Atteindre la neutralité carbone en 2050 : le numérique moteur de résilience

Rédigé par
Typhaine Allain

3030 Dernière modification le 19/09/2022 - 11:00
Atteindre la neutralité carbone en 2050 : le numérique moteur de résilience

 

Lorsqu’on entend parler de démarche bas carbone, on pense souvent aux économies d’énergie, à l’isolation, aux apports solaires et aux énergies renouvelables. Et ce à raison, tant les solutions low-tech, inertes et naturelles constituent le socle d’une stratégie bas carbone raisonnable.

Dans un contexte de ressources limitées, face aux défis environnementaux et à l’urgence climatique, l’ambition de neutralité carbone devient plus exigeante. Elle demande de compenser nos émissions de gaz à effet de serre. Cette compensation sera d’autant plus atteignable que nos cycles de vie seront économes en émissions de CO2. Encore faut-il s’entendre sur le périmètre des cycles de vie étudiés. De l’acte de construire à la fin de vie d’un bâtiment, il convient de prendre en compte l’ensemble des impacts environnementaux induits par l’utilisation et l’entretien de nos ouvrages.

La Maquette Numérique : fiabiliser la conception et l’exploitation.


La Maquette Numérique, ou Building Information Modeling (BIM), a le vent en poupe depuis le début des années 2000. Qu’elle prenne la forme d’une visualisation 3D ou d’une simple base de données, elle vise une synergie entre les différents acteurs de la conception d’un ouvrage. Chaque partie du bâti n’est plus envisagée selon des propriétés isolées et indépendantes, mais comme un composant complexe doté de caractéristiques géométriques, de performances, assorties de caractéristiques physiques et d’une durée de vie. La liste des attributs de tels objets devient presque illimitée : quel poids de gaz à effet de serre sera émis lors de leur fabrication ? Quelle quantité d’eau sera nécessaire pour leur mise en œuvre ? À quelle fréquence devrons-nous les remplacer ?

La maquette numérique permet ainsi une conception agile et répondant aux différentes exigences. Normatives d’une part, telle la résistance de la structure de l’ouvrage. Réglementaires d’autre part, notamment du point de vue thermique ou énergétique. Environnementales enfin, puisqu’il devient possible d’évaluer de manière dynamique l’impact carbone de l’ouvrage. Le BIM fait cependant face à plusieurs défis, à commencer par la nécessité de disposer d’une bibliothèque d’objets suffisamment vaste, comprenant notamment des matériaux biosourcés. La maquette numérique doit par ailleurs améliorer son modèle collaboratif : le fonctionnement en silos est encore répandu dans la façon de travailler entre architectes, bureaux d’études, économistes. Heureusement, des BIM Managers en charge de l’agrégation des différentes maquettes produites permettent d’aboutir à une maquette unifiée.

L’intérêt de la maquette numérique ne se limite pas à la phase de conception. Celle-ci s’avère également vertueuse pour exploiter les ouvrages. Si un composant tombe en panne – prenons l’exemple d’un moteur de ventilation – un passage aux archives sera sûrement nécessaire pour récupérer des plans et localiser le dispositif défaillant. Mais l’information sera incomplète et il faudra appeler une entreprise qui ira regarder le modèle du composant à remplacer. Le BIM permet de s’affranchir d’espaces de stockage physiques et d’un premier déplacement du prestataire, dont le véhicule est émetteur de polluants et de CO2. Envisageons maintenant que notre composant – un caisson de ventilation - soit défaillant depuis plusieurs semaines, entraînant condensation et moisissures nécessitant des reprises de peintures. Comment aurions-nous pu éviter que la dégradation du bâti devienne le signal d’alerte ?  C’est là qu’intervient la maintenance préventive.


Les objets connectés et le monitoring au service d’une maintenance optimisée et préventive.
 

Qui n’a jamais rêvé de prédire l’avenir ? Que ce soit en bourse, en politique ou en météorologie, la prédiction des événements repose avant tout sur l’information disponible et exploitable. En parallèle, le monde des objets connectés ou Internet of Things (IoT) s’est montré florissant. De la cravate à la fourchette connectée, les idées ne manquent pas dès lors qu’on oublie l’essentiel : la valeur ajoutée finale. Mais revenons à notre caisson de ventilation tombé en panne il y a quelques semaines. Il aurait été possible de prédire sa défaillance grâce à un simple capteur nous informant d’une chute progressive de sa pression interne. Et le principe est duplicable sur les trappes de désenfumage, les systèmes de chauffage et de production d’eau chaude, la détection de monoxyde de carbone ou d’infiltrations naissantes au niveau d’organes d’étanchéité. 

Dès lors, il n’est plus nécessaire qu’un prestataire se déplace régulièrement pour vérifier que le voyant d’un caisson est au vert, ou que les températures de consigne sont correctes. La démarche BIM, à condition qu’elle soit correctement menée et couplée à des objets connectés, permet finalement de détecter des pannes à distance et avant qu’elles se produisent. Et de récupérer automatiquement les caractéristiques et l’emplacement des composants défaillants. Encore faut-il disposer d’outils de monitoring partagés.


Monitoring et pilotage : à l’extrémité de la chaîne de valeur, des interfaces dédiées aux utilisateurs.


La maintenance préventive n’est rien sans un outil de monitoring adapté. L’information, si elle existe, doit pouvoir être exploitée de manière ergonomique. À travers la génération d’alertes, et la visualisation d’indicateurs dynamiques. Ce monitoring repose sur des plateformes logicielles qui embarquent en temps réel un large panel de fonctionnalités permettant d’agréger les informations provenant de différentes sources : des objets connectés, mais aussi des fournisseurs d’énergie ou d’eau s’il s’agit de suivre ses consommations. Dès lors, le métier de gestionnaire patrimonial relève davantage de l’anticipation et d’actions correctives, et s’affranchit de déplacements délétères.

Monitorer, ce n’est pas uniquement détecter à distance. Pour bien faire, il faut également se réserver la possibilité de piloter et d’agir à distance. C’est là qu’interviennent les systèmes de gestion et de régulation techniques, climatiques et énergétiques des bâtiments, connus sous différents acronymes tels que GTC, GTB, GTEB. Dans cette perspective, la France impose, au-delà d’une certaine puissance utilisée, l’utilisation de tels outils à travers les dispositions du décret BACS (Building Automation Control System).
 

Interopérabilité et facteur d’échelle, enjeux d’une résilience urbaine.


La chaîne technologique que nous venons de parcourir et la valeur qu’elle produit ne sont envisageables que si les systèmes sont interopérables. Cette notion d’interopérabilité prend le sens de la capacité qu’ont des composants de différentes natures à communiquer entre eux : composants BIM, objets connectés, plateformes logicielles, systèmes de régulation. La bonne synergie de ces jalons technologiques repose sur des protocoles et des réseaux de communication normés et compatibles. La notion de résilience quant à elle, suppose de voir plus loin et de penser l’évolutivité des différents systèmes. Quel serait l’impact d’une évolution logicielle sur l’exploitation en cours ? Des API - Application Programming Interface - sont-elles développées ? Le réseau est-il capable d’auto-cicatrisation, en cas de défaillance d’une partie de ses organes ?

Au crible de l’interopérabilité, on pourrait être tenté d’imposer une solution unique sur le périmètre géographique le plus vaste possible. Une tentation assortie du fantasme d’une ville entière monitorée par une seule plateforme. Heureusement, les principes de la commande publique doivent garantir l’équité d’accès à la commande et permettre à une multitude d’acteurs d’intégrer le marché. Heureusement, le vivant nous enseigne que la diversité est indispensable à la résilience. Il n’y a donc pas à craindre, bien au contraire, la multiplication de systèmes matériels et logiciels. Pour atteindre une plus grande résilience, il nous faut éviter l’uniformité tout en préservant l’interopérabilité. Ce faisant, la problématique du facteur d’échelle se résout d’elle-même. Qu’on s’intéresse à un ouvrage, un quartier ou une ville, le bon fonctionnement des différentes couches matérielles et logicielles autorise ainsi toutes les granulométries. Y compris celles qui dépendent des typologies d’usagers : les préoccupations et besoins pour un site industriel étant différentes de celles qui concernent un immeuble d’habitation.
 

Replacer l’humain au cœur des enjeux numériques
 

Les données énergétiques et patrimoniales deviennent la colonne vertébrale d’une démarche de neutralité carbone. Indicateurs stratégiques permettant une aide à la décision et un pilotage urbain plus efficients, fiabilisation des données et de leur exploitation, deviennent désormais un prérequis en termes de gisement d’économies. Il y a 200 ans, la révolution industrielle affichait la promesse de nous libérer de tâches épuisantes ou répétitives. Partiellement reléguée au rang de mythe, elle laisse place à une révolution numérique et un déferlement technologique dont le caractère désirable et inéluctable semble admis. Mais nous pouvons considérer les technologies numériques comme de simples outils à notre service et dont la finalité serait de tenir la promesse de ces révolutions. À condition que cela ne se fasse pas au détriment de l’environnement. La stratégie à adopter repose donc sur une expression préalable des besoins. Que voulons-nous faire ? Pour quoi ? Pour qui ?  Permettre à chacun de s’emparer du sujet et de s’exprimer est un prérequis indispensable à l’élaboration de cette stratégie. Une stratégie dont la déclinaison pratique répond aux enjeux et aux besoins fondamentaux, et au sein de laquelle la valeur l’emporte sur la seule désirabilité. Replacer l’humain au cœur des enjeux technologiques et des choix qu’ils sous-tendent, c’est s’assurer que les outils créés lui sont adaptés, plutôt que de lui imposer de s’adapter aux outils.
 

Article signé Clément Urvoy, CONSULTANT SOLUTIONS DIGITALES CYRISEA 

 


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