Avantages collatéraux et indicateurs clés de performance des bâtiments intelligents

Comme indiqué dans le rapport final sur les indicateurs de préparation aux bâtiments intelligents (SRI), un bâtiment intelligent est un bâtiment capable de détecter, d'interpréter, de communiquer et de répondre activement aux besoins des occupants et aux conditions extérieures. Un déploiement plus large des technologies intelligentes devrait permettre de réaliser des économies d'énergie de manière rentable et d'améliorer le confort intérieur en modulant les paramètres de l'environnement intérieur. De plus, dans un futur système énergétique où la production d'énergie renouvelable distribuée sera prépondérante, les bâtiments intelligents constitueront la pierre angulaire d'une gestion efficace de la demande énergétique.

La directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments (DPEB) révisée, approuvée par le Parlement européen le 17 avril 2018, encourage la mise en œuvre de l'automatisation des bâtiments et de la surveillance électronique des systèmes techniques, soutient la mobilité électrique et introduit l'indicateur de maturité technologique (IRT) pour évaluer le niveau de maturité technologique du bâtiment et sa capacité d'interaction avec les occupants et le réseau électrique. L'IRT vise à sensibiliser aux avantages des technologies et fonctionnalités des bâtiments intelligents et à les rendre plus concrets pour les utilisateurs, les propriétaires, les locataires et les fournisseurs de services intelligents.

S’appuyant sur le développement et la consolidation de la communauté d’innovation pour les bâtiments intelligents (SBIC), le projet H2020 SmartBuilt4EU (SB4EU) vise à soutenir le plein potentiel des technologies du bâtiment intelligent et à lever les obstacles qui freinent l’amélioration de la performance énergétique des bâtiments. L’une des tâches menées dans le cadre de ce projet consiste à définir les principaux cobénéfices et indicateurs clés de performance (ICP) qui augmenteront la valeur de l’investissement dans les bâtiments intelligents (ISR), permettant ainsi de définir un modèle économique pertinent pour ces derniers. Après avoir identifié un ensemble préliminaire de cobénéfices et d’ICP grâce à une analyse documentaire approfondie, une enquête a été menée auprès d’experts du bâtiment intelligent afin de recueillir leurs avis et de valider les indicateurs sélectionnés. Cette consultation a permis d’établir la liste présentée ci-après.

KPI

Les services intelligents ont un impact à plusieurs niveaux sur le bâtiment, ses occupants et le réseau électrique. Le rapport final du SRI définit sept catégories d'impact : efficacité énergétique, maintenance et prédiction des pannes, confort, commodité, santé et bien-être, information des occupants et flexibilité du réseau et du stockage. L'analyse des co-bénéfices et des indicateurs clés de performance (KPI) a été segmentée selon ces catégories.

efficacité énergétique

Cette catégorie concerne l'impact des technologies intelligentes sur la performance énergétique des bâtiments, notamment les économies réalisées grâce à une meilleure régulation de la température ambiante. Voici quelques indicateurs :

Consommation d'énergie primaire : elle représente l'énergie avant toute transformation qui est consommée dans les chaînes d'approvisionnement des vecteurs énergétiques utilisés.
Demande et consommation d'énergie : cela concerne toute l'énergie fournie à l'utilisateur final.
Degré d'auto-approvisionnement énergétique par des sources d'énergie renouvelables (SER) : rapport entre l'énergie produite sur site à partir de SER et la consommation d'énergie, sur une période définie.
Facteur de couverture de la charge : il représente le rapport entre la demande en énergie électrique couverte par l’électricité produite localement.

Maintenance et prédiction des pannes

La détection et le diagnostic automatisés des pannes peuvent améliorer l'exploitation et la maintenance des systèmes techniques des bâtiments. Par exemple, la détection de l'encrassement des filtres d'un système de ventilation mécanique permet de réduire la consommation électrique du ventilateur et d'optimiser le calendrier des interventions de maintenance. Le projet H2020 EEnvest, portant sur la réduction des risques liés aux investissements dans l'efficacité énergétique des bâtiments, a fourni deux indicateurs :

Réduction de l'écart de performance énergétique : l'exploitation d'un bâtiment présente plusieurs inefficacités par rapport aux conditions initiales du projet, ce qui engendre un écart de performance énergétique. Cet écart peut être réduit grâce à des systèmes de surveillance.
Réduction des coûts de maintenance et de remplacement : les services intelligents permettent de réduire les coûts de maintenance et de remplacement car ils permettent de prévenir ou de détecter les défauts et les pannes.

Confort

Le confort des occupants fait référence à la perception consciente et inconsciente de l'environnement physique, incluant le confort thermique, acoustique et visuel. Les services intelligents jouent un rôle important dans l'adaptation des conditions intérieures du bâtiment aux besoins des occupants. Les principaux indicateurs sont :

Vote moyen prédit (PMV) : le confort thermique peut être évalué par cet indice qui prédit la valeur moyenne des votes attribués sur une échelle de sensation thermique allant de -3 à +3 par un groupe d'occupants du bâtiment.
Pourcentage prévu d'insatisfaction (PPD) : associé au PMV, cet indice établit une prédiction quantitative du pourcentage d'occupants insatisfaits thermiquement.
Facteur de lumière du jour (FLJ) : en matière de confort visuel, cet indicateur décrit le rapport entre le niveau de lumière extérieure et le niveau de lumière intérieure, exprimé en pourcentage. Plus le pourcentage est élevé, plus la lumière naturelle est abondante dans l’espace intérieur.
Niveau de pression acoustique : cet indicateur évalue le confort acoustique intérieur sur la base du niveau de pression acoustique pondéré A mesuré ou simulé dans l’environnement de vie.

Santé et bien-être

Les services connectés ont un impact sur le bien-être et la santé des occupants. Par exemple, une commande intelligente permet de mieux détecter la mauvaise qualité de l'air intérieur que les commandes traditionnelles, garantissant ainsi un environnement intérieur plus sain.

Concentration de CO2 : la concentration de CO2 est un indicateur couramment utilisé pour déterminer la qualité de l’air intérieur (QAI). La norme EN 16798-2:2019 fixe les limites de concentration de CO2 pour quatre catégories de QAI.
Taux de ventilation : lié au taux de production de CO2, le taux de ventilation garantit l’obtention d’une qualité de l’environnement intérieur (QEI) adéquate.

flexibilité énergétique et stockage

Dans un réseau électrique où la part des énergies renouvelables intermittentes est croissante, les technologies intelligentes visent à adapter la consommation énergétique des bâtiments en temps réel afin d'optimiser l'adéquation entre l'offre et la demande. Cette catégorie ne se limite pas aux réseaux électriques, mais englobe également d'autres vecteurs énergétiques, tels que les réseaux de chauffage et de refroidissement urbains.

Ratio de déséquilibre annuel : la différence annuelle entre la demande et l'offre locale d'énergie renouvelable.
Indice de correspondance de charge : il fait référence à la correspondance entre la charge et la génération sur site.
Indice d'interaction avec le réseau : décrit la contrainte moyenne du réseau, en utilisant l'écart type de l'interaction avec le réseau sur une période d'un an.

Information aux occupants

Cette catégorie concerne la capacité du bâtiment et de ses systèmes à fournir aux occupants ou aux gestionnaires des informations sur son fonctionnement et son comportement, telles que la qualité de l'air intérieur, la production d'énergie renouvelable et la capacité de stockage.

Implication des consommateurs : des études ont montré que des retours d’information fréquents aux occupants peuvent entraîner une réduction de la consommation énergétique finale d’un ménage de l’ordre de 5 % à 10 %, favorisant ainsi un changement de comportement des occupants.

Commodité

Cette catégorie vise à recenser les impacts qui facilitent la vie de l'occupant. Elle peut se définir comme la capacité à simplifier le quotidien de l'utilisateur, la facilité d'accès aux services. Cette catégorie s'est avérée la plus difficile à évaluer en termes d'indicateurs, en raison du manque de références bibliographiques sur le sujet. Néanmoins, les caractéristiques permettant de mieux identifier les cobénéfices des services intelligents dans cette catégorie sont les suivantes :

Possibilité d'interagir avec des services du bâtiment constamment mis à jour, sans que l'utilisateur ait à s'en occuper.
Des fonctionnalités qui s'adaptent aux besoins changeants de l'utilisateur.
Possibilité d'accéder aux informations et aux commandes à partir d'un point unique ou, au moins, avec une approche uniforme (expérience utilisateur).
Rapport/synthèse des données surveillées et suggestions à l'utilisateur.

Conclusion

Les co-bénéfices et indicateurs clés de performance (KPI) les plus pertinents associés aux bâtiments intelligents ont été mis en évidence grâce à une analyse documentaire et une étude de projets réalisées dans le cadre du projet H2020 SmartBuilt4EU. Les prochaines étapes consistent en une analyse approfondie des catégories les plus complexes en termes d'identification des KPI, telles que le confort (pour lequel un consensus insuffisant n'a été trouvé), l'information aux occupants, ainsi que la maintenance et la prédiction des pannes. Les KPI sélectionnés seront associés à une méthodologie de quantification. Les résultats de ces activités, ainsi que les références bibliographiques, seront compilés dans le livrable 3.1 du projet, prévu pour septembre. Pour plus d'informations, veuillez consulter le site web de SmartBuilt4EU.

Article tiré de https://www.buildup.eu/en/node/61263

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