Le bien-être des collaborateurs et l’obligation de mise en œuvre des systèmes de gestion technique des bâtiments (BACS) pour les bâtiments tertiaires offrent aux gestionnaires et propriétaires de bureaux des opportunités pour transformer leurs bâtiments en environnement encore plus « Smart ». Les solutions de pilotage intelligent, l’IOT et l’arrivée de solutions d’IA permettent d’optimiser le confort des occupants tout en améliorant l’efficacité énergétique, notamment pour la gestion de l’éclairage, la gestion thermique personnalisée, l’optimisation de la qualité de l’air et la réservation dynamique des espaces. Tour d’horizon.
La gestion technique du bâtiment (GTB) ou BACS est assez souvent mal perçue par les occupants de bureaux, notamment lorsqu’elle entraîne un inconfort thermique ou visuel. Des défauts de conception, une complexité excessive, une configuration inadaptée à l’usage des locaux ou encore une maintenance insuffisante sont souvent à l’origine de cette perception. Encore aujourd’hui, près de la moitié des systèmes GTB installés ne fonctionnent pas correctement, ce qui peut pousser les occupants à prendre des mesures pour contrôler leur confort, comme déplacer des sondes ou utiliser des chauffages d’appoint. Ces actions compromettent évidemment la performance énergétique du bâtiment et apportent un confort souvent sommaire. Pourtant, l’objectif d’une GTB, cadré par le décret BACS, est de garantir à la fois le confort et la santé des occupants tout en réalisant des économies d’énergie.
L’utilisateur peut rester maître de son confort thermique
« L’utilisateur a souvent la possibilité d’ajuster les niveaux de son confort thermique pour décaler une consigne de température dans des plages limitées de modifications. Les automatismes ensuite prennent la main, en chauffage et climatisation, pour réguler le confort de chaque utilisateur présent dans sa zone d’occupation », explique Franck Mouchel, responsable Segment tertiaire chez ABB France.
Olivier Guérin, chef de produits Automation de Wago, ajoute que « souvent, l’utilisateur déroge aux consignes parce que le fonctionnement n’est pas satisfaisant. Avec des systèmes et automatismes efficaces et une régulation précise par zone, l’utilisateur a moins besoin d’intervenir pour ajuster son confort. Dans certains projets, il n’y a même aucune dérogation possible sur les consignes de chauffage et de climatisation du bâtiment ».
Pour interagir avec son environnement, l’utilisateur peut utiliser un module mural, une télécommande sans fil, ou une télécommande virtuelle sur son smartphone qui se connecte en Bluetooth à un multi-capteur, explique l’expert d’ABB.
Ensuite, les contrôleurs de la gamme E_AÏRON d’ABB peuvent être installés dans des faux plafonds, que ce soit dans une pièce ou une zone de bureaux. Ils sont capables de gérer plusieurs fonctions, comme le chauffage et la climatisation, avec des régulations et sorties pour une variété d’organes comme les réglages des volets d’air, les vannes de climatisation…
Le confort au sein des bureaux, c’est aussi le confort visuel
Pour l’éclairage, il existe des systèmes automatiques qui allument et éteignent les lumières en fonction de la détection de présence des personnes. L’utilisateur peut aussi ajuster l’intensité lumineuse à son arrivée.
« Pour les stores et occultants, les actions manuelles sont souvent privilégiées, bien que certains bâtiments utilisent des dispositifs de suivi solaire (sun tracking). Ces systèmes automatiques ajustent la position des stores en fonction de la position du soleil, des prévisions météo et de l’heure de la journée », précise Franck Mouchel.
La nécessité d’un bus de communication
Peu importe le protocole de communication utilisé, les systèmes de régulation restent intelligents. Il faut simplement choisir un protocole cohérent avec le système GTB, en utilisant soit des réseaux existants comme les bus de terrain filaires (jusqu’à 2 km) ou Ethernet.
« Tous les protocoles sont donc possibles, pour peu qu’ils soient sécurisés et standard, et il n’est pas nécessaire de remplacer les équipements existants. Parfois, il suffit de rendre un automate communicant en le remplaçant ou en y ajoutant une carte de communication. Cela permet de piloter le site à distance mais aussi de créer une plateforme multi-protocoles pour par exemple alimenter des services numériques », explique Franck Mouchel d’ABB.
Services numériques, vers le confort optimal grâce aux BACS
Pour centraliser et visualiser les données des équipements communicants déjà installés et utilisant les protocoles BACNET, KNX ou Modbus, il est possible d’installer une passerelle multi-protocolaire. Cela permet aux équipements de différentes marques d’interagir entre eux et de communiquer avec des services numériques externes. ABB propose notamment les solutions doGate et Building Pro.
Franck Mouchel donne l’exemple d’un service numérique de réservation. Ce service relie la présence physique détectée par un capteur à la réservation faite via un logiciel. Il libère la salle pour de nouvelles réservations dès qu’elle est à nouveau disponible. Le système peut aussi préchauffer la salle si elle est réservée et anticiper ainsi son occupation.
Il est crucial de fournir un maximum d’informations aux services numériques et de se demander de façon détaillée comment disposer les données avant de mettre en place un nouveau service ou logiciel d’IA.
Les solutions d’IA doivent ensuite accéder facilement aux données pour bien fonctionner et les systèmes actuels offrent des mécanismes comme les REST API ou les passerelles. À ce titre, ABB collabore déjà avec des entreprises comme BrainBox, Foobot (optimisation des coûts et émissions des systèmes CVC), Octopus Lab (optimisation QAI) ou encore Nodewise.
Cependant, il faut s’assurer que ces IA obtiennent suffisamment d’informations pertinentes et qu’elles n’affectent pas le confort optimal déjà en place, avertit l’expert.
Le projet d’interface avec une IA est d’ailleurs souvent moins complexe quand c’est l’exploitant qui propose sa prestation et les services d’IA car il a une connaissance plus approfondie du bâtiment et des installations qui sont en place.
Ces deux outils permettent de réaliser des actions de contrôle automatisées pour agir directement sur l’équipement, précise l’expert d’ABB.
Des contrôleurs multi-métiers qui s’adaptent à tout type de configuration du bâtiment
Olivier Guérin, chef de produit Automation de Wago
« Les contrôleurs ou Room Controllers sont essentiels pour offrir un confort adapté à l’utilisateur. Ils utilisent généralement des standards de communication du marché comme DALI-2 pour l’éclairage et EnOcean pour l’appareillage, permettant ainsi de s’adapter à une variété de catalogues matériels. De plus, l’usage du protocole OPC UA garantit l’interopérabilité avec tous les éditeurs de supervision », introduit Olivier Guérin.
Chaque contrôleur est modulaire et composé de cartes métier assemblées en usine. Cette modularité permet divers assemblages, y compris l’utilisation de deux cartes CVC pour une même CPU, afin de connecter, par exemple, deux ventilo-convecteurs sur un même produit.
Les contrôleurs peuvent être constitués :
- De cartes « CVC universelles » pour la régulation et les actions sur les systèmes de chauffage et de climatisation courants (ventilo-convecteurs, poutres froides, plafonds rayonnants, etc.).
- De cartes pour le pilotage des stores et de l’éclairage.
- D’une carte « AIR » dédiée à la qualité de l’air intérieur (QAI) avec des entrées pour mesurer le CO2, capable de piloter jusqu’à trois boîtes de débit variable.
Grâce à l’universalité des cartes CVC, les unités terminales existantes peuvent être conservées dans un premier temps, pour être remplacées progressivement par des équipements plus efficients, afin d’atteindre les objectifs d’économie fixés par le décret tertiaire.
Chaque régulateur est autonome et interconnecté avec les régulateurs voisins, ce qui simplifie le recloisonnement dynamique lors du réagencement des locaux.
Les contrôleurs peuvent intégrer plusieurs fonctionnalités pour optimiser la gestion du chauffage et de la climatisation, par exemple :
- Gestion des contacts de feuillure : ils coupent le chauffage ou la climatisation lorsque les fenêtres sont ouvertes, avec la possibilité d’ajouter des contacts radio pour la rénovation.
- Surveillance des températures : en sus de la température ambiante, les températures d’arrivée d’eau au niveau de chaque équipement sont mesurées, évitant ainsi le brassage d’air à une température inconfortable en cas de défaut (tuyau emboué, vanne d’arrêt fermée manuellement…).
- Gestion du brassage d’air : en utilisant une sonde d’ambiance plutôt qu’une sonde de reprise, le contrôleur peut réduire le brassage d’air minimal nécessaire de l’équipement une fois la température de consigne atteinte.
Pour rationaliser le câblage, les contrôleurs modulaires WRC de la gamme Wago utilisent des technologies de communication innovantes, comme le courant porteur en ligne. Le câblage et l’infrastructure réseau sont ainsi considérablement réduits.
« La technologie courant porteur à la base des contrôleurs WRC, définie selon le standard ITU-T G.9903 couramment appelé CPL G3, est une technologie éprouvée sur les réseaux de distribution électrique qui est utilisée par Enedis pour la remontée des compteurs Linky. Elle assure une communication fiable, dans la bande de fréquence réservée 154-487 kHz, entre les équipements et permet d’éliminer les coûts liés au câblage réseau avec des distances de transmission jusqu’à 1,7 km », détaille Olivier Guérin.
Le capteur de détection de présence est le pivot du confort des bureaux
Yoann Thepault, directeur des opérations, Theben France
« Les détecteurs de présence jouent un rôle crucial dans le confort des occupants de bureaux. Ils optimisent la gestion de l’éclairage en activant la lumière au bon endroit et au bon moment. Ils permettent également de mettre en confort une zone ou un poste de travail en détectant l’arrivée d’un occupant, et contribuent au contrôle d’accès. »
Un capteur, souvent multifonction, est capable de mesurer plusieurs paramètres tels que la température, la luminosité, le taux de CO2 et l’hygrométrie, et optimise le fonctionnement des BACS. Ces mesures permettent aux systèmes automatisés d’ajuster le confort visuel, la qualité de l’air intérieur et le chauffage/climatisation en fonction de la présence des occupants, sans toutefois les contraindre. En l’absence d’occupants, le système reprend automatiquement le contrôle pour maintenir des conditions optimales, ajoute Yoann Thepault.
Pour exemple, la société Sonotechnic est actuellement en train d’installer près de 600 détecteurs P360-300 DALI dans deux bâtiments du Conseil départemental de la Haute-Garonne. Ce projet de rénovation de l’éclairage vise à améliorer le confort des occupants grâce à une meilleure répartition de la luminosité, tout en réalisant des économies d’énergie.
La fiabilité et la qualité intrinsèque des capteurs sont essentielles, tout comme la sécurité des communications. À l’instar des actionneurs, servomoteurs, capteurs tactiles et autres passerelles du catalogue Theben, les détecteurs de présence utilisent la technologie KNX Secure. Celle-ci assure le cryptage des données et réduit les risques d’intrusions et de cyberattaques.
La supervision Quantum, installée au siège français de Theben, fonctionne comme un véritable hub centralisant diverses informations internes provenant des systèmes et capteurs IoT du bâtiment, ainsi que des données externes telles que les prévisions météorologiques. Ce dispositif offre de nouveaux services aux exploitants, aux opérateurs à distance et aux gestionnaires d’énergie, tout en maintenant le confort des occupants, complète l’expert.
Jean-François Moreau
