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AIde à la DEcision, Détection et Diagnostic de Defauts pour l'énergie dans le bâtiment – AIDE-3D

AIde à la DEcision, Détection et Diagnostic des Défauts pour l’énergie dans le bâtiment

Les gestionnaires de patrimoine qu'ils soient du domaine public ou privé connaissent parfois mal leur patrimoine, et ne possèdent pas toujours les connaissances nécessaires à l'optimisation de leurs consommations énergétiques. Les audits énergétiques réalisés par les cabinets spécialisés permettent de combler ces lacunes, mais restent onéreux,<br />De plus, la tendance actuelle est à l'inflation des mesures dans le bâtiment. Cependant, personne n'exploite aujourd'hui toutes ces données.

Enjeux et objectif

L’objectif de ce projet est d’établir les bases scientifiques d’un outil de gestion et de suivi des consommations énergétiques des bâtiments, multi-fluides et multi-sites. Ces outils fonctionnant sur la base des relevés automatiques des consommations et d’informations standardisées des bâtiments fourniront une aide à la décision concrète et simple d’usage en matière d’actions de réduction des consommations d’énergie.<br />Le module expert développé doit fournir, à partir du suivi énergétique réalisé et d'informations standardisées sur les bâtiments un système de détection automatique des anomalies. Si une anomalie est constatée, un questionnaire doit permettre de proposer les causes du dysfonctionnement, et les actions curatives à entreprendre.<br />En parallèle, un outil de diagnostic permet d'apprécier l'efficacité des différents composants du bâtiment. Des préconisations d'amélioration sont proposées, et leur pertinence est évaluée. Si certaines sont mises en place, le suivi des économies engendrées est effectuées.

L'objet du projet est de lever des verrous scientifiques qui bloquent l'utilisation de la technologie existante de suivi automatique des consommations (principalement les GTB des bâtiments de moyenne taille) comme aide à la décision concernant les actions de réduction des consommations énergétiques du parc bâti multi-fluides et multi-sites. Ce projet repose sur une approche probabiliste Bayésienne des modèles de connaissance construits sur la physique des phénomènes.

Il s’agit d’un projet de recherche qui vise principalement à :
• Fournir une méthode automatisée de groupement des bâtiments basée sur une exploitation statistique des données obtenues lors de diagnostics déjà réalisés sur une vaste étendue de bâtiments
• Développer un modèle de simulation des consommations énergétiques qui, grâce aux techniques du calcul Bayésien prenne en compte les incertitudes concernant les paramètres d’entrée.
• Développer un système de détection des dysfonctionnements qui utilise les relevés automatiques et les informations standards du bâtiment. Ce système est à même de détecter un dysfonctionnement du bâtiment, et d’indiquer les causes les plus probables.
• Développer un système d’aide à la décision capable d’accompagner les gestionnaires de bâtiments dans la rénovation de leur parc immobilier.

Ce projet a permis le développement et la mise en application de toute une famille de distribution de probabilités se ramenant à la régression logistique (polytomique ou non). On est alors capable de réaliser une classification catégorielle des solutions à partir de variables continues. Dans le cas de la modélisation du comportement thermique d’un bâtiment, cela revient à pouvoir relier le DPE en fonction de son descriptif technique et/ou de ces données de consommation énergétiques.
Des difficultés ont été rencontré lors de la mise au point des modèles. Nos premières tentatives de réseaux bayésiens complexes (i.e. avec un grand nombre de variables) n’ont pas donné de résultats probants car les distributions de probabilités restaient trop larges. L’approche « boite grise » fut plus fructueuse parce que cela a grandement diminué le nombre de variable. Des corrélations très claires sont alors apparues entre certaines variables (par exemple, âge et performance énergétique).

L’approche proposé d’analyse statistique a montrée son intérêt et doit pouvoir être valorisée dans certains cas très précis. Néanmoins une importante adaptation du modèle d’analyse à chaque typologie de bâtiment s’avère indispensable, et nécessite une certaine expertise.
Ainsi, le déploiement dans le cadre d’une utilisation commerciale « généraliste » d’un tel outil semble hors de porté dans l’état actuel des connaissances. En effet, les coûts d’adaptation du modèle à chaque cas sont trop importants au regard des objectifs fixés initialement, à savoir de pouvoir proposer une expertise à faible cout.
Il faut tout de même noter que les travaux réalisés ont permis d’acquérir une réelle connaissance dans la maitrise des indicateurs et des paramètres influents à suivre dans le cadre d’un monitoring énergétique d’un bâtiment.

Grace à ces travaux, une offre spécifique de « energy management » a été développée pour des typologies de clients multi-sites larges. Ceci est particulièrement vrai dans le domaine des réseaux de Banques & Assurances. Nous suivons aujourd’hui plus de 500 bâtiments en France. Il faut tout de même noter que ce n’est pas une analyse baysienne complète qui est réalisée dans ce cadre, telle qu’on aurait pu l’imaginer initialement au début du projet.

Pour ProBayes, les principales retombées techniques de ce projet sont les connaissances et le savoir-faire acquis dans le domaine de la modélisation thermique du bâtiment. Dans le cadre du Grenelle de l’Environnement, des agendas 21 des collectivités locales et de la transition énergétique à venir, cela nous permet de positionner ProbaYes sur marché porteur dans le but continuer à développer des applications innovantes et performantes.

CETHIL Publications revues internationales rang A
• I. Hazyuk, C. Ghiaus, D. Penhouet (2012). Optimal temperature control of intermittently heated buildings using Model Predictive Control: Part I – Building modeling. Building and Environment. 51: 379-387
dx.doi.org.scopeesprx.elsevier.com/10.1016/j.buildenv.2011.11.009

• I. Hazyuk, C. Ghiaus, D. Penhouet (2012). Optimal temperature control of intermittently heated buildings using Model Predictive Control: Part II – Control algorithm. Building and Environment. 51: 388-394
dx.doi.org.scopeesprx.elsevier.com/10.1016/j.buildenv.2011.11.008

• I. Naveros, P. Bacher, D.P. Ruiz, M.J. Jiménez, H. Madsen (2014) Setting up and validating a complex model for a simple homogeneous wall, Energy and Buildings, 70 : 303-317, dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.11.076.

L’objectif de ce projet est de synthétiser et produire les connaissances scientifiques d’un outil de gestion et de suivi des consommations énergétiques des bâtiments, multi-fluides et multi-sites, fournissant, sur la base des relevés automatiques des consommations et d’informations standardisées des bâtiments, une aide à la décision concrète et simple d’usage en matière d’action de réduction des consommations d’énergie. L'objet du projet est de lever des verrous scientifiques qui bloquent l'utilisation de la technologie existante de suivi automatique des consommations (principalement les moyennes informatiques de la gestion technique des bâtiments GTB) comme aide à la décision concernant les actions de réduction des consommations énergétiques du parc bâti multi-fluides et multi-sites. Ce projet est basé sur une approche probabiliste Bayésienne des modèles de connaissance construits sur la physique des phénomènes. Il s’agit d’un projet de recherche visant principalement à : - Fournir un groupement automatisé (et des indicateurs moyens) des bâtiments, basée sur une exploitation statistique des données obtenues lors de diagnostics déjà réalisés sur une vaste étendue de bâtiments - Développer un modèle de simulation des consommations énergétiques prenant en compte les incertitudes concernant les paramètres d’entrée, grâce aux techniques de calcul Bayésiennes. Ce modèle va permettre un ajustement des paramètres à partir des enregistrements de consommation - Développer un système de détection des dysfonctionnements qui utilise les relevés automatiques et les informations standards du bâtiment. Ce système sera à même de détecter un dysfonctionnement du bâtiment, et d’indiquer les causes les plus probables. - Développer un système d’aide à la décision capable d’accompagner les gestionnaires de bâtiments dans la rénovation de leur parc immobilier. Cette aide à la décision sera basée sur un recensement de l’ensemble des actions d’amélioration énergétique portant sur la structure des bâtiments, sur leurs installations et leur exploitation. Les économies d’énergie, de coût, de simplicité de mise en œuvre, de confort et de sécurité seront évaluées. Finalement, les solutions seront classées selon plusieurs facteurs, et des scenarii d’amélioration seront proposés au gestionnaire

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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