Technologies de l’information dans les bâtiments : classe d’efficacité A+ et nouvelle méthodologie

Alors qu’au XXème siècle, les bâtiments formaient déjà l’avant-garde du progrès technique, l’architecture contemporaine n’intègre pas suffisamment les nouvelles technologies dynamiques de l’information et ne s’en imprègne ni dans la forme ni dans le contenu. Pourtant, cela présente de nombreux avantages. Dans les bâtiments et les usines, même la technologie la plus récente n’a aucune influence sur le comportement des utilisateurs. Par exemple, quand un utilisateur quitte un local pendant une période prolongée, éteint-il la lumière ? La lumière reste t-elle simplement allumée ?

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Ce petit exemple montre la faiblesse dramatique des stratégies conventionnelles statiques dans la création de bâtiments à haute efficacité énergétique. C’est pourquoi ces considérations sont pour la première fois prises en compte dans la norme allemande actuellement en vigueur ” DIN V 18599 – Efficacité énergétique des bâtiments” dans sa partie 11 “Gestion technique du bâtiment” qui vient renforcer la nouvelle directive sur les économies d’énergie. En pratique, les échelles d’automatisation listées dans ce document correspondent aux classes d’efficacité énergétique A-D du même nom dans la norme EN 15232 “Performance énergétique des bâtiments – Impact de l’automatisation, de la régulation et de la gestion technique”, où la classe d’efficacité A inclue des systèmes d’automatisation de très haute efficacité et où la classe D est susceptible d’être considérée comme insuffisante.

Nouveaux chemins empruntés par »eu.bac«

Les facteurs GA listés dans la EN 15232 pour la réduction de l’énergie thermique et électrique des bâtiments conventionnels ne sont toutefois pas suffisamment pris en compte dans la balance énergétique globale définie dans la DIN V 18599, pas plus que dans les principaux systèmes de certifications de bâtiments comme BREEAM, LEED, HQE ou DGNB. De manière à remédier à cette faiblesse, “eu.bac” (European Building Automation Controls Association : Association européenne pour les systèmes d’automatisation des bâtiments) a introduit depuis cette année une nouvelle méthodologie d’audit pour les systèmes d’automatisation des bâtiments. La classification énergétique ne concerne pas le bâtiment entier mais les zones et locaux individuels, ce qui se rapproche  de la pratique courante. Par exemple, le contrôle de la climatisation et l’automatisation dans un couloir sont, en règle générale, très différents de ce qui se pratique dans un bureau. Pour définir ce système d’évaluation sur une base saine, les processus et les facteurs de pondération ont été vérifiés et confirmés par l’Université technique de Dresde. Les classes d’efficacité vont de F à A+ et sont évalués sur une échelle de 0 à 100 points. 85 points minimum sont nécessaires pour la classe d’efficacité la plus élevée A+. La procédure d’évaluation pour les bâtiments neufs et existants est effectuée par des “auditeurs certifiés du système eu.bac” mais n’est pas compréhensible que par les spécialistes en automatisation du bâtiment. Néanmoins, l’obtention d’un certificat avec un classement élevé ne va pas de soi, c’est la dernière étape d’un parcours très exigeant qui peut conduire à travers l’ensemble du processus de création d’un bâtiment, comme l’illustre l’exemple ci-dessous.

Classe d’efficacité A+ en pratique

En vue de la “Regionale 2013” en Westphalie du Sud, la ville de Lüdenscheid développe un nouveau centre de formation et d’enseignement «415m über NN DENKFABRIK» (Altitude 415 m. THINK TANK). DIAL a conçu un nouveau bâtiment pouvant accueillir jusqu’à 100 employés travaillant dans le domaine de la LUMIERE, du BATIMENT et des LOGICIELS (illustration 1). L’architecture complète ainsi que la conception technique (Conception des systèmes du bâtiment) ont été pensés par DIAL et développés par des groupes de travail avec des concepteurs extérieurs et ont continué à être optimisés jusqu’à l’achèvement définitif et la mise en service du bâtiment. Le bâtiment est contrôlé par logiciel ; c’est une construction de maison passive compacte avec des propriétés d’isolation thermique élevées et une étanchéité presque parfaite. La température est contrôlée au moyen d’un système de ventilation avec récupération de la chaleur jusqu’à 85%. Les pointes de consommation en hiver et l’augmentation de la demande pour le refroidissement en été peuvent être contrôlés par des pompes à chaleur réversibles (performance contrôlée). Pour que le bâtiment soit efficace énergétiquement à tout moment et simple à manipuler pour l’utilisateur, il est nécessaire de mettre des stratégies d’exploitation dynamiques en pratique à l’aide de la technologie moderne de l’information. Des plafonds solides et des murs extérieurs ont été intégrés sous forme d’unités de stockage thermique dans le concept de régulation de la climatisation et des dépenses énergétiques, leur comportement thermique ayant été simulé. Afin de s’assurer que les plafonds fonctionnent principalement comme des unités de stockage thermique pour le chauffage et le refroidissement passifs, les installations techniques sont pour la plupart mises en faux-planchers (maillage de 60 x 60 cm). Le positionnement des ouvertures dans le sol pour l’air entrant et sortant n’étant pas conforme aux  prescriptions générales, a donc été simulé à l’avance pour tester l’écoulement de l’air.

La plupart des fonctions d’automatisation du bâtiment de la classe d’efficacité A+, définie par “eu.bac”, suivent essentiellement une logique simple : l’énergie est mise à disposition au fur et à mesure des besoins du local. Cela commence par le système de ventilation et de climatisation qui est régulé par des contrôleurs électroniques VAV (Volume d’Air Variable). L’eau potable et l’eau chaude sont fournies par des appareils entièrement automatiques et chauffées modérément par de petits chauffe-eau électroniques décentralisés. Les détecteurs de présence électronique intégrés dans des luminaires spécialement développés pour les bureaux jouent aussi un rôle important. Lorsqu’une personne entre dans la pièce, la lumière s’allume automatiquement – et s’éteint automatiquement une minute après qu’elle soit partie. Des systèmes de gestion auxiliaires permettent de gérer les luminaires en fonction de la lumière du jour et sont éventuellement complétés par de l’accentuation directe. Les stores sont motorisés et ne permettent pas seulement d’éviter l’éblouissement mais évitent aussi des dépenses élevées de refroidissement en été. Vous chercherez en vain les interrupteurs dans les pièces. Chaque utilisateur est en mesure de contrôler la lumière, la température et les stores individuellement via une application PC (illustration 3). Un facteur décisif de l’obtention de la classe d’efficacité A+ a été l’utilisation d’une gestion technique du bâtiment. D’une part, cela signifie la détection des erreurs dans les systèmes techniques et le support du diagnostic de ces erreurs et, d’autre part, de fournir des informations sur la consommation d’énergie, la température intérieure et des options pour améliorer l’efficacité du bâtiment (illustration 4). Le concept technique global (Conception des systèmes du bâtiment) a été le facteur crucial dans l’obtention de la classe A+ pour le système d’automatisation du bâtiment, comme exposé ci-dessus dans le processus de création du nouveau bâtiment de DIAL. Sur la base de l’analyse des projets, toutes les caractéristiques essentielles de la philosophie d’exploitation et d’entretien du bâtiment sont créées à un stade précoce du processus de conception architecturale et forment ainsi une condition essentielle à l’intégration réussie d’un système moderne de technologie de l’information. L’expérience pratique de grande envergure acquise au cours de ce processus de création complexe est mise en pratique dans une formation de deux jours chez DIAL, dans le nouveau bâtiment à Lüdenscheid (en allemand), pour devenir “auditeur de système eu.bac”. DIAL a une excellente réputation en tant que “transmetteur de savoir” sans passer par le biais de fabricants ou de produits.

Seulement le début d’une évolution ?

Les bâtiments contrôlés par logiciel tels que les nouveaux locaux de DIAL à Lüdenscheid montrent une chose : l’application des technologies modernes de l’information exige une philosophie de création qui s’étend sur toutes les compétences et tous les métiers et est donc un élément caractéristique à part entière de la conception architecturale. Cependant, nous retrouvons une situation déjà observée au dix-neuvième siècle : Ce ne sont pas les architectes qui ont essayé et préparé les dernières technologies ( structures en acier, béton armé, structures de verre, etc.) mais des ingénieurs innovants. Et ainsi, aujourd’hui, l’application accrue de la technologie de l’information n’est pas poussée par les architectes mais par un petit nombre d’ingénieurs innovants. C’est à un autre niveau que se trouve le différend à propos de la dynamique. Ce n’est pas seulement un problème de fond concernant la présentation d’images de la dynamique, mais beaucoup plus sur la forme de la compréhension du système architectural qui ne suit pas seulement les lois de la mécanique, mais aussi celles de la thermodynamique et de l’électrodynamique.  En d’autres termes : comme dans la nature, les os et la peau ne sont pas les seuls éléments nécessaires, le système nerveux central l’est aussi en garantissant l’interaction entre toutes les parties d’un ensemble et son environnement.

Ce sujet est seulement, et sans aucun doute, au commencement d’une nouvelle évolution et touche les questions élémentaires de la créativité architecturale. La mission essentielle de l’architecture a été, et est toujours, d’énoncer un principe fondamental, suivant lequel tous les systèmes techniques sont insérés dans une unité fonctionnelle, structurelle et formelle. Aujourd’hui, sous le terme de technologie, nous devons reconnaître que les liaisons de données (et leur contenu) sont aussi importants que les “briques” de l’édifice.

Bien sûr, la forme comme une somme créative de tous les locaux est toujours la substance de l’architecture, mais elle a changé : la forme n’est plus une entité statique de différentes pièces, mais bien plutôt un système dynamique et architectural complet.

 

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