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Qu’est-ce qu’un bâtiment « intelligent » sinon ses occupants !

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Par publié le à 07h46

Qu’est-ce qu’un bâtiment « intelligent » sinon ses occupants !

Karim Beddiar, Responsable Innovation & Recherche au CESI.

Quelles sont les technologies qui rendent le bâtiment intelligent ? Karim Beddiar, responsable innovation & recherche au Cesi, un groupe d’enseignement supérieur et de formation professionnelle administré pas plusieurs grandes entreprises françaises, revient sur ces technologies qui transforment de fond en comble notre habitat : capteurs, intelligence artificielle, véhicules électriques, smart-grid, objets connectés... Karim Beddiar est l'auteur du livre Bâtiment intelligent et efficacité énergétique Optimisation, nouvelles technologies et BIM." (Dunod).  

L’ère de la troisième révolution industrielle

Actuellement, des milliards de capteurs intégrés à des flux de ressources, des bâtiments, des infrastructures urbaines et industrielles, suivent en permanence leur état et leurs performances et transmettent ces données. Une étude Cisco réalisée en 2012 a estimé que d’ici  2030, plus de cent trillions de capteurs relieront les hommes à leur environnement naturel dans un réseau intelligent mondial. Pour la première fois dans l’histoire, tous les êtres humains sont capables de collaborer directement les uns avec les autres, démocratisant ainsi la vie économique.

TIC et performance énergétique du bâtiment

En France, le secteur du bâtiment est le premier consommateur d’énergie (plus de 45% de la consommation finale énergétique en 2014) et le 2e émetteur de CO2 (plus de 17% des émissions françaises en 2014) derrière les transports. Plus des deux tiers de la consommation finale d’électricité lui sont consacrés en 2013.

En 60 ans, la consommation énergétique du poste chauffage a diminué de 30%, alors que la consommation électrique des bâtiments a augmenté de 83%. Cette hausse considérable est principalement due à la multiplication des équipements utilisant de l’électricité et au manque d’un cadre réglementaire limitant les usages.

La France construit des bâtiments de plus en plus vertueux sur le plan énergétique, avec en perspective les bâtiments neufs à énergie positive (BePos) dès 2020. Ces bâtiments nous invitent à repenser la manière de les réaliser (approche globale) et de réguler leurs consommations.

L’introduction des TIC dans le secteur du bâtiment pour la régulation intelligente de la consommation énergétique et l’auto-consommation grâce à la production des énergies renouvelables (EnR) représentent deux leviers essentiels pour atteindre les objectifs environnementaux ambitieux fixés par la France.

Le concept du bâtiment dit « intelligent »

Avant de développer le concept du bâtiment « intelligent », nous allons d’abord voir ce que nous entendons par l’ambiance intelligente. L’ambiance intelligente peut être définie comme « un milieu ayant la faculté de percevoir, de raisonner, d’agir et d’interagir afin de fournir des services améliorant la qualité de vie des êtres vivants et notamment des personnes ». Il s’agit en effet de doter un environnement donné (maison,…) de capacités numériques : capacités de perception (par des capteurs) et capacités de traitement et de réaction (par des effecteurs). L’intelligence ambiante fait donc intervenir de nombreux domaines, en particulier : les réseaux de capteurs, les interactions homme-machine et l’intelligence artificielle.

D’un point de vue énergétique, le bâtiment « intelligent » peut être défini comme un bâtiment à haute performance environnementale, qui peut gérer de manière optimisée des équipements consommateurs et des moyens de production et du stockage de l’énergie tout en assurant une qualité de vie des usagers.

Par ailleurs, deux avancées importantes apparues sur les réseaux électriques auront un impact non négligeable sur la façon de gérer l’énergie dans le bâtiment : l’émergence de la gestion décentralisée de l’énergie et du véhicule électrique. Le bâtiment devient ainsi son propre producteur d’énergie pour couvrir son fonctionnement voire en produire davantage qu’il n’en consomme comme par exemple le Greenoffice de Bouygues Immobilier ou le nouveau siège de l’INPI à Courbevoie.

Pour construire un bâtiment « intelligent », des solutions complémentaires doivent être mises en place :

- prise en compte des principes de la conception bioclimatique et de la thermique en mettant avant tout en oeuvre des moyens architecturaux tels que l’orientation du bâtiment, l’intégration de source d’énergies locales,…

- La mise en place de systèmes performants de ventilation, de climatisation et d’EnR. L’intégration des EnR dans le système électrique exige que les réseaux soient gérés de manière plus agile grâce aux technologies de Smart grids. Ces dernières regroupent de nombreux outils et systèmes pour la gestion des réseaux : comptage communicant (exemple de Linky) , stockage de l’électricité, modèles de marché, onduleurs et charges contrôlables, etc. Les NTIC jouent également un rôle important pour assurer l’équilibre entre l’offre et la demande. Les Smart grids permettent donc d’intégrer les EnR et les véhicules électriques au système électrique, et de piloter la consommation. Un des projets les plus innovants dans ce domaine est le SMILE qui sera déployé prochainement dans les régions Bretagne et Pays de la Loire.

- développement de la domotique/immotique, des équipements à consommation énergétique modérée et des systèmes de management d’énergie. Dans ce domaine les objets intelligents dans le bâtiment jouent un rôle important dans la régulation de la consommation énergétique. L’innovation sur les objets connectés dans le bâtiment est prolifique, citons par exemple Presence de NetAtmo, Ecoisme de Maria Korolenko, Ween,…au dernier CES à Las Vegas.

Enfin, nous vivons dans une époque de forte optimisation financière : le bâtiment « intelligent » doit être économiquement viable, grâce notamment à des technologies et techniques constructives optimisées et l’adoption de méthodes de gestion projet agiles et intégrées. A ce titre, le BIM (Building Information Modeling), représente un outil de travail collaboratif autour de la maquette numérique représentant l’avatar numérique de l’ouvrage à réaliser. De nombreux projets importants (e.g. fondation Louis Vuitton, la Philharmonie de Paris,…), vertueux sur le plan environnemental, n’auront pas vu le jour sans avoir recours à cet outil très puissant.

« What is the building, but the people » ?

William Shakespeare a écrit en 1607 « What is the city, but the people? » (Qu'est-ce qu'une ville sinon ses habitants ?). La citation empruntée « what is the building, but the people? » peut signifier que le bâtiment (a fortiori « intelligent »), brique essentielle de la ville doit être en symbiose et au service de l’habitant et de l’occupant.

Les Français passent 80 à 90% de leur temps dans un bâtiment. Les aspects technologiques présent dans un bâtiment « intelligent » doivent concourir vers l’objectif de l’amélioration du cadre, la qualité de vie (confort, santé, aide à domicile) du bâtiment et à la réduction de ses consommations énergétiques.

Enfin, l’efficience énergétique du bâtiment « intelligent » est dépendante du consommateur, qui, par son comportement, détient la clé d’une consommation et d’un accès à l’énergie compatible avec les rythmes de production des EnR,…D’où les concepts du ‘smart user’, ‘smart citizen’ ,…

 

Karim BEDDIAR, responsable innovation & recherche au CESI

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