David Penhouet, ingénieur étude et recherche GTB, automatisme et régulation au Centre technique et scientifique du bâtiment (CSTB), revient sur les principales solutions GTB et leurs évolutions passées et à venir.
© Nomad_Soul Elle permet avant tout de consommer uniquement ce qui est nécessaire, quand et où c'est nécessaire. Typiquement, le système est construit autour d’anticipations, c'est-à-dire l’usage prévisible du bâtiment, mais il s'adapte aussi à la réalité des usages. Le système permet également de réaliser des économies en détectant des dérives de fonctionnement, avec par exemple la détection du fonctionnement des luminaires en période d’inoccupation.
On peut aussi moduler la consommation en fonction des prix de l'énergie. Couplé à un smart grid, le système de GTB va recevoir un signal-prix et gérer des outils d'effacement en réponse. On peut couper totalement certaines charges ou réduire certaines consignes, par exemple on abaisse de deux degrés la température. Par ailleurs, on travaille à des réponses plus complexes qui viendraient modifier plus subtilement le fonctionnement du bâtiment en limitant l'éclairage, avec par exemple l'allumage d'uniquement une lampe sur deux.
AE : Quel domaine concentre les principales innovations des solutions de GTB ?DP : Ce sont les innovations concernant le cœur de la GTB, c'est-à-dire les outils permettant de commander, gérer, suivre, sécuriser et maintenir en bon état les lots techniques : éclairage, chauffage, ventilation et climatisation (CVC), occultation et électricité.
AE : Comment communiquent ces différents outils ?DP : Pour faire remonter les informations des niveaux bas, les automatismes, vers les niveaux hauts, la supervision, il est préférable d'utiliser un support de communication éprouvé qui est Internet protocol (IP) car on peut faire transiter énormément d'informations. C'est le "tuyau" par lequel tout passe, la dorsale du système d'échange d'information.
AE : Comment a été développée l'interopérabilité ?DP : Historiquement la gestion des systèmes d'un bâtiment se faisait par îlot d'automatisme. On gérait indépendamment le chauffage, l'éclairage et ainsi de suite, grâce à des solutions techniques basées sur des automates distincts pour chaque fonction. On parlait de gestion centralisée.
Avant les années 2000, ces solutions étaient dites "propriétaires", c'est-à-dire qu'on achetait l'application comprenant les automatismes et le moyen de communication chez un industriel sans avoir accès aux spécifications sur la manière dont sont codées les informations. Il y avait des centaines de solutions différentes, mais elles ne pouvaient pas communiquer.
En 2004 - 2005, un important travail normatif a été réalisé par le Comité européen de normalisation (CEN) et l'Organisation internationale de normalisation (ISO) qui a abouti à trois standards : KNX, Lonworks et BACnet.
AE : Pourquoi avoir développé trois standards distincts ?DP : Ils viennent de mondes différents et offrent des profils différents. Les deux premiers sont très bons pour la gestion de l’électricité, de l'éclairage et du CVC. BACnet pour sa part se place au-dessus et il permet surtout de récupérer facilement de l'information provenant d’applications différentes.
AE : Qu’est ce qui détermine le choix entre ces solutions ?DP : Lorsqu'on choisit un protocole, on définit tout d'abord les variables. Ce sont par exemple des variables de température ou d'éclairage. Ensuite on détermine les profils correspondants qui représenteront les visions "métiers" des données : un profil pour le chauffage, basé sur des plages horaires et des températures associées, par exemple. Enfin, on définit des services : on peut vouloir collecter toutes les données relatives aux températures constatées ou seulement des relevés agrégés.
KNX et Lonworks sont plus axés sur les variables et les profils, c'est une approche orientée terrain. BACnet est plus orienté sur une vision service qui se place à un niveau supérieur plus adapté à la supervision.
Ils ont chacun leurs points forts et points faibles : ce que BACnet gagne en prenant de la hauteur par rapport aux deux autres, il le perd en finesse de détails. Sur un petit bâtiment KNX et Lonworks sont suffisants, alors que sur de grosses infrastructures avec de nombreux bâtiments BACnet offre des fonctions globales plus satisfaisantes.
AE : Quels sont les éléments qui déterminent l’efficacité des solutions retenues ?DP : L'efficacité de la solution appliquée dépend en premier lieu du cahier des charges fixé par le maître d’œuvre. Il doit se concentrer sur l’expression fonctionnelle des besoins, par exemple un usage intermittent pour un bâtiment de bureau et le confort souhaité, et des caractéristiques techniques, comme l’orientation du bâtiment mais il devra aussi spécifier si une personne suivra cette GTB à demeure.
L'intégrateur qui gérera le lot fera ensuite le lien entre chaque fournisseur de solution pour s'assurer qu'on puisse bel et bien coordonner et intégrer efficacement l’ensemble des applications nécessaires pour répondre techniquement à ce cahier des charges fonctionnelles.
Pour les petits bâtiments, si on ne peut pas créer un lot GTB spécifique, il est conseillé d'attribuer cette fonction d'intégration au lot qui a le plus de poids pour répondre aux besoins exprimés.
AE : Quels est la tendance des innovations à venir ?DP : La GTB évolue très rapidement, bien plus vite que de nombreux aspects du bâtiment, tels que l'enveloppe extérieure. Il est donc indispensable de retenir des solutions flexibles pour ne pas hypothéquer l'avenir : une GTB peut devenir rapidement obsolète, les usages du bâtiment peuvent changer et l'organisation des plateaux peut évoluer.
On voit ainsi apparaître des outils qui permettent de réadresser les différents éléments pilotés par la GTB selon l'évolution de l'usage des surfaces. C'est ce qu'on appelle la reconfiguration dynamique d'équipement.
Avec la RT 2012 on voit aussi apparaître de nombreux tableaux de bord qui agrègent l’information de manière à la rendre la plus pertinente possible et ceci en fonction de l’acteur qui l’utilise. Ils permettent ensuite avec de l'expertise d'optimiser la consommation énergétique. On voit d'ailleurs émerger le rôle de gestionnaire d'énergie qui, à partir de ces tableaux, améliore les performances, soit en organisant mieux les outils, soit en préconisant des changements de systèmes ou des modes de configuration ou bien encore en conseillant les occupants sur la meilleure gestion de leurs usages.
Propos recueillis par Philippe Collet
