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Edito : Les bâtiments et équipements intelligents, autonomes et connectés, vont changer nos vies

AVANT-PROPOS :

CAMPAGNE DE DONS : C'EST DOMMAGE, CETTE ANNÉE NOUS N'ATTEINDRONS PAS NOTRE OBJECTIF.

Le total des dons encaissés atteint cette semaine 11.979 euros, soit seulement 708 euros de plus que la semaine dernière.

Cette année je n'interviendrai plus, chaque semaine, en avant-propos de mon édito pour vous solliciter car je ressens que je vous fatigue.

Si, certains parmi vous veulent encore faire un don avant la fin de cette année, pour bénéficier d'une réduction fiscale de 66 %, vous pourrez bien sûr le faire mais pour moi notre campagne de dons 2022 est terminée.

A ce jour, les frais de mise en ligne chaque semaine sont assurés jusqu'au 20 Octobre 2023. Pour aller au-delà, il me faudra lancer plus tôt la campagne 2023 et surtout je changerai de méthode.

Plusieurs parmi vous m'ont suggéré de financer notre Lettre par la publicité. Je ne puis l'accepter car depuis plus de 25 ans l'originalité de RT Flash repose sur sa totale gratuité et l'absence de publicité. Quand nous constatons combien la publicité devient de plus en plus invasive et impose ses annonces au cœur des articles de certaines revues scientifiques en allant jusqu'à cacher le texte qu'on est en train de lire, j'ai la conviction, même s’il est difficile parfois de le respecter, que notre choix est le bon.

Avant de conclure, il m'est nécessaire de vous dire que notre Association ADIST, qui gère RT Flash est une association d’intérêt général dont tous les acteurs (éditorialiste, rédacteur d'articles et responsable de la mise en ligne) sont bénévoles, qui fait qu'en respect des articles 200 et 238 du Code Général des Impôts, ses donateurs se feront rembourser 66 % de leur don lors du règlement de leur impôt sur le revenu. Ainsi, à titre d'exemple, une personne faisant un don de 100 euros à l'ADIST constaterait une diminution de 66 euros de ses impôts sur le revenu et la charge réelle de son don ne serait que de 34 euros.

Bien Cordialement

René Trégouët

Sénateur Honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

Rédacteur en Chef de RT Flash

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EDITORIAL :

Les bâtiments et équipements intelligents, autonomes et connectés, vont changer nos vies

Le secteur du bâtiment a émis plus de dix gigatonnes de CO2 en 2020, soit le quart des quarante gigatonnes d’émissions humaines de dioxyde de carbone et 38 % de l'ensemble des émissions de ce gaz dangereux pour notre Terre, liées à l'énergie. Au niveau européen, l’objectif de la Commission européenne est de réduire les émissions de gaz à effet de serre des bâtiments en Europe de 60 % d’ici 2030 par rapport aux niveaux de 1990. Le bâti produit actuellement environ 36 % des émissions en Europe. Cet objectif reflète la contribution nécessaire du secteur pour nous maintenir dans la limite d’une augmentation de 1,5 degré des températures mondiales. Sachant que 85 % des bâtiments existants seront encore là en 2050, les réductions d’émissions les plus significatives devront provenir d’une rénovation en profondeur, c’est-à-dire d’améliorations globales de la structure et des équipements du bâtiment afin d’obtenir une efficacité nettement supérieure.

Selon le cabinet Arcadis, cabinet d’ingénierie dans la construction et l’aménagement du territoire, la France se classe en 10e position du classement mondial, avec 794 milliards de dollars générés par ses actifs construits. En Europe, elle est en troisième position, devancée par l’Allemagne (1 trillion de dollars) et la Turquie (807 milliards de dollars). Plus généralement, 40 % du PIB mondial, soit environ 36 000 milliards de dollars, provient de l’environnement construit (bâtiments et infrastructures), une part qui a augmenté de 1 % par an au cours de la dernière décennie. Cette étude souligne que la demande de construction en France est très forte mais reste handicapée par un niveau insuffisant d'investissements. Pourtant, un milliard d'euros investi dans le secteur de la construction génère 2,3 milliards d'euros de revenus supplémentaires pour l'économie française et permet de créer 12 000 emplois pérennes.

En France, le secteur du bâtiment (résidentiel et tertiaire) reste, de loin, le plus gros consommateur d’énergie, tous secteurs économiques confondus. Avec environ 70 millions de tonnes d’équivalent pétrole (Mtep) en 2020, il représente plus de 43 % de l’énergie finale totale utilisée en France… S’agissant des émissions de CO2, le bâtiment arrive juste derrière les transports et représente environ le quart des émissions totales de la France. (420 millions de tonnes). Sachant que le nouvel objectif issu des Accords de Paris nous impose de descendre à 80 millions de tonnes de CO2 émises en 2050, le bâtiment va devoir réduire sa consommation finale d’énergie à 15 millions de tonnes d’équivalent pétrole d’ici 30 ans, ce qui équivaut à diviser par 4,5 ses besoins globaux en énergie…

Pour atteindre un objectif aussi ambitieux dans moins de trente ans, la rénovation énergétique des huit millions de logements mal isolés (un quart du parc total), ne suffira pas. Il va également falloir actionner très fortement deux autres leviers. Le premier consiste à substituer massivement, pour le chauffage et la climatisation des bâtiments, les énergies renouvelables (intégrant également les pompes à chaleur de nouvelle génération et les piles à combustible domestiques), aux énergies fossiles. Le second, non moins important, concerne la transition vers les bâtiments intelligents, interactifs et connectés, qui offre un potentiel considérable de sobriété énergétique et de flexibilité d’usage.

Dans le domaine des constructions neuves, le concept du BIM (Building Information Modeling ou Modélisation Numérique du Bâtiment) est en train de bouleverser la façon de concevoir, de construire, d’exploiter et d’entretenir le futur bâtiment. Le BIM prend la forme d’une maquette 3D collaborative partagée par tous les intervenants d’un chantier. Cette plate-forme numérique permet une coordination en temps réel des flux de travail à réaliser. Ce véritable "jumeau numérique" du bâtiment contient toutes ses caractéristiques physiques, techniques et fonctionnelles de l’ouvrage. Il est une véritable mémoire vivante et évolutive de l’édifice.

Ce concept de Modélisation Numérique du Bâtiment est lié à celui de bâtiment connecté ou "smart building". Les multiples informations provenant de la structure du bâtiment, mais aussi toutes ses fonctions et installations, chauffage, eau, réseau électrique et numérique, sont recueillies par une myriade de capteurs, puis centralisées et analysées, afin d’optimiser en permanence l’utilisation de l’édifice et d’assurer le confort et la sécurité de ses occupants. Ce bâtiment intelligent permet notamment une sécurité proactive autonome. En cas d’anomalies, le système informatique de gestion va non seulement pouvoir identifier rapidement la nature de l’anomalie (intrusion, incendie, consommation anormale d’énergie), mais également déclencher un premier niveau de mesures et d’actions, avant même les interventions humaines.

Mais le bâtiment intelligent va encore plus loin et permet une véritable maintenance prédictive. Il peut anticiper les pannes avant qu’elles ne se produisent et proposer des solutions appropriées ; il peut également détecter une éventuelle faiblesse structurelle de l’immeuble ou de l’infrastructure et proposer, là aussi, les réparations adéquates. Tous les géants de la construction, Spie, Engie, Vinci, Eiffage ou Bouygues, ont bien compris l’intérêt de cette maintenance prédictive, qui permet d’améliorer l’efficacité globale, et pas seulement énergétique, de fonctionnement d’un bâtiment, d’allonger sensiblement sa durée de vie et d’améliorer le confort de ses utilisateurs.

Au cœur de cette maintenance prédictive du bâtiment, on trouve l’articulation de plusieurs outils complémentaires, IA, robotique, Internet des objets, capteurs autonomes (qui n’auront bientôt plus besoin d’apport extérieur en énergie) et réalité augmentée. Cette dernière est déjà utilisée par l’ascensoriste Thyssenkrupp, qui utilise la technologie holographique HoloLens de Microsoft. Grâce à cet outil connecté, le technicien peut identifier un problème et rechercher la meilleure solution pour le résoudre, avant même d’intervenir sur le site. Une fois sur place, son intervention, préalablement planifiée de manière virtuelle, pourra être effectuée bien plus rapidement, et sera également moins pénible et plus sûre.

Le nettoyage intelligent est également en train de s’imposer dans les espaces publics, les bureaux et les entreprises. Toujours grâce aux capteurs qui analysent en temps réel le niveau de propreté d’un espace (y compris le niveau de CO2 et de pollution interne), le système intelligent qui gère le bâtiment va pouvoir déclencher les actions ciblées des robots de nettoyage, ainsi que l’aération des lieux. La prochaine étape sera celle d’une sécurité en partie autonome des bâtiments. En cas d’intrusion, ou de dégradation, des robots (non armés et restant à distance) pourront intervenir pour pulvériser de l’encre indélébile sur l’intrus, ou l’asperger d’une solution d’ADN, très difficile à éliminer et permettant son identification pendant plusieurs semaines.

Mais ce bâtiment intelligent sera également évolutif, flexible et polyvalent. Ses structures internes pourront par exemple être modifiées rapidement, en fonction du nombre et des besoins des utilisateurs. Un travailleur en déplacement pourra, par exemple, disposer pour quelques heures, ou quelques jours, d’un espace de travail parfaitement équipé, et sécurisé grâce à un accès numérique temporisé et personnalisée.

Le groupe SPIE a déjà mené plusieurs projets de gestion intelligente des bâtiments. Parmi ceux-ci, on trouve un complexe de plus de 20 000 mètres carrés comprenant un théâtre, une salle de concert et une école d'art. Grace à ce mode de gestion intelligent et prédictif, la consommation énergétique a pu être réduite de 16 %, les locataires ont, pour leur part, réalisé des économies d’énergie de 80 000 euros, en moyenne, par an et le nombre de réclamations a diminué des deux tiers…

Parmi les jeunes sociétés qui sont en train de révolutionner la gestion du cycle de vie des bâtiments, on trouve la société Sitowie, fondée en 2018 par Pauline Koch, architecte de métier et ancienne de l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées. Dans le cadre de ses études, elle a présenté un projet de recherche remarqué dont l’objectif était de simuler en 3D le vieillissement des façades en béton armé, un enjeu majeur en matière d’exploitation, entretien et de sécurité pour l’ensemble du secteur de la construction. Pauline Koch souligne « Qu’en France, nous ne disposons pas d’informations nous permettant de savoir comment les bâtiments vieillissent », affirme-t-elle. « De plus, la tendance est à la construction de bâtiments neufs qui sont de moins en moins durables alors que nous sommes dans un contexte mondial où les ressources se raréfient ».

Sitowie propose une plate-forme particulièrement innovante appelée « Prédibat », accessible par l’Internet. Elle combine un outil d’IA avec d’autres modules technologiques (science des matériaux, génie civil, analyse en cycle de vie…). A l’aide d’une approche "probabiliste", Sitowie est en mesure de prédire à quel moment un problème a le plus de risque d’apparaître sur un immeuble et quelle est la meilleure solution à appliquer, tant du point de vue technique que financier. Selon Sitowie, l’utilisation de ces outils de gestion et de prédiction numériques permettrait de réduire jusqu’à 34 % l’empreinte carbone des bâtiments et les coûts d’entretien, tout en augmentant la rentabilité et la durée de vie.

Autre exemple remarquable, la start-up iQspot, qui a développé une offre basée sur l’utilisation de capteurs connectés permettant de mesurer et d’analyser avec précision les consommations d’énergies et de fluides des bâtiments tertiaires. L’outil proposé par cette société permet d’atteindre une réduction de consommation énergétique de l’ordre de 16 % en moyenne. Il équipe actuellement plus d’1,7 million de mètres carrés de bâtiments. L’outil proposé associe de manière intelligente des capteurs connectés avec une plate-forme d’analyse en ligne qui permet aux propriétaires immobiliers de suivre en temps réel l’évolution des différentes consommations d’eau, d’énergie et de déchets de leurs bâtiments. Bien entendu, l’outil intègre un système d’alerte qui prévient les gestionnaires en cas d’incident.

II y a quelques semaines, une étude publiée par le MIT a montré que les smartphones pourraient être utilisés pour surveiller la sécurité des bâtiments et infrastructures beaucoup plus rapidement et à moindre coût, en fournissant aux techniciens ingénieurs des données pertinentes qu'ils peuvent utiliser pour réparer les structures avant qu'elles ne se dégradent (Voir MIT Technology Review).

Des tests réalisés sur le célèbre Golden Gate Bridge, à San Francisco, ont montré qu’il suffisait de deux smartphones, équipés d’applications spécifiques et judicieusement utilisés, pour recueillir un ensemble de données d'une précision similaire à 240 capteurs fixes. Cette étude estime que la surveillance de ce type de données issues de smartphone, tout au long de la durée de vie d'un pont, pourrait prolonger la longévité de la structure de 30 %, simplement en aidant les équipes de maintenance à effectuer des réparations plus rapidement. 

Cette révolution des bâtiments intelligents et évolutifs va avoir des effets d’autant plus considérables sur nos vies qu’elle arrive au moment où nos immeubles et habitations commencent à devenir autonomes en énergie et deviendront même, dans un proche avenir, de véritables unités de production locale d’énergie propre et décarbonée, lorsque chaque façade, chaque toit et aussi chaque fenêtre d’immeuble pourra produire de manière efficiente et économique de l’énergie et de la chaleur à partir de la lumière du soleil.

Cette intégration des nouvelles technologies énergétiques, numériques et robotiques dans les structures de nos bâtiments et maisons permettra de faire entrer le cycle de la construction, de la gestion et de l’entretien de tous nos édifices (dont le poids cumulé estimé dépasse depuis 2020, avec 1000 milliards de tonnes, celui de toute la biomasse sur Terre, selon une récente étude, voir Nature) dans le cadre d’une économie entièrement circulaire qui intégrera, dès leur conception, le recyclage et la réutilisation des matériaux de nos constructions. Il deviendra alors possible de répondes aux immenses besoins immobiliers, publics et privés, encore non satisfaits de l’humanité, en préservant le climat et l’environnement, et en restituant intégralement à la nature ce que nous lui aurons emprunté…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com

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  • Tekked

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