Une solution énergétique intelligente pour relever les défis de la flexibilité des bâtiments modernes
Les solutions actuelles destinées à rendre les bâtiments plus intelligents peinent à intégrer les équipements plus anciens dans le marché de la flexibilité énergétique. Elles ne parviennent pas non plus à créer la communication homogène entre les bâtiments et le réseau requise pour accroître la flexibilité énergétique des villes. En outre, les solutions persistantes et simples à déployer négligent souvent les besoins et les préférences des occupants des bâtiments, facteur essentiel pour l’acceptation sociale. Dans ce contexte, les chercheurs du projet COLLECTiEF(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) développent un système de gestion de l’énergie interopérable et évolutif, alimenté par l’intelligence collective. L’intelligence collective est une approche de l’intelligence distribuée qui apporte des solutions de calcul et de capteurs directement au niveau du bâtiment (périphérie). «Notre système facilite la connexion des équipements existants aux réseaux de collaboration dans les bâtiments et les systèmes énergétiques urbains. Il contribue à réduire les coûts d’installation, minimiser le transfert de données et les demandes de calcul, renforcer la sécurité des données et améliorer la flexibilité énergétique et la résilience climatique», explique Mohammadreza Aghaei, coordinateur du projet.
Efficacité, confort et résilience
En combinant des algorithmes d’intelligence collective avec du matériel à faible coût et des boucles de rétroaction de l’utilisateur, COLLECTiEF apporte une valeur ajoutée dans cinq domaines interdépendants. «Le système contribue à réduire la congestion du réseau et à générer des revenus en réponse à la demande en permettant le déplacement de la charge en temps réel. Les bâtiments bénéficient de factures d’énergie moins élevées, la consommation d’énergie primaire étant réduite de 16 % en moyenne, ce qui se traduit par des économies annuelles de 0,2 à 3 EUR par m2», souligne Mohammadreza Aghaei. «Les occupants bénéficient également d’un meilleur confort grâce à une climatisation sur mesure qui augmente de 15 % le taux de satisfaction.» Le système améliore également la résilience climatique, en permettant aux bâtiments de s’adapter de manière autonome à des chaleurs ou des froids extrêmes tout en maintenant des conditions intérieures stables et en prévenant les défaillances du système. Qui plus est, il prend des décisions au niveau local avec un minimum d’échange de données.
Comment les nœuds de COLLECTiEF permettent une utilisation plus intelligente de l’énergie
Le système de COLLECTiEF se compose de deux nœuds intelligents. Le nœud du cluster sert de lien entre les fournisseurs d’énergie et les bâtiments. Il apprend des nœuds périphériques comment ils répondent aux demandes de flexibilité et analyse les modèles des fournisseurs d’énergie, influencés par les conditions météorologiques, la tarification et la dynamique de l’offre et de la demande. À l’aide de ces données, le nœud du cluster élabore des modèles prédictifs afin d’envoyer des signaux de flexibilité en temps opportun aux bons utilisateurs, garantissant ainsi que les besoins des fournisseurs d’énergie sont satisfaits. Le nœud périphérique fonctionne au sein des bâtiments et est compatible avec les protocoles sans fil de l’IdO et les protocoles câblés classiques. Il communique les demandes de flexibilité aux composants du bâtiment et aux appareils, ce qui permet aux utilisateurs de décider comment et quand ajuster les réglages en fonction de leurs préférences, par exemple en réduisant la température programmée, en ajustant la vitesse des ventilateurs ou en retardant le chargement des véhicules électriques. Au fil du temps, le système utilise l’apprentissage automatique pour comprendre les préférences de l’utilisateur, en tenant compte de paramètres tels que la météo et les incitations, et propose des programmes optimisés pour la consommation d’énergie future.
Préparer le système à un impact réel
COLLECTiEF devrait atteindre le niveau 8 de maturité technologique, qui indique que le système doit être complet et qualifié. Pour atteindre cette étape, le système fait l’objet d’une validation rigoureuse dans des environnements réels et simulés. Les essais incluent une démonstration à petite échelle en France et des démonstrations à grande échelle sur 13 sites en Italie, en Norvège et à Chypre, choisis pour leurs différentes conditions climatiques. Entre-temps, l’équipe développe un programme d’apprentissage en ligne(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) pour aider les utilisateurs finaux, les parties prenantes municipales et les professionnels du bâtiment à comprendre, adopter et déployer COLLECTiEF dans leur environnement.
