Kevin CIELI (apprenti chez EIE) et Cédric SCHNEIDER (apprenti chez SEW USOCOME), étudiants en cinquième année dans la spécialité génie électrique par alternance, ont appliqué leur étude relative à la gestion de l’énergie aux locaux de la plateforme génie électrique. Il s’agit d’une thématique liée à la problématique usine du futur et gestion intelligente du bâtiment.
Dans le cadre du projet de semestre neuf (projet de recherche technologique encadré par M. Thierry Simon, enseignant), ils ont étudié et réalisé la régulation d’éclairage dans une des salles projets, donc à échelle réelle.
Ce projet permet d’approfondir et d’appliquer les compétences acquises précédemment dans les enseignements « Automatismes Industriels » de FIP GE3 et « Bus Réseaux Domotique » de FIP GE4.
Afin de réaliser ce projet en conformité avec la norme RT 2012, une solution basée sur le système KNX a été mise en œuvre. Avec le soutien du service patrimoine de l’INSA et de la société EIE, les étudiants ont isolé la salle L0.12b du réseau général de l’INSA. On évite ainsi toute perturbation sur le réseau KNX de l’INSA lors de la phase de développement du programme. Plusieurs solutions peuvent être étudiées et expérimentées.
Nous en profitons pour remercier particulièrement M. Nahavandi, responsable du service gestion du patrimoine de l’INSA, pour la confiance qu’il nous a accordée lorsqu’il s’est agi d’utiliser les installations techniques de l’INSA pour la réalisation de ce projet.
Les objectifs principaux de ce projet sont :
- prouver que dans les locaux publics et industriels, l’éclairage est un gros consommateur d’énergie lorsqu’il n’est pas contrôlé et régulé
- réguler efficacement l’éclairage de la pièce en respectant la norme RT2012
- démontrer que cette régulation permet réellement de faire des économies
Par exemple, le test de la régulation montre qu’on peut économiser 60% de la consommation énergétique en décembre entre 10 à 15h. Avant la mise en œuvre de la régulation de flux lumineux, 10 luminaires étaient allumés à pleine puissance. Avec la régulation, les 4 luminaires près des fenêtres s’éteignent complètement et les 6 autres fonctionnent en moyenne à 65% de la puissance maximale. Grâce à la prise en compte de l’éclairage naturel, faible en décembre, et grâce à la régulation individuelle de chaque luminaire, on économise ainsi 60% de l’énergie consommée pour l’éclairage en plein hiver.
Après une estimation du nombre de salles de l’INSA (~ 100), on peut dire que la facture énergétique annuelle d’éclairage peut être réduite de plus de 6000 € par an avec une mise en œuvre généralisée de la régulation.
Ce projet est réalisé à l’INSA Strasbourg d’octobre 2016 à janvier 2017.
Crédit : C. Schneider
Pour mettre en œuvre le système, les étudiants ont réalisé une platine d’essais afin de créer un réseau KNX propre à la salle L0.12b. A l’aide du logiciel ETS4, les divers participants KNX de ce réseau ont été programmés. Les participants mis en oeuvre et programmés sont des capteurs de luminosité, un écran tactile et bien évidemment les éclairages DALI à ballasts électroniques.
Pour la réalisation du projet, il est important de caractériser les divers éléments du système, comme par exemple quantifier les luminosités au niveau des tables ou calibrer les deux capteurs de luminosité situés de part et d’autre de la pièce. La régulation étudiée et mise en oeuvre permet d’avoir une luminosité uniforme dans toute la pièce, cette luminosité devant être de 400 lux selon la norme.
L’étude qui a été réalisée au cours de ce projet a permis de mettre en avant un facteur important, très souvent négligé dans la mise en place d’un projet d’éclairage : l’éclairage naturel. Celui-ci peut constituer un apport naturel de luminosité très important, et dans le cadre du projet, de presque 200 lux en hiver, soit 50% de la luminosité à obtenir. La régulation mise en place tient compte de cet apport de luminosité naturel et compense les lux manquants avec la luminosité artificielle provenant des luminaires. Durant les journées d’hiver, à cause du manque de luminosité naturelle, les luminaires sont en général allumés toute la journée et à puissance maximale. Grâce à cette régulation, la consommation sera divisée par deux.
Crédit : C. Schneider