Bâtiments intelligents pour les collectivités locales : de quoi parle-t-on ?

Bâtiment intelligent : Fonctionnement

Disséminés un peu partout dans les bâtiments intelligents, des capteurs sont reliés entre eux par un réseau de communication – l’Internet of Things (IoT) ou l’internet des choses – et peuvent être contrôlés et pilotés à distance. Il est ainsi possible de surveiller et commander le chauffage des parties communes, les caméras de sécurité, la lumière dans les couleurs ou bien le fonctionnement des ascenseurs.

Pour répondre aux besoins des utilisateurs, les constructeurs immobiliers doivent proposer des bâtiments modernes et hyper-connectés. Les parties communes deviennent alors un terrain de jeu où la donnée captée est analysée et des conclusions en sont tirées. Prenons l’exemple du smart lighting, l’éclairage équipé de capteurs pilotés à distance. Non seulement ces derniers permettent de détecter les mouvements et donc d’allumer les pièces selon leur occupation, mais en plus, l’analyse des données recueillies est un bon indicateur pour rationaliser l’éclairage du bâtiment et améliorer la performance énergétique. Ainsi, il ne suffit pas d’une simple présence domotique dans le bâtiment, mais bien d’une supervision en temps réel grâce à l’IoT.

Décret tertiaire : la réglementation des bâtiments intelligents du tertiaire

La loi ELAN du 23 novembre 2018 portant évolution du logement, de l’aménagement et du numérique, a posé comme objectif de parvenir à une réduction de la consommation d’énergie finale pour l’ensemble des bâtiments soumis à l’obligation d’au moins 40 % en 2030, 50 % en 2040 et 60 % en 2050 par rapport à 2010. À travers son décret d’application du 23 juillet 2019 dit décret tertiaire, la loi ELAN s’attaque aux bâtiments de 1 000 m2 et plus, à usage tertiaire, c’est-à-dire les immeubles de bureaux. Pour tendre à la sobriété énergétique, les bâtiments concentreront leurs actions sur :

• La performance énergétique des bâtiments
• L’installation d’équipements performants et de dispositifs de contrôle et de gestion active de ces équipements
• Les modalités d’exploitation des équipements
• L’adaptation des locaux à un usage économe en énergie et le comportement des occupants

En outre, les consommations énergétiques doivent être transmises sur une plateforme informatique OPERAT gérée par l’ADEME depuis 2022. A défaut de transmission du schéma d’action, les responsables risquent une amende à hauteur de 7 500 euros et l’inscription de leur nom sur un site étatique en référence au modèle anglo-saxon du « Name and Shame ». Pour ne pas se retrouver avec un bonnet d’âne, les responsables ont donc tout intérêt à rendre leur bâtiment plus intelligent et à le communiquer à l’Etat.

Un autre décret vient compléter cette réglementation. Le décret BACS (Building Automation & Control Systems)du 20 juillet 2020 détermine les moyens pour atteindre les objectifs de réduction de consommation prévus par le décret tertiaire. Il impose de mettre en place un système d’automatisation et de contrôle des bâtiments – système de Gestion Technique du Bâtiment (GTB) – d’ici au 1er janvier 2025. Sont concernés les équipements relatifs à la climatisation, la ventilation, le chauffage et la réfrigération. Le système GTB vise au suivi des consommations énergétiques et à la régulation selon les besoins de l’activité.

Smart building : quel intérêt ?

Au-delà des considérations réglementaires, un bâtiment devient intelligent dès lors qu’il réduit ses besoins énergétiques et qu’il pilote ses équipements par le Big data. Dans le premier cas, les responsables choisiront des matériaux plus durables et isoleront thermiquement les façades. Dans un monde où la température ne cesse d’augmenter, il est devenu impératif de pouvoir isoler de la chaleur les bâtiments d’habitation, tertiaires et publics, en été. Dans un second cas, le pilotage de la data permettra :

• De détecter les anomalies de consommations
• D’optimiser l’exploitation du bâtiment
• D’augmenter le confort et l’inclusion des usagers
• D’élargir l’exploitation de la data au-delà du bâtiment connecté et jusqu’à la smart city

Détection des anomalies de consommation

Grâce au système de capteurs connectés, les anomalies de consommation remontent à la plateforme qui les analyse et peut rectifier le tir. Ainsi, si les lumières restent allumées en continu alors que le bâtiment est inoccupé, les responsables techniques en sont informés et peuvent plus facilement résoudre le problème. Un gain économique quand on sait qu’actuellement 30 % de l’éclairage des bâtiments tertiaires, en particulier, se situe aux heures inoccupées, selon les conclusions du programme « Bâtiments démonstrateurs » mené par l’ADEME.

En outre, les bâtiments connectés peuvent aussi détecter les fuites d’eau. Le principe est le même que pour mesurer la QAI et repose sur des capteurs disposés près des postes susceptibles de fuir.

Optimisation de l’exploitation du bâtiment

En réponse aux obligations du décret BACS, l’installation d’un système GTB permet de contrôler la température du chauffage et de la climatisation pour une gestion optimisée et plus prédictive. Selon l’ADEME, 1 degré de moins sur la température revient à réduire sa consommation de 7%.

L’évaluation de la qualité de l’air (QAI) dans les établissements scolaires est par ailleurs devenue un point critique depuis la crise sanitaire. Une étude menée par l’Observatoire de la Qualité de l’air sur la période 2013 à 2017 indique que 93 % des classes présentaient des concentrations en particules fines supérieures à la valeur guide de l’OMS (18 µg/m3 au lieu de 10 µg/m3).

Dans les établissements recevant du public, le décret 2015-1000 s’impose aux collectivités locales qui doivent faire un état des lieux sur la QAI dans ceux-ci et mettre en œuvre un plan d’action adapté pour préserver la santé du public. Sur les moyens pour préserver la QAI tout en préservant l’intégralité des bâtiments, les collectivités vont mettre en place :

• Soit des systèmes de ventilation sur lesquels elles pourront agir.
• Soit des bonnes pratiques d’aération en ouvrant les fenêtres.

Désormais, pour mesurer en continu l’air qui ne se voit pas, les smart building dans les collectivités locales s’équipent de capteurs pour détecter la QAI et prendre les mesures nécessaires pour réduire les concentrations. Ils alertent localement et directement les personnes à l’intérieur de la pièce qui peuvent agir immédiatement en aérant leur pièce. Les données remontent aux logiciels de suivi en temps réel via le réseau LoRa puis sont analysées lors de reporting qui aident à prioriser les investissements sur la VMC et à vérifier sa régulation (éviter une surventilation coûteuse).

Augmentation du confort et de l’inclusion des usagers

Que ce soit à l’échelle de la ville ou d’un bâtiment, le concept de « smart » repose sur l’humain. Les données recueillies depuis les différents capteurs du bâtiment intelligent sont traitées pour rendre la vie de ses occupants plus facile. Ainsi dans les bureaux d’un immeuble connecté, les capteurs analysés mettront en avant l’utilisation des espaces de travail ou bien l’optimisation de la température ou de la lumière. Le smart building dans les collectivités locales facilite aussi la vie des personnes à mobilité réduite en automatisant certaines tâches qui leur étaient jusqu’alors difficiles : allumage de la lumière, urinoirs à déclenchement automatique, ou bien ouverture de placards.

Smart building et smart city : pour une coopération et une interopérabilité dans l’exploitation des données

L’exploitation des données des bâtiments intelligents ne doit pas se limiter à leur seul périmètre. Dans le cadre du smart grid – réseau électrique intelligent -, les bâtiments d’un même quartier doivent partager leurs ressources entre eux et le grid pour pouvoir réagir aux pics de consommations possibles. Les notions de coopération et d’interopérabilité prennent tout leur sens dans la smart city. Le smart building doit ainsi s’ouvrir à un écosystème de services et permettre la récupération de certaines données par les acteurs autorisés afin de construire des solutions efficientes destinées aussi bien aux usagers qu’aux collectivités locales. Ils répondent aux attentes de ces dernières sur le plan :

• Environnemental (cadre de vie)
• Des citoyens (« bien-vivre ensemble »)
• Politique (pertinences des politiques)
• Des investissements (ROI)

Reposant sur l’intelligence artificielle et l’IoT, le smart building n’en est qu’à ses prémices. Demain, il saura encore mieux répondre aux évolutions des modes de travail et aux besoins des usagers.