24
janvier
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Solal TINANT (apprenti chez SCHNEIDER ELECTRIC) et Rémi MARTY (apprenti chez BOUYGUES BÂTIMENTS NORD-EST), étudiants en cinquième année dans la spécialité génie électrique par alternance, ont réalisé, dans le cadre de leur projet de recherche technologique et d’un contrat de collaboration entre l’INSA Strasbourg et Foncia,  une étude technique sur les systèmes de télé-relève dans un bâtiment résidentiel situé 10 place de l’esplanade. 

Ce projet, encadré par M. Bertrand BOYER et M. Guy STURTZER, a eu pour but de mettre en pratique en termes professionnels les connaissances acquises lors de leur cursus tels que les télécommunications, les systèmes de mesures, et la connaissance générale du bâtiment et des infrastructures réseau.

1. But du projet et résultats attendus

Le premier objectif, dans un contrat de collaboration comme celui-ci, est de répondre à la demande du client. Or, lorsque le client n’a pas de bases techniques solides, le rôle premier de l’ingénieur est de transcrire ses attentes, souvent expliquées dans des termes généraux, en un cahier des charges technique spécifique. L’établissement de ce cahier des charges a donc été notre première mission.

Après un entretien avec le client, les demandes du client ont été retranscrites dans un cahier des charges. Foncia, qui est dépourvue de service technique, avait pour ambition de faire équiper un bâtiment de compteurs communicants afin de relever toutes les consommations d’énergies (thermique, hydraulique et électrique).

Le but premier de ce projet était d’apporter une solution aux bailleurs et aux gestionnaires de patrimoine dans la répartition des charges basée sur les consommations réelles d’un logement, afin de réduire la consommation énergétique des bâtiments (en effet, si les locataires paient leurs consommations à hauteur de ce qu’ils ont réellement consommé, on note en France une diminution moyenne de 15% de ces consommations). La solution a donc consisté à mettre en place une série de capteurs connectés entre eux ainsi qu’à un serveur/concentrateur en local  qui mettrait les données de consommations reçues à disposition des clients sur le web.

Architecture système

Le but final étant à termes d’intégrer ces données à une base de données, elle-même connectée à une maquette BIM afin de permettre une gestion optimale du bâtiment (maintenance, répartition des charges, facturation et consommation).

2. Déroulé du projet

Nous avons dans un premier temps proposer plusieurs solutions aux clients, leurs avantages et leurs inconvénients ainsi que les moyens à déployer pour les mettre en œuvre. Nous avons accompagné le client dans le choix de la solution la mieux adapté au bâtiment concerné. Pour cela nous avons entrepris un état des lieux de l’existant, en récupérant les documents techniques des dispositifs en place et en réalisant une visite du produit en question (immeuble 10 place de l’esplanade). Pour comprendre le fonctionnement des moyens de différents dispositifs de comptage nous nous sommes d’abord intéressés aux architectures des réseaux d’énergie dans le domaine du bâtiment. Nous avons par exemple noté que les architectures des réseaux de chauffage et d’eau pouvaient être horizontale ou verticale, et que c’est de ce paramètre que dépendaient les moyens de comptages à mettre en place. Ci-dessous la représentation des deux types d’architecture possible (horizontale à gauche, verticale à droite), pour un réseau de chauffage dans un immeuble.

En prenant en compte le fait que le bâtiment était existant et que par conséquent le réseau était déjà mis en place, nous avons conclu, en accord avec Foncia, que les technologies de télé-relève mises en place devaient être sans fil et en local afin de garder la main sur les données. Nous avons donc poursuivi nos recherches en établissement un état de l’art des différentes solutions s’offrant à nous en termes de protocole de communication sans fil. Ces recherches nous ont amenées à étudier plusieurs architectures réseaux, pour en sélectionner deux, après avoir mis en avant les avantages qu’elles offraient ; solutions qui sont une architecture réseau maillé pour la première et LPWAN (Low Power Wide Area Network) pour la seconde.

Une fois ces solutions comprises et maîtrisées, nous avons organisé une réunion de validation avec notre client (Foncia). Lors de cette rencontre, nous lui avons exposé les différents avantages des deux propositions de solution, en insistant sur la pérennité de ces dernières. Bien que l’intérêt de notre client se soit très visiblement porté sur la solution LPWAN (sous réseau LoRa), il souhaitait que nous développions les deux afin de faire une comparaison réelle, surtout en matière de montant budgétaire.  

Architecture réseau LPWAN

Nous avons alors poursuivi notre mission en montant un dossier technique et financier de ces solutions. Pour cela, nous avons pris contacts avec différents fournisseurs, et sélectionné le devis correspondant le mieux à ce projet. Nous avons également fait une estimation sur le temps d’amortissement de cette solution, qui s’est avéré être très court.

Nous avons également contacté les gestionnaires d’énergie déjà en place dans le bâtiment concerné (És pour l’électricité et Proxiserve pour les fluide). La première question qu’on peut se poser est : quel est l’intérêt de contacter Es ? Cette idée nous est venue au moment de l’état des lieux, lorsque nous avons constaté que le parc de compteur du bâtiment était relativement ancien (encore 22 compteurs électromécanique sur les 53 logements). Nous avons alors trouvé cela dommage de mettre en place des équipements communicants sur ces compteurs si ces derniers étaient remplacés dans un futur proche (en sachant que les compteurs nouvelle génération sont en cours de déploiement en France). On peut aussi se demander quel est l’intérêt d’intégrer les consommations électriques à la base de données, en sachant que l’abonnement électrique se fait directement entre le locataire et le fournisseur d’énergie. Et bien si, il existe un réel intérêt si on connecte tous les compteurs du bâtiment, cela permettra aux occupant de comparer leur consommation à celle de leur étage, leur immeuble, et plus tard, lorsque tous les bâtiments seront connectés, de la ville. Cette information est capitale car c’est elle qui permet aux utilisateurs de s’interroger sur la façon de réduire leur consommation, et qui entraîne de réelles économies d’énergie ultérieurement.

Lors de nos contacts avec les prestataires déjà en collaboration avec Foncia (Proxiserve principalement mais aussi Ista), nous leurs avons proposer la mise en place des solutions que nous avons développées, ce qui a permis, lors de la réunion entre Foncia et les prestataires, de rentrer immédiatement dans le vif du sujet. Nous avons également, lors de cette réunion, rencontré les acteurs du BIM au travers des entreprise Energivie (concepteur de la base de données), et Bim in Motion (qui est chargé de créer la maquette numérique). Cette rencontre fut fructueuse en termes d’informations engrangées, pour tout les partis.

Nous avons achevé notre mission en transmettant à Foncia les contacts de nos fournisseurs, les devis réalisés ainsi que tous les documents concernant l’étude technique et le calcul d’amortissement. 

Ce projet sera développé dans un futur proche, et ce bâtiment sera le précurseur dans ce domaine pour le parc immobilier de Foncia. En sachant que ce parc sera amené à être rénové, les charges seront amenées à diminuer, le système permettra de connaître la différence de consommation précise entre les périodes avant et après rénovation. Les copropriétaires pourront alors choisir ou non de répercuter cette économie sur les loyers (les biens immobiliers se retrouvent alors valorisés). Dans le cadre de changement de locataire, ces données pourront aussi être utilisées pour connaître la performance énergétique réelle de chaque logement, en se basant sur des relevés fiables.

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