon ledit axe vertical est utilisé comme profil initial de température (T(h);) à l'itération suivante.
  3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'étape (b) comprend, si le régime de fonctionnement déterminé est le 10 premier régime, la détermination d'un volume d'eau soutirée en fonction des débits mesurés, ledit volume d'eau soutirée étant ajouté à la deuxième hauteur (h2) à une température d'eau froide (Te) prédéterminée, la détermination du profil final de température (T(h)f) comprenant l'utilisation d'une équation aux dérivées partielles de convection-diffusion avec 15 condition aux bords mouvante.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape (b) comprend, si le régime de fonctionnement déterminé est le deuxième régime, la détermination d'un apport thermique en fonction de la 20 consommation énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif (11), ledit apport thermique étant appliqué à la première hauteur (hi), la détermination du profil final de température (T(h)f) comprenant la modélisation de l'évolution d'un plateau de température à partir de la première hauteur (hl) et couvrant progressivement l'ensemble du profil. 25
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape (b) comprend, si le régime de fonctionnement déterminé est le troisième régime, l'utilisation d'une équation aux dérivées partielle de diffusion avec pertes thermiques en fonction d'une température ambiante 30 (Ta) prédéterminée.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le réservoir (10) présente au moins une sonde de température (20) configurée 3036 777 28 pour émettre un signal représentatif de la température d'une partie (P1, P2, P3) de l'eau du réservoir (10), l'étape (b) comprenant la vérification du profil final de température (T(h)f) en fonction dudit signal émis par la sonde (20).
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une étape (c) d'estimation d'une grandeur thermique du réservoir d'eau (10) en fonction du profil final de température (T(h)f) du réservoir (10).
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite grandeur thermique est choisie parmi une température moyenne de l'eau du réservoir (10), une température minimale de l'eau du réservoir (10), une température maximale de l'eau du réservoir (10), une quantité d'énergie stockée dans le réservoir (10), une quantité d'énergie encore stockable dans le réservoir (10), un équivalent volume d'eau disponible à une température donnée, un temps de chauffe nécessaire, et des combinaisons de ces grandeurs.
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, comprenant une étape (d) de contrôle dudit dispositif de chauffage (11) par un module de contrôle (12) en fonction de ladite grandeur thermique déterminée.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'étape (d) comprend la réception de données descriptives d'un état du réseau électrique (2) par le module de traitement de données (30), la détermination d'une consigne en fonction de ladite grandeur thermique déterminée et des données descriptives d'un état du réseau électrique (2), et l'émission de ladite consigne à destination du module de contrôle (12) de sorte à modifier une capacité énergétique du réservoir d'eau (10).
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel 30 l'échange thermique avec le dispositif (11) de chauffage de l'eau du réservoir (10) est associé à un intervalle de hauteur ([h1; ;h1f]) le long dudit axe vertical. 3036777 29
  12. 12. Ensemble d'estimation d'un profil de température adapté pour un réservoir d'eau (10) s'étendant selon un axe sensiblement vertical et présentant : 5 - un échange thermique avec un dispositif (11) de chauffage de l'eau du réservoir (10) associé à une première hauteur (hi) le long dudit axe vertical, le dispositif (11) comprenant un moyen de chauffage alimenté par un réseau électrique (2) ; - une entrée d'eau (E) associée à une deuxième hauteur (h2) le 10 long dudit axe vertical ; et - une sortie d'eau (S) associée à une troisième hauteur (h3) le long dudit axe vertical ; L'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend : - Au moins un capteur de débit (21, 22) mesurant un débit d'eau 15 soutirée au niveau de l'entrée d'eau (E) et/ou de la sortie d'eau (S) ; - des moyens de traitement de données (30) connectés audit capteur de débit (21, 22), configurés pour mettre en oeuvre : o un premier module de détermination d'un régime de 20 fonctionnement parmi un premier régime de soutirage d'eau depuis le réservoir (10), un deuxième régime de chauffe de l'eau du réservoir (10) sans soutirage, et un troisième régime sans soutirage et sans chauffe, en fonction de données représentatives de la consommation 25 énergétique dudit moyen de chauffage du dispositif (11), et de mesures de débit d'eau soutirée ; o un deuxième module de détermination d'un profil final de température (T(h)f) du réservoir (10) selon ledit axe vertical à partir d'un profil initial de température (T(h);), en fonction d'au moins le régime de fonctionnement déterminé, les données représentatives de la consommation énergétique dudit moyen de chauffage du 3036777 30 dispositif (11), les mesures de débit d'eau soutirée, et les premières, deuxième et troisième hauteurs (hi, h2, h3).
  13. 13. Ensemble selon la revendication 12, étant soit adapté pour 5 être connecté à un compteur électrique (32) via lequel le moyen de chauffage du dispositif (11) est alimenté par le réseau électrique (2), soit comprenant un élément (23) de mesure de la consommation électrique dudit moyen de chauffage du dispositif (11). 10
  14. 14. Système (1) de chauffe-eau comprenant un réservoir d'eau (10), un dispositif (11) comprenant un moyen de chauffage alimenté par un réseau électrique (2), un module de contrôle (12) dudit dispositif (11), et un ensemble d'estimation d'un profil de température selon l'une des revendications 12 et 13, adapté pour le réservoir (10). 15
  15. 15. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 11 d'estimation d'un profil de température d'un réservoir d'eau (10), lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 20
  16. 16. Moyen de stockage lisible par un équipement informatique sur lequel un produit programme d'ordinateur comprend des instructions de code pour l'exécution d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 11 d'estimation d'un profil de température d'un réservoir d'eau (10). 25
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