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Un système intergiciel utilise l’IA pour coordonner la gestion énergétique des bâtiments

Que faire si un bâtiment n’est pas aussi économe en énergie qu’il devrait l’être? Une nouvelle plateforme open-source de gestion de l’énergie des bâtiments utilise l’intelligence artificielle pour diagnostiquer et résoudre les problèmes.

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De nos jours, les bâtiments sont soigneusement conçus pour être efficaces sur le plan énergétique. Pourtant, ils n’ont pas toujours les performances attendues. Cette différence est appelée écart de performance énergétique. La construction peut être inexacte, ce qui fait apparaître des lacunes et autres défauts involontaires. En outre, l’efficacité des systèmes de ventilation et de contrôle de la température laisse parfois à désirer une fois qu’ils ont été installés. Les occupants des bâtiments peuvent également se comporter de manière imprévisible. Il n’est pas simple de faire en sorte que les bâtiments écoénergétiques fonctionnent comme prévu. Le projet HIT2GAP (Highly Innovative building control Tools Tackling the energy performance GAP), financé par l’UE, a développé une nouvelle plateforme de gestion énergétique des bâtiments qui tient compte des facteurs de complication pour réduire l’écart de performance. Le système, qui comprend des modules basés sur des algorithmes d’intelligence artificielle (IA) et des techniques telles que l’exploration de données et la découverte de connaissances, se concentre sur la phase opérationnelle de la vie d’un bâtiment, c’est-à-dire la longue période après la construction et avant le démantèlement pendant laquelle des locataires occupent le bâtiment. Le projet a développé un nouveau paradigme pour la construction de plateformes de gestion de l’énergie et a commercialisé le produit qui en résulte.

Une plateforme intergicielle et son magasin de modules

Le système est une plateforme intergicielle open-source appelée BEMServer. Cette plateforme reçoit des informations mesurées par les systèmes de gestion des bâtiments et d’autres infrastructures de capteurs. Après un traitement centralisé, divers modules spécialisés accèdent aux données et fournissent des informations exploitables aux gestionnaires et aux occupants des bâtiments. Par exemple, les modules peuvent identifier des défauts ou des réglages inappropriés sur les équipements du bâtiment ou signaler des comportements d’utilisateurs peu efficaces sur le plan énergétique. Tous les modules se connectent au BEMServer. Ils peuvent échanger des informations avec d’autres modules, ce qui rend possible de nouveaux ensembles de données et des analyses combinées et donc de nouveaux services avancés.

Des modules créés par l’utilisateur

La particularité du projet HIT2GAP réside dans le fait que les modules peuvent être créés par des développeurs tiers. BEMServer étant délibérément open-source, les développeurs n’ont pas à recréer les fonctionnalités de base de l’intergiciel. Pascale Brassier, coordinatrice du projet, explique: «C’est une plateforme de constructeurs, un peu comme le système d’exploitation de l’iPhone, où les développeurs peuvent créer des logiciels pour la plateforme afin de répondre à leurs propres besoins.» Le système peut donc être modifié et amélioré, et restera à jour vis-à-vis des technologies émergentes. Les systèmes fonctionnant sur une base totalement commerciale n’ont pas cette flexibilité. Dans le cadre du concept HIT2GAP, les utilisateurs paient uniquement pour les modules et non pour l’intergiciel BEMServer.

L’IA pour modéliser les informations du bâtiment

Certains modules utilisent des algorithmes d’IA, notamment le module FDD-PCA (Fault Detection and Diagnosis – Principal Component Analysis) qui utilise l’accès aux données intégrées du projet HIT2GAP pour offrir des capacités de surveillance améliorées qui évaluent le comportement des bâtiments par rapport au fonctionnement normal. Si le module détecte un défaut, il est possible d’isoler celui-ci et de localiser les variables qui en sont à l’origine, ce qui permet aux équipes de maintenance d’identifier plus facilement les causes ou d’expliquer pourquoi le défaut est apparu. Parallèlement, le système de détection et de diagnostic des défauts (FDD) utilise des méthodes basées sur l’apprentissage automatique qui analysent en permanence les données chronologiques du BEMServer et envoient un message aux opérateurs du bâtiment si des anomalies sont détectées. Enfin, un autre module utilisant l’IA, ENIXO, est une application qui produit des recommandations sur les situations de gaspillage d’énergie dans l’ensemble du système et envoie des messages aux gestionnaires d’installations et autres utilisateurs ciblés en utilisant le raisonnement sémantique. «Jusqu’à présent, 12 modules ont été livrés», indique Pascale Brassier. «La plateforme BEMServer a été déployée sur quatre sites pilotes: en France, en Irlande, en Pologne et en Espagne.» Chaque pilote a sélectionné les modules les plus pertinents pour ses besoins et pour les différents problèmes rencontrés dans son bâtiment. BEMServer a fonctionné comme prévu, en connectant les bâtiments aux modules de gestion de l’information. Lors des tests, le système a correctement fourni de nombreux avertissements et alertes et a aidé les gestionnaires des bâtiments à prendre des décisions. La documentation relative au système, et à la plupart des modules, a été mise à la disposition des développeurs.

Les prochaines étapes pour BEMServer

À présent, l’équipe prévoit de développer d’autres scénarios de démonstration et d’étendre la plateforme BEMServer grâce à des fonctions nouvelles ou améliorées, y compris des fonctionnalités de base supplémentaires basées sur l’IA. Les développements futurs se concentreront sur des fonctions de prétraitement avancées capables de détecter et de corriger les erreurs de données en assurant un niveau minimum de qualité. L’équipe prévoit également d’améliorer l’expérience des utilisateurs, notamment en mettant à jour les fonctions administratives et autres. Bientôt, une deuxième version, plus commerciale, sera mise sur le marché.

Mots‑clés

HIT2GAP, bâtiment, écart de performance énergétique, BEMServer, modules, intergiciel, gestion de l’énergie, écoénergétique, gestion des bâtiments

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