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Découvrir le bâtiment intelligent

L’avènement du bâtiment intelligent est aujourd’hui rendu possible en raison du développement des nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC), du contexte réglementaire, des objectifs environnementaux et de l’apparition du compteur communicant, interface entre les réseaux publics d’électricité et le réseau privé du bâtiment, qui ouvre des perspectives d’innovations majeures en aval du compteur.

Qu’est-ce qu’un bâtiment intelligent ?

Le terme de bâtiment intelligent recouvre à la fois la notion de maison communicante individuelle (Smart home) et de bâtiment à énergie positive (Smart building). Il s’agit de mettre de l’intelligence sur le réseau électrique privé des bâtiments (maison, immeuble d’habitations ou de bureaux) pour faciliter et améliorer la gestion de l’énergie et des appareils électriques sur le réseau. Déjà progressivement mises en œuvre sur les réseaux publics de distribution, ou Smart grids, les NTIC introduites sur le réseau d’électricité privé seront ainsi l’outil indispensable d’une gestion améliorée. Par ailleurs, deux évolutions majeures apparues sur les réseaux électriques auront un impact considérable sur la façon de gérer l’énergie dans le bâtiment : la production décentralisée d’électricité à partir d’énergies de sources renouvelables (éolien, photovoltaïque) et l’introduction du véhicule électrique.

Le renouveau de la domotique, essentielle au bâtiment intelligent

Lorsque les NTIC sont appliquées à la maison, on parle de domotique. Il s’agit de gérer intelligemment toutes les fonctions électriques de la maison, du chauffage à l’éclairage, en passant par les équipements électroménagers et les systèmes de surveillance. Programmation, communication et intégration sont les maîtres mots de cette gestion intelligente, qui vise à apporter des solutions de confort, de gestion et de maîtrise de l’énergie, de sécurité et de communication.

La maison communicante s’appuie ainsi sur l’utilisation de la domotique et du multimédia pour constituer un réseau domestique numérique intelligent. Le fonctionnement de la maison communicante repose sur la mise en réseau de tous les équipements du bâtiment (appareils électroménagers, systèmes de sécurité et de télésurveillance, éclairage, chauffage, appareils électriques, prise pour la voiture électrique et systèmes de production décentralisée) et leur contrôle par une intelligence centralisée avec laquelle ils communiquent. Les outils de pilotage qui permettent de centraliser et de programmer soi-même les différents équipements localement ou à distance peuvent être un ordinateur de poche, un téléphone portable, une télécommande ou une tablette tactile. Il est possible de régler la température de la maison, ouvrir les volets à une heure donnée ou mettre en route l’arrosage automatique, voire de programmer l’ensemble du système en fonction de son rythme de vie.

De services innovants à la disposition du consommateur

La maison connaît donc une adaptation de ses équipements (ballon d’eau chaude, équipements électroménagers, éclairage) intégrant les évolutions techniques et technologiques (Internet des objets, communication et interaction des appareils et équipements entre eux) et une modification de la façon de les gérer (stockage d’énergie, fonctionnement différé ou réduit). De nombreux services d’efficacité énergétiques ont ainsi vu le jour : services relatifs au suivi des consommations (informer le client sur sa consommation globale et lui donner des informations sur sa consommation détaillée qu’il ait les moyens d’arbitrer), services relatif au pilotage et gestion de la consommation des équipements et de la charge (de la gestion classique du chauffage au pilotage généralisé de tous les équipements en passant par la gestion avancée des principaux usages, le pilotage de la charge et la gestion de la demande), services relatifs à la production locale d’énergie (suivi de la production et alertes, la gestion de l’énergie produite et consommée, l’optimisation entre production et consommation).

Ces services d’efficacité énergétique vont petit à petit transformer la maison communicante en bâtiment intelligent, c’est-à-dire en bâtiment à haute efficacité énergétique, intégrant dans la gestion intelligente du bâtiment les équipements consommateurs, les équipements producteurs et les véhicules électriques – pour le stockage de l’électricité.

L’efficacité énergétique dépend également des techniques de construction du bâtiment et des solutions de gestion de l’énergie dans l’habitat. De nombreuses solutions existent et sont complémentaires : une meilleure isolation des bâtiments, de nouvelles techniques de génération d’énergie, le développement et le renforcement des systèmes de ventilation, des systèmes de chauffage et de climatisation plus vertueux, un choix plus réfléchi sur la localisation du bâtiment en termes de terrain d’implantation et d’orientation afin de tirer le meilleur parti de l’isolation, des ouvertures et des panneaux photovoltaïques, le développement de la domotique, des équipements à consommation d’énergie plus sobre et des systèmes de gestion d’énergie. Le programme Homes (Habitats et bâtiments Optimisés pour la Maîtrise de l’énergie et des Services)de Schneider illustre cette recherche d’efficacité énergétique du bâtiment.

De nombreux systèmes existent ou sont en cours de développement par de grands groupes spécialistes des systèmes électriques ou par des PME innovantes qui développent de nouvelles solutions et idées dans le domaine. Ces entreprises offrent aux fournisseurs d’électricité, aux gestionnaires de réseaux, mais aussi et surtout aux utilisateurs, des solutions compatibles avec le compteur communicant (Linky, en France) destinées à être installées dans la maison afin d’améliorer la gestion énergétique dans l’habitation.

Un impact fort sur les acteurs des mondes de l’énergie et des télécommunications

Le développement du bâtiment intelligent regroupe un très grand nombre d’acteurs, du développeur de logiciels de pilotage à distance, au fabricant d’appareils électriques et appareils électroménagers, en passant par les architectes, ingénieurs, gestionnaires de réseaux, fournisseurs et professionnels du bâtiment, mais aussi les constructeurs de véhicules électriques et de systèmes de production d’énergie décentralisée. Par ailleurs, les pouvoirs publics, que ce soit l’Union européenne, l’Etat, les médias ou les centres de recherche, jouent un rôle clé dans cette évolution.

En outre, tous les acteurs du système électrique tirent avantage de cette évolution. Pour les utilisateurs, l’introduction des NTIC et de la domotique dans la maison visent à leur simplifier la vie, à améliorer leur confort et à faciliter la gestion de leur consommation électrique. L’intérêt majeur du bâtiment intelligent pour les gestionnaires de réseaux de distribution réside dans la gestion plus facile des charges sur le réseau. Pour les producteurs d’électricité, le bâtiment intelligent permet de réduire les consommations au moment de la pointe, de les déplacer à d’autres moments de la journée et donc de faire des économies car la production d’énergie en période de pointe est très coûteuse. Le bâtiment intelligent donne l’avantage aux fournisseurs d’électricité d’adapter leurs offres tarifaires et donc d’optimiser les différents abonnements proposés à chaque profil de consommation

Pour tous les acteurs du bâtiment intelligent, l’intégration facilitée des différentes énergies de sources renouvelables sur le réseau électrique, la réduction de la consommation en période de pointe fortement émettrice de gaz à effet de serre et la diminution de la consommation globale d’énergie sont de formidables atouts pour réduire les émissions de CO2 et mieux respecter l’environnement.

De nombreuses expérimentations dans le monde sont déjà en cours

De nombreux projets de maisons communicantes et de bâtiments intelligents sont actuellement mis en œuvre dans le monde : MeRegio Mobil (Allemagne), Philips HomeLab (Allemagne), One Tonne Life (Suède), Futurelife (Suisse), Toyota Smart Center (Japon). Ils ont pour objectif de tester les prototypes domotiques en grandeur nature, de concevoir des solutions interopérantes, d’intégrer le véhicule électrique et les énergies de sources renouvelables sur le réseau de la maison et de développer des technologies à haute efficacité énergétique afin de réduire les émissions de CO2 de la vie quotidienne.

La maison communicante et le bâtiment intelligent deviennent, comme les systèmes de comptage évolués, une nouvelle brique des Smart grids. Sans bâtiment intelligent et sans maison communicante capables de dialoguer entre eux et avec le réseau électrique, il n’y aura pas de réseaux électriques intelligents.

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