Comment diminuer la consommation énergétique des bâtiments ?

La réduction de la consommation énergétique des bâtiments est un enjeu majeur qui occupe de plus en plus le devant de la scène dans le domaine de la gestion technique des bâtiments. Que l'on parle de bâtiments tertiaires, d'écoles, de locaux d'entreprise, ou d'autres types de structures, le besoin de maîtriser les dépenses énergétiques tout en réduisant l'impact environnemental est plus pressant que jamais. Ce besoin est amplifié par l’émergence de réglementations, telles que le décret tertiaire en France et le décret BACS, qui imposent des normes strictes en matière d'efficacité énergétique.

Consommation énergétique en Europe

D’après la Commission Européenne, la consommation de gaz de ville représente en Europe la principale source de consommation énergétique dans les bâtiments (résidentiels et non résidentiels), s’élevant à 36% du total. À la deuxième place se trouve la consommation d'électricité avec 32%.

Plus précisément, dans les bâtiments résidentiels, le chauffage est le poste majeur de consommation finale (68%). Les appareils électriques représentent 12% de la consommation, la cuisson 5%, et l’éclairage seulement 2%.

Diminuer la consommation énergétique des bâtiments : les piliers pour faire des économies d'énergie

Une utilisation efficiente de l’énergie dans les bâtiments permet de limiter la quantité d’énergie dont ils ont besoin pour fonctionner normalement.

L'optimisation des installations existantes est une voie royale pour y parvenir, surtout dans le cadre de la transition énergétique.

Production et fourniture d’énergie

Les différents modes de fourniture et de consommation d’énergie présentent de nombreuses opportunités de réduction de la consommation comme de l’empreinte carbone.

Les technologies qui permettent de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) lors de la production d’énergie comprennent le recours à des sources d’énergie renouvelable comme le solaire, l’éolien, la biomasse, la géothermie, l’hydroélectricité, ou encore le nucléaire. Même un simple passage d’une énergie fossile à une autre peut faire baisser les émissions de CO2 par unité énergétique produite.

Avec une part accrue d’énergies renouvelables dans la production d’énergie et l’intégration de ressources énergétiques distribuées au niveau de l’utilisateur final, le déploiement de solutions de contrôle et d’automatisation des bâtiments deviendra essentiel pour gérer tous les usages énergétiques.

Enveloppe et rénovation énergétique

L’enveloppe est ce qui sépare un bâtiment de l’environnement qui l’entoure. Elle sert à protéger ses équipements internes et ses occupants de l’air, de l’eau, de la chaleur, de la lumière et du bruit, et à offrir du confort.

Dans les bâtiments peu efficients, la recherche du confort thermique entraîne souvent une consommation d’énergie élevée. Les projets de rénovation énergétique visant à améliorer l'isolation peuvent apporter des gains significatifs en efficacité énergétique : l’isolation extérieure des murs, la réparation ou le remplacement des fenêtres, l’étanchéité des ouvertures et les systèmes de protection solaire sont des solutions efficaces pour permettre de réduire la consommation énergétique des bâtiments.

Une étude publiée par l’Alexandrian Engineering Journal explique que par de simples stratégies de rénovation de l'enveloppe couplées à des systèmes de gestion du bâtiment, la consommation énergétique pouvait être réduite de 33%en moyenne.

Les bâtiments qui sont rénovés pour en améliorer l’isolation ont besoin de systèmes de contrôle et de gestion afin de pérenniser ces améliorations.

« Pour les bâtiments, il n’y a pas lieu d’opposer les solutions digitales et l’isolation. À l’inverse, les deux se complètent et se renforcent mutuellement. Grâce à la technologie digitale déployée dans chaque bâtiment, nous pouvons mesurer les performances d’une opération d’isolation et identifier des possibilités d’amélioration » explique Louis Vermorel, CEO et fondateur de Wattsense.

L'optimisation des installations existantes

L'une des façons les plus pragmatiques de diminuer la consommation énergétique des bâtiments est l'optimisation des installations existantes. Plutôt que de remplacer tous les équipements d'un bâtiment, il est souvent plus judicieux et économique d’optimiser les systèmes déjà en place. Cette approche est favorable à la fois pour la performance énergétique, les économies d’énergie et l'impact carbone du projet de diminution de la consommation énergétique. Des audits énergétiques des bâtiments peuvent aider à identifier les points faibles et les opportunités d'amélioration au sein des installations existantes, ce qui est crucial pour toute stratégie de rénovation énergétique.

Contrôle actif de la consommation d'électricité et de gaz et amélioration de l'efficacité énergétique

Un contrôle actif de la consommation énergétique garantit une distribution et une consommation optimales de l’énergie dans les édifices et permet une utilisation plus productive de l’énergie créée. Il s’agit d’un pilier complémentaire essentiel pour garantir que les mesures liées à l’enveloppe et à la génération d’énergie tiendront leurs promesses sur le terrain.

Environ 35% des bâtiments de l’UE ont plus de 50 ans, et presque 75% de l’ensemble du parc immobilier s'avèrent inefficients en matière énergétique. De plus, seulement 1% des bâtiments sont rénovés en Europe chaque année.

Pour garantir l'efficacité énergétique d'un bâtiment, des systèmes de gestion technique et des solutions de contrôle des bâtiments doivent être mis en place ou renforcés.

Les systèmes de gestion technique des bâtiments (GTB) gèrent les équipements et fonctionnalités tels que la climatisation, le chauffage, la ventilation, l’éclairage, l’énergie, entre autres. Leur utilisation à bon escient permet d’économiser jusqu’à 30% de la facture énergétique. C'est là que des bâtiments intelligents entrent en jeu. Ils utilisent la technologie pour synchroniser les divers systèmes et capteurs, permettant ainsi une meilleure gestion et un suivi en temps réel des consommations énergétiques.

Le rôle d’une GTB consiste à :

• Contrôler le CVC (chauffage, ventilation, climatisation) du bâtiment
• Gérer la consommation d’énergie
• Réduire et contrôler les émissions de CO2
• Surveiller en temps réel le fonctionnement et les performances du bâtiment
• Planifier des interventions
• Mettre en place une gestion d’incidents et des alertes
• Offrir des éléments de reporting

Les systèmes de GTB deviennent la norme au niveau mondial pour réduire les émissions de CO2 et la consommation énergétique. Par exemple, d’ici à 2025, des systèmes de contrôle automatisés des bâtiments (BACS) seront obligatoires pour tous les bâtiments tertiaires dans l'UE. Les GTBS font partie des BACS.

Des fonctionnalités de Smart Building (bâtiment intelligent en français) comme l’effacement de consommation, la maintenance prédictive, la prévision des consommations, entre autres, peuvent être implémentées grâce à des systèmes de gestion appropriés et à des solutions IoT.

L'application de l'intelligence artificielle (IA) dans les GTB est en train de révolutionner le secteur. Des algorithmes sophistiqués permettent désormais d'anticiper les comportements et les besoins en énergie, optimisant ainsi le rendement des systèmes en place.

Le contrôle actif de la consommation énergétique via une GTB permet aux gestionnaires, aux propriétaires, aux intégrateurs et aux autres parties prenantes d’accéder en temps réel aux données des différents équipements. Ces informations leur donnent l’opportunité non seulement de réduire leurs coûts énergétiques, mais également d’étendre leurs offres de services et de mettre en place des stratégies pour améliorer le confort des occupants.

Déploiement de technologies innovantes

Dans ce contexte, l’interopérabilité des systèmes de GTB et l’ouverture vers des solutions technologiques modulaires et évolutives constituent des leviers majeurs pour décloisonner les silos technologiques du marché. L'utilisation de standards ouverts, tels que BACnet, Modbus, et MQTT, facilite la communication entre différents dispositifs et systèmes. Les nouveaux outils de gestion permettent ainsi de collecter et d’analyser des données en temps réel, offrant la possibilité de mettre en œuvre des mesures correctives rapides, d'anticiper les besoins en maintenance et d'optimiser la performance énergétique globale des bâtiments.

Conclusion

Pour atteindre une véritable efficacité énergétique, il est impératif de recourir à une approche holistique qui prend en compte tous les aspects de la consommation d'énergie, du confort des occupants et de la pérennité des installations. Les législations en cours, notamment le décret tertiaire, orientent le marché dans cette direction, faisant de la performance énergétique un enjeu stratégique pour l'ensemble des acteurs impliqués, de l'audit énergétique à la mise en œuvre des solutions de GTB.

La convergence des technologies de l'information et de la gestion technique des bâtiments est en train de créer un nouvel écosystème d'innovation qui transforme non seulement les bâtiments eux-mêmes, mais aussi les modèles économiques et les pratiques opérationnelles de l'industrie. La performance énergétique n'est plus seulement une fin en soi; elle devient un moyen d'atteindre des objectifs plus larges, comme la réduction des émissions de gaz à effet de serre, la promotion de la santé et du bien-être des occupants, et l'amélioration de la productivité des entreprises.