Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 1139-1160 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:0199000250110113900

Procédure d'identification inclusive d'un système thermique. Etude de cas : caractérisation d'un capteur solaire à air en régime dynamique

J.-L. Dufresne, A. Lahellec et L.-M. Chounet

Equipe RAMSES (UPR 293 du CNRS), Centre Universitaire, Bât. 508, 91405 Orsay Cedex, France

Abstract
The dynamical characterisation of a solar component - taken as a case study - introduced us to the general problem of non linear multiparametric model identification (10 parameters in our case). The elaboration of such a model has three goals : first, it has to allow the designer to understand and improve his components ; then it can be integrated in a global system model (the building and control devices) for real performances study ; and finally, it is a guidance for the monitoring process in the purpose of fulfilling the two previous objectives (global coherence). The method and its implementation are described, and the results obtained for our case study given ; we set a particular emphasis on the embedded coherence between the monitoring stage - performed in a « Technical Center » in the context of a normalisation procedure - and the physical model parameters identification. In opposition to classical measurement operation which allow different experiments to decouple each parameter, the described method determines at once the whole set of parameters versus the whole set of available experimental data (inclusive identification). We then display a few procedure intrinsic coherence tests as well as the accuracy obtained on the determined parameters. One of the critical point of the procedure is the measurement error analysis, because of its imporance not only for the resulting model accuracy, but as an essential information for a proper use of the experimental ata in t e identification procedure itself.

Résumé
Une étude de cas concernant la caractérisation en régime dynamique d'un composant solaire de bâtiment nous a permis d'aborder le problème général que soulève l'identification d'un modèle physique, non linéaire, à nombre élevé de paramètres libres (ici dix). Le point de vue retenu est que le modèle à construire et à déterminer a trois objectifs couplés : apporter au concepteur une compréhension suffisante du fonctionnement du composant afin de guider ses tentatives d'améliorations, autoriser son intégration dans un système plus vaste (modèle de bâtiment et d'organes de commande) afin d'éprouver ses performances en situation réelle, et enfin guider le choix de séquences expérimentales pour répondre aux mieux aux deux objectifs précédents (cohérence globale). On décrit la méthode, sa mise en oeuvre, et on donne les résultats obtenus en mettant en évidence la cohérence explicite qui est établie entre la phase expérimentale - effectuée dans un contexte de normalisation par un centre technique - et la détermination proprement dite des grandeurs physiques du modèle. Contrairement aux méthodes classiques de mesure pour lesquelles on peut concevoir des expériences découplant chacun des paramètres, la procédure choisie identifie d'un coup l'ensemble des paramètres libres sur l'ensemble des données expérimentales (identification inclusive). Un accent particulier est mis sur l'analyse des erreurs de mesure dont l'importance est manifeste, non seulement pour déterminer la précision du modèle obtenu, mais également pour utiliser correctement l'ensemble de l'information expérimentale pour la phase d'identification proprement dite.

PACS
8630S - Photothermal conversion.

Key words
solar absorber convertors -- nonlinear multiparametric model -- inclusive identification procedure -- thermal system -- air solar collector wall component -- dynamical characterisation -- global system model -- building -- control devices -- global coherence -- measurement error analysis