Comment les bâtiments intelligents utilisent l’IoT de nos jours
La culture populaire a souvent ébloui le public en imaginant des assistants virtuels capables de manipuler un bâtiment à la demande. Pensez à J.A.R.V.I.S. dans Iron Man, ou la maison des Jetson, où un grand nombre de ces technologies représentent des fantasmes excentriques sur les possibilités que nous réserve l’avenir.
Au cours de ces dernières décennies toutefois, les avancées technologiques dans les capteurs, l’IA, et l’Internet des objets (IoT) ont permis aux chimères des bâtiments intelligents de se rapprocher de la réalité.
Aujourd’hui, les bâtiments intelligents du monde entier utilisent une technologie de pointe pour accroître l’efficacité, renforcer la productivité humaine, offrir une sécurité optimale et réduire les coûts de maintenance.
Cet article présente trois façons surprenantes d’utiliser l’IoT dans les bâtiments intelligents et étudie de plus près la technologie qui se cache derrière certains des bâtiments les plus intelligents de la planète.
Technologie des systèmes de construction IoT
La fiabilité et la maintenance sont essentielles pour les systèmes présents dans les bâtiments, qu’ils soient « intelligents » ou non. Si vous avez déjà patienté dans de longues files d’attente pour monter dans le seul ascenseur en état de marche d’un gratte-ciel, vous comprenez de quoi nous parlons. Quasiment tous les bâtiments intelligents de la planète utilisent la technologie de maintenance prédictive afin de s’assurer que ces systèmes de bâtiment critiques soient les plus fiables possible. Les applications de maintenance prédictive, telles que les capteurs de vibration, les accéléromètres et les capteurs de température connectés à l’IoT, peuvent identifier les anomalies de fonctionnement au sein des systèmes, des sous-systèmes et même des composants individuels.
Ces applications de maintenance prédictive sont souvent des technologies sur mesure construites pour chaque système de bâtiment qu’elles surveillent, qui sont ensuite agrégées dans de vastes systèmes de gestion de bâtiment (BMS) via l’IoT. Cela signifie qu’elles sont toutes connectées à un réseau centralisé de rapports et d’analyses auquel les techniciens et les ingénieurs du bâtiment peuvent accéder en toute transparence.
Par exemple, les unités commerciales de CVC sont souvent composées de dizaines de moteurs, de ventilateurs, de pompes et de sous-systèmes complexes qui peuvent être surveillés indépendamment par des systèmes de surveillance dédiés. Par la suite, le système de surveillance de chaque unité peut être regroupé dans un système de surveillance du bâtiment (BMS) plus vaste, capable de détecter et de prévoir intelligemment les irrégularités, d’avertir le personnel de maintenance et de limiter les temps d’arrêt des dispositifs critiques pour la sécurité.
En outre, la maintenance prédictive des systèmes d’ascenseurs peut maximiser leur fiabilité et renforcer la sécurité pour les occupants. Dans les bâtiments intelligents de très grande hauteur, comme le Burj Khalifa qui compte 163 étages et 57 ascenseurs indépendants, les systèmes d’ascenseurs sont essentiels à la sécurité et au bon fonctionnement du bâtiment. En février 2010, le pont d’observation du 124e étage du Burj Khalifa a été fermé pendant deux mois en raison d’un problème d’alimentation électrique, à cause duquel des touristes étaient restés coincés entre les étages pendant 45 minutes.
Les technologies de maintenance prédictive de l’IoT dans les bâtiments intelligents peuvent être essentielles à la sécurité et à l’exploitabilité, ce qui fait généralement de ces systèmes les technologies de bâtiments intelligents les mieux adaptées à des bâtiments existants.
Technologie de gestion de l’énergie dans les bâtiments intelligents
L’AIE (Agence internationale de l’énergie) estime que le secteur du bâtiment a consommé 130 EJ (36 000 milliards de kWh) d’électricité en 2019. Il est donc logique que les solutions de bâtiments intelligents visent à réduire la consommation d’énergie et à augmenter la production grâce à des systèmes de gestion active de l’énergie. Les systèmes de gestion de l’énergie des bâtiments intelligents utilisent des applications IoT pour connecter des capteurs, des actionneurs et des dispositifs de gestion de l’énergie, de sorte qu’un logiciel centralisé puisse tout gérer.
Ce cadre IoT est souvent soutenu par des technologies d’IA qui apprennent le fonctionnement du bâtiment et optimisent les systèmes de ses installations pour qu’ils fonctionnent avec peu d’intervention humaine. Il existe de nombreux types de systèmes de gestion de l’énergie dans les bâtiments du monde entier, et chacun d’entre eux présente des besoins différents en matière de gestion de l’énergie.
Par exemple, le bâtiment The Edge aux Pays-Bas est considéré comme l’un des bâtiments les plus « verts » du monde, avec plus de 28 000 capteurs intégrés au réseau IoT du bâtiment. Ces capteurs couvrent de nombreuses applications de maintenance prédictive et de sous-systèmes du bâtiment afin d’assurer une efficacité énergétique maximale pour l’ensemble du bâtiment.
Le bâtiment Edge s’est vu attribué un score de 98,36 % selon la BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) et est considéré comme le bâtiment le plus innovant de la planète sur le plan énergétique. Le bâtiment vise à utiliser le rayonnement solaire de manière optimale. Sa façade orientée nord est constituée d’un atrium en verre à plusieurs étages, qui permet à la lumière naturelle de pénétrer largement dans le bâtiment. Sa partie sud est équipée de panneaux solaires produisant de l’électricité et de murs en béton qui absorbent et retiennent la chaleur tout en offrant de l’ombre à l’espace intérieur.
Si le bâtiment absorbe un excédent d’énergie, celui-ci est transféré dans son système de stockage de l’énergie thermique de l’aquifère (ATES), d’une profondeur de 400 pieds, pour être utilisé à des fins de chauffage pendant les mois plus froids. Les capteurs qui contrôlent les panneaux solaires et le système ATES sont intégrés au réseau IoT du bâtiment pour optimiser la consommation d’énergie du bâtiment.
En outre, le système d’éclairage de The Edge est composé de 6 000 luminaires LED à faible consommation d’énergie, alimentés (et surveillés) par des câbles Ethernet. Ces luminaires contiennent des capteurs de détection de mouvement, de température et de lumière. Ils sont intégrés au réseau du bâtiment et à la plateforme d’analyse des données pour une optimisation constante.
Les applications IoT de gestion intelligente de l’énergie, telles que celles utilisées dans The Edge, visent à révolutionner la consommation électrique des bâtiments à l’échelle mondiale à l’avenir.
Gestion intelligente des personnes dans les bâtiments
La gestion intelligente des personnes a récemment été intégrée dans les bâtiments les plus avancés de la planète, et il s’agit peut-être de la forme la plus avancée de la technologie IoT dans les bâtiments intelligents. En surveillant et en optimisant la localisation des occupants d’un bâtiment, la technologie IoT de gestion des personnes vise à minimiser la consommation d’énergie des occupants du bâtiment tout en optimisant la productivité pour les collaborateurs lorsque cela est nécessaire.
À Toronto, le siège social de Cisco Canada est doté d’un système de gestion des personnes à la pointe de la technologie qui relie les personnes, les processus, les données et les objets à un seul réseau convergent afin d’optimiser l’environnement de travail. Il n’y a pas de bureaux assignés dans ce bâtiment Cisco, mais le bâtiment vous indique où vous asseoir en fonction de votre emploi du temps, des collaborateurs connus et des autres occupants.
Ce concept permet d’utiliser le gigantesque bâtiment du siège social de manière ponctuelle, en désactivant les espaces et les étages qui n’ont pas besoin d’être utilisés, ce qui permet de réduire les coûts d’exploitation du bâtiment. Grâce à l’intégration révolutionnaire de leur réseau de bâtiments IoT, les individus peuvent utiliser une application smartphone personnelle pour intégrer leur calendrier de travail, définir des préférences quant aux environnements de travail, et même personnaliser la température et les styles d’éclairage afin de les ajuster automatiquement comme cela leur convient.
Le bâtiment est également dynamique. Il peut déplacer automatiquement les murs pour ajuster les capacités d’occupation afin d’accueillir des réunions de taille variable. Le site est équipé de capteurs de proximité intelligents qui permettent aux utilisateurs de participer à des réunions virtuelles sur n’importe quel appareil du bâtiment, simplement en sachant que leur smartphone est à proximité. Chaque pièce est équipée de capteurs de suivi des personnes qui permettent de savoir combien d’individus occupent l’espace et d’ajuster automatiquement la température, l’humidité et l’éclairage en fonction de l’affluence.
Dans certains bâtiments intelligents, les places de stationnement sont automatiquement attribuées en fonction des heures d’arrivée et de départ habituelles, afin de réduire les embouteillages. Les systèmes d’ascenseurs fonctionnent selon les exigences de l’étage de destination afin de réduire l’utilisation inutile des ascenseurs et de rationaliser les déplacements des occupants.
En fin de compte, l’objectif des applications IoT pour la gestion des personnes dans les bâtiments intelligents est de fournir de la flexibilité aux occupants tout en équilibrant l’efficacité du bâtiment et les besoins d’utilisation.
Utilisation de l’IoT dans les bâtiments intelligents modernes
L’Internet des objets (IoT) est intégré aux bâtiments intelligents et modernes. L’IoT est actuellement utilisé pour surveiller l’efficacité des systèmes complexes d’infrastructure des bâtiments, optimiser la consommation d’énergie de ses systèmes d’éclairage en fonction de l’affluence, optimiser l’activité des ascenseurs selon les besoins, contrôler les systèmes d’énergie verte, et bien plus encore.
Aux Émirats arabes unis, le siège de Bee’ah, qui a ouvert ses portes en mai 2022, serait en train de tester le premier concierge intelligent basé sur l’IA. Ce système peut aider les employés et les visiteurs à prendre des rendez-vous, à s’orienter dans le bâtiment, à héler des taxis, et bien d’autres choses encore, ce qui ressemble étrangement aux capacités d’un système J.A.R.V.I.S.
Il est évident que les solutions de bâtiments intelligents IoT sont la voie de l’avenir pour l’efficacité énergétique et humaine. Et il ne fait aucun doute que l’IoT n’est pas loin de permettre la mise en œuvre de technologies plus innovantes qui n’ont pas encore été parachevées.