Les digital twins au service des smart buildings

Aujourd’hui, il est établi que notre environnement bâti est responsable d’environ 36 % des émissions de CO2, et de 40 % de la consommation énergétique en Europe, et nous savons qu’il faudra en accroître les performances dans les décennies à venir. C’est aussi à l’intérieur des bâtiments que nous passons 90 % de notre temps et il est donc primordial de maîtriser leurs impacts sur notre santé. Enfin, nos modes de vie en constante évolution, et parfois sou mis à rude épreuve comme nous le vivons ces derniers mois, requièrent que les espaces bâtis contribuent au bien-être de leurs occupants.

La transformation digitale du secteur du bâtiment entraîne une révolution des usages et vise tous les acteurs de la chaîne de valeur. Le numérique modifie les modes de conception et construction, mais également transforme la gestion et l’utilisation des bâtiments et aura également un rôle majeur dans leur déconstruction vertueuse. Les chercheurs du LIST traitent ce sujet au travers de plusieurs projets de recherche résumés dans cet article.

BIM et digital twins pour l’exploitation des smart buildings

Le BIM est largement considéré aujourd’hui comme le modèle numérique prérequis à la mise en exploitation et à la gestion d’un bâtiment. Il est délivré à l’issue des phases de conception et construction, ou peut-être reconstruit par différentes techniques d’acquisition pour un bâtiment existant.

Le paradigme du digital twin pousse le principe de la réplication virtuelle du bâtiment réel, en considérant que les jumeaux sont liés par des flux de données afin d’en permettre la mise à jour en temps réel. Ce dispositif permet de supporter la mise en place de divers services à visée d’économie d’énergie, d’amélioration du confort, de détection d’anomalie, etc.

Aujourd’hui, les technologies équipant les smart buildings permettent de projeter les usages du jumeau numérique, mais ils restent cependant aux prémices de leurs possibilités.

Le LIST participe au projet européen SmartBuilt4EU qui recense les innovations dans ce domaine et anime la Smart Building Innovation Community regroupant tous les acteurs intéressés. Les prochaines actions aborderont les challenges liés aux interactions avec les utilisateurs, à la gestion efficace du bâtiment, ainsi qu’aux interactions avec l’environnement extérieur (réseau électrique, mobilité).

Atténuer l’impact environnemental des bâtiments par une analyse de cycle de vie dynamique

Les chercheurs du LIST s’intéressent également à la quantification des impacts et à la définition de méthodes et outils pour les atténuer. Ainsi, le projet SemanticLCA financé par le Fonds National de la Recherche (FNR) au Luxembourg et l’Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) au Royaume-Uni, tente de mettre en place une analyse de cycle de vie dynamique, basée sur des capteurs déployés dans le bâtiment (ex. capteurs d’occupation, de qualité de l’air, etc.). L’objectif est d’automatiser la gestion des techniques (ex. ventilation, chauffage) ou de recommander des actions aux occupants (ex. ouvrir les fenêtres, baisser les stores) en temps réel. Le suivi de la qualité de l’air et les impacts des polluants atmosphériques sur la santé humaine sont également concernés. La méthode proposera le meilleur compromis optimisant santé, énergie et confort !

Une future génération de certificats de performance énergétique

Le projet EPC RECAST, financé par la Commission Européenne, vise à poser les bases méthodologiques et techniques pour une nouvelle génération de Certificats de Performance Énergétique en Europe (EnergiePass au Luxembourg). Le constat est qu’il faut améliorer la fiabilité des certificats et leur mise à jour au regard de l’occupation réelle du bâtiment. Pour cela, les capteurs de consommation peuvent fournir de manière automatisée une information précieuse. Par ailleurs, les propriétaires ou gestionnaires doivent aussi pouvoir en tirer des conclusions claires en matière de potentiel retour sur investissement si des travaux de rénovation sont effectués ultérieurement. Le LIST travaillera notamment sur plusieurs bâtiments pilotes avec la Société Nationale des Habitations à Bon Marché.

Certifications, standards et réglementation

Les certifications et standards associés aux smart buildings se développent rapidement. Le label Ready2Services, par exemple, ou encore les standards WELL et FITWELL, qui visent à améliorer le confort des occupants, dynamisent le marché.

La réglementation évolue également. En effet, la Commission Européenne a introduit un outil, le Smart Readiness Indicator, visant à évaluer le « niveau de smartness » d’un bâtiment. Il fait officiellement partie de la directive sur la performance énergétique du bâtiment, et pourra être appliqué optionnellement par les États membres.

Technologies list pour le smart building

En tant qu’organisation de recherche et technologie (RTO), le LIST développe et pousse ses technologies vers le marché. Par exemple POESY, déjà présenté dans le numéro 26 de Neomag, est un outil utilisant le BIM comme base aux Évaluations Pos t-Occupationnelles. Les campagnes de satisfaction menées auprès des occupants du bâtiment sont augmentées du traitement des données fournies par les capteurs dans un environnement intégré.

Récemment, une collaboration technologique a été commencée avec Sensilla Technologies, qui a installé ses capteurs de qualité d’air intérieur dans notre bâtiment pilote, afin de rester au plus près des préoccupations des acteurs technologiques du secteur.

Envie d’en savoir plus ?

Le LIST organise la conférence CIB W78 & LDAC en octobre, durant laquelle les sujets des technologies pour le bâtiment seront abordés par une communauté internationale de chercheurs. Scannez le QR code pour plus d’infos !
LIST contact@list.lu

Article tiré du NEOMAG#37
Plus d’informations : http://neobuild.lu/ressources/neomag
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