Une approche avancée pour évaluer la performance énergétique dynamique d’un bâtiment en temps quasi réel
Le secteur du bâtiment de l’UE représente 40 % de sa consommation totale d’énergie et nécessite une rénovation importante pour atteindre les objectifs environnementaux fixés pour 2050. Les certificats de performance énergétique (CPE) sont utilisés pour estimer l’efficacité énergétique d’un édifice, mais ils montrent souvent des disparités entre la consommation estimée et réelle. Les calculs statiques ne parviennent pas à décrire avec précision la nature dynamique de la consommation d’énergie réelle d’un bâtiment, l’impact des occupants et la variation des conditions limites. Cet écart, ou déficit de performance, a donné lieu à de nombreuses propositions. Elles concernent principalement l’utilisation de techniques de modélisation plus dynamiques et l’évaluation de l’environnement intérieur. Ces données supplémentaires sont en effet susceptibles d’être utilisées pour mettre au point un système de certification/évaluation plus fiable. Le projet E-DYCE, financé par l’UE, a élaboré des méthodes et des outils pour passer des CPE statiques aux CPE dynamiques (CPED), permettant ainsi une évaluation dynamique de l’efficacité énergétique du parc immobilier européen. Il s’agissait d’identifier les données d’entrée pour l’évaluation dynamique, de développer des modèles dynamiques, de mesurer l’utilisation réelle de l’énergie et de créer des indicateurs clés de performance.
Combler l’écart entre les données simulées et les données relevées
L’approche E-DYCE promeut des solutions passives et peu technologiques, tirant parti des bases de données en nuage, des appareils connectés et des données climatiques dynamiques. Les performances des systèmes et le comportement des utilisateurs, qui sont souvent des facteurs importants dans les écarts de performance, peuvent être corrigés et mis à jour grâce au retour d’information dans le cadre de l’approche E-DYCE. «Contrairement aux CPE existants, E-DYCE permet une optimisation en temps quasi réel, une gestion continue de la demande et des prévisions à court terme», note Michal Zbigniew Pomianowski, coordinateur du projet. «Il permet également de modifier le fonctionnement d’un bâtiment sur la base des prévisions de performance, et donc d’éviter les dérives pendant les périodes d’usage.» La méthodologie E-DYCE comprend quatre niveaux clés: l’ajustement de l’approche de calcul pour qu’elle soit plus dynamique et alimentée par les conditions de fonctionnement réelles, la détection des périodes avec des potentiels de fonctionnement optimisés sur la base de leur usage réel dans les conditions actuelles, la prévision de leur performance à l’aide des données historiques. «Nous avons développé une plateforme, appelée PREDYCE, qui utilise les modèles EnergyPlus avec des données météorologiques en temps réel et des conditions d’utilisation standard et adaptées», explique Michal Zbigniew Pomianowski. PREDYCE permet aux utilisateurs de confronter les résultats des simulations aux mesures réelles, ce qui permet de mieux comprendre l’écart de performance existant dans le fonctionnement des bâtiments. Des algorithmes ont également été développés pour prévoir les conditions météorologiques et la consommation d’énergie thermique à court, moyen et long terme.
Corrélation entre les factures d’énergie et les actions des utilisateurs
Les factures d’énergie, qui arrivent rarement, ne fournissent souvent pas de données historiques sur les performances, corrigées en fonction des conditions météorologiques. À cette fin, E-DYCE fait participer les utilisateurs à l’exploitation du bâtiment grâce à un retour d’information actif provenant des technologies de détection et de mesure. La méthodologie E-DYCE permet d’effectuer des évaluations plus fréquentes afin d’évaluer le potentiel de flexibilité énergétique d’un bâtiment et son caractère prosommateur. Il s’agit notamment d’aider à déplacer les heures de pointe pour le chauffage, le refroidissement et la demande d’électricité, de faire fonctionner les bâtiments sans ressources mécaniques pour le confort thermique et atmosphérique (fonctionnement libre), et de tirer parti des technologies passives intelligentes pour répondre aux demandes de chauffage et de refroidissement.
Rationaliser le passage des modèles statiques aux modèles dynamiques
Le passage d’une modélisation statique à une modélisation dynamique n’est pas chose aisée. «Nous avons fait des suggestions pour réduire la complexité du modèle, en prenant en compte différents types d’installations et de configurations», explique Michal Zbigniew Pomianowski. «Nous avons également introduit un protocole CPED avec des indicateurs de performance clés distincts pour les locataires et les professionnels, regroupés en: énergie distribuée, signature de la performance énergétique, confort thermique et atmosphérique et fonctionnement en régime libre.» «Notre objectif ultime était de fournir des solutions réalisables pour combler l’écart de performance, de détecter les potentiels d’amélioration des opérations et de recommander des rénovations énergétiques», conclut Michal Zbigniew Pomianowski.
Mots‑clés
E-DYCE, bâtiment, écart de performance énergétique, consommation d’énergie, modèles dynamiques, fonctionnement libre, évaluation opérationnelle, CPE
