Le numérique : un outil de pilotage et de modélisation pour une ville durable


Les outils numériques, des atouts et des limites pour bâtir la ville décarbonée


Sur quels leviers numériques compter pour atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050 et fabriquer des villes plus résilientes ? Comment la filière bâtiment s'en empare-t-elle aujourd’hui ? À l’aune de l’enjeu carbone, il devient impératif d’articuler exploitation de la donnée et intelligence collective pour réussir le pari de la transition environnementale.

Smart city, BIM, CIM… Dans les villes en transformation, oui, tout peut potentiellement se calculer, se modéliser, s’anticiper, grâce à la donnée et aux outils numériques. Et a fortiori, l’impact carbone des bâtiments. 

Mais ce n’est pas si simple : les variables sont nombreuses, les données complexes à orchestrer. Quand il faut choisir entre un matériau durable, local, mais moins efficient sur le plan thermique, ou un matériau irréprochable sur l’isolation, mais au bilan carbone déplorable, quel arbitrage ? La filière bâtiment connaît bien ces dilemmes. Et les réponses deviennent systémiques, globales. Il ne s’agit plus uniquement de choisir un matériau, une technique, de décider de placer des capteurs intelligents pour adapter les consommations d’énergie, mais d’appréhender l’ouvrage dans toutes ses dimensions, y compris son usage. 

Dans ce contexte, l’outil numérique s’impose : outil de calcul au stade de la conception, outils de mesure au long de la vie du bâtiment, applications mobiles à destination des usagers… Il se met au service de la transformation nécessaire des villes vers davantage de résilience, et les acteurs de la ville en ont de plus en plus conscience.
 

Exploiter des données numériques : une réalité déjà ancrée dans les pratiques


Il faudrait commencer par rappeler que le numérique « c’est une problématique d’exploitation de données », comme le souligne Angélica Calvet, dirigeante de CS Horizon, spécialiste du management agile et présidente de la Fédération régionale Cinov Nouvelle-Aquitaine. La filière bâtiment a déjà intégré les outils numériques dans ses pratiques. Ce que l’objectif de neutralité carbone modifie, au fond, ne serait-ce pas la nature des données à recueillir, la façon de les interpréter et de les faire vivre dans la durée ? À ces besoins, la filière du bâtiment apporte déjà quelques réponses.

  • D’abord, le numérique rend possible la modélisation des données complexes qui entrent en œuvre dans la construction d’un bâtiment neutre en carbone. C’est sans doute l’un des usages de la donnée les plus évidents pour les habitués du modèle BIM. « Le numérique a sa place pour dimensionner, calculer, modéliser un bâtiment dans un contexte où le volume et la complexité des données à prendre en compte vont croissant », explique Julien Mercier, vice-président à l’innovation, de la Fédération Cinov. Les bases de données existent, à l’instar de la base INIES qui comprend les données nécessaires au calcul de l’impact carbone des matériaux. Les outils logiciels sont accessibles et exploités par les bureaux d’études, les architectes, etc. même si leur interopérabilité demeure un enjeu.
  • Ensuite, le numérique rend accessibles les retours d’expérience. Un monitoring précis des performances des bâtiments après leur livraison délivre des indicateurs précieux pour comparer des résultats réels aux prévisions issues de la simulation. Et ces résultats peuvent être partagés. Pour Julien Mercier, « le numérique est très important pour identifier les meilleures pratiques, surtout dans un contexte où les méthodes évoluent et en l’absence de règles unanimes ». 
  • Ce monitoring précis des performances dans le temps apporte aussi l’opportunité de corriger des usages. Le bâtiment s’avère-t-il plus gourmand en énergie que prévu ? Pourquoi ? Quelles actions correctives déployer pour améliorer les performances ? Là encore, le numérique apporte l’objectivité et la précision de la mesure. Lorsque les indicateurs sont clairs, la donnée se met au service de la performance du bâtiment.
  • Le numérique, enfin, ouvre la porte à la traçabilité des matériaux et des interventions réalisées sur un ouvrage. « Aujourd’hui, un bâtiment, c’est souvent une boîte noire, affirme Julien Mercier, la donnée numérique doit apporter des informations qui nous manquent cruellement ». Un outil précieux à long terme, à condition de faire vivre la donnée et d’en garantir la fiabilité et la sécurité.


En phase d’exploitation : le pilotage numérique au service de l’humain


À ces usages du numérique à l’œuvre en phase de conception des bâtiments s’ajoutent des usages potentiels en phase d’exploitation. C’est d’ailleurs à ces usages que renvoie l’imaginaire de la smart city vertueuse et décarbonée : une ville intelligente, bardée de capteurs dédiés à améliorer ses performances, depuis la gestion de la mobilité jusqu’à la maîtrise énergétique. 

En France, des exemples existent à l’échelle de bâtiments intelligents, dans lesquels le numérique s’invite volontiers à la place de copilote, au service du bon usage. Et sur ce point, les experts sont unanimes : les outils doivent se mettre au service de l’humain. Hors de question, pour Julien Mercier, de tomber dans la surenchère technologique inutile : « on ne peut pas s’appuyer sur une béquille technologique pour compenser des comportements inadaptés, au risque d’ailleurs de surenchérir inutilement le coût des bâtiments. La responsabilisation et l’éducation des usagers restent centrales ».

Frédéric Boeuf, vice-président à la transition environnementale, Fédération Cinov, cite de son côté quelques exemples d’usages pertinents des outils numériques pour guider les occupants vers une meilleure prise en main des bâtiments : informations en temps réel sur les consommations, la gamification pour intégrer des comportements vertueux, comme l’application de « coopétition » sur un habitat collectif . Icides capteurs mesurent la performance de chaque logement et les usagers entrent dans un jeu collectif pour diminuer leur impact environnemental. Ils ont la possibilité de comparer leurs résultats à la moyenne de l’immeuble et une équipe de sociologues animent l’expérience pour renforcer la prise en main du lieu. 

Pour Frédéric Bœuf, ce système de nudge — comprendre une incitation positive et discrète à l’action — est vertueux : « on arrive mieux à impliquer les citoyens dans la résilience par des actions positives que par la coercition ». 


Quand le bilan carbone pousse à remettre l’usage et l’usager au centre de la conception


Mais le nudge ne fonctionne qu’à la condition d’intégrer les usages et les usagers du bâtiment dès le départ : « Si la conception d’un ouvrage oublie les usagers, les performances environnementales et énergétiques réelles n’atteindront pas les ambitions fixées », insiste Frédéric Bœuf. Ce qu’on appelle le « performance gap », le fossé de performance, c’est-à-dire l’écart entre la performance prévue au stade de la conception et la performance réelle relevée en occupation. Des écarts qui peuvent s’avérer considérables. Comment l’expliquer ? Le facteur humain y est pour beaucoup. Il est difficile à intégrer dans les calculs en amont, mais qu’il est possible d’évaluer a posteriori, dans des études de type « Post occupancy evaluation » (POE), qui recueillent, selon une grille de critères psycho-socio-affectifs, les ressentis, les préférences et les habitudes des occupants du bâtiment sur différents points de confort : hygrothermique, visuel, acoustique, olfactif, etc. 

Ainsi, comme le résume Angélica Calvet, « pour maîtriser le bilan carbone, il ne suffit pas de construire des briques les unes à côté des autres, il faut travailler sur l’usage rationnel du bâtiment ». Et ne plus adapter les usagers aux bâtiments, mais l’inverse, laisser les bâtiments s’adapter aux usagers. Autrement dit, mettre la donnée et les outils numériques, au service des besoins des usagers et de la valeur d’usage. À l’heure de l’homo numericus, il ne s’agit pas uniquement de changer les outils. Il faut changer de paradigme. 

Quand la principale limite au bon usage du numérique est organisationnelle

Alors, comment procéder pour remettre sans cesse l’usager au centre ? Il reste un obstacle à franchir : adapter les méthodes de travail, transformer les visions et les habitudes de toute une filière, en plus d’intégrer et de mettre à jour, dans la durée, des compétences inédites. Et sur ce point, les défis sont nombreux :

  • Il faut améliorer l’interopérabilité des différents outils numériques. Pour Julien Mercier et pour Frédéric Libaud, Administrateur Cinov Numérique, tirer le meilleur parti des outils numériques passe par une plus grande coopération entre les acteurs, qui peuvent s’appuyer sur l’openBIM et ses normes, pour établir des pratiques partagés grâce aux retours d’expérience de chacun.
  • Autre besoin : améliorer la coordination entre des corps de métier qui ne se fréquentaient pas, ou peu, jusqu’alors, comme le souligne Frédéric Bœuf. « Il faut désormais réussir à créer des synergies entre des métiers avec lesquels on ne travaillait pas avant, des sociologues, des gestionnaires de données, etc. ». Angélica Calvet évoque quant à elle des techniques d’intelligence collective, et de design de service, pour intégrer les besoins des usagers dès la conception des projets.
  • La formation et la montée en compétences des professionnels de la filière du bâtiment sont indispensables. « C’est un enjeu qui arrive à une échéance très courte, souligne Julien Mercier, et tout le secteur se mobilise pour y parvenir ». D’autant qu’atteindre une meilleure performance carbone implique aussi d’apprendre à maîtriser des innovations techniques et la mise en œuvre de nouveaux matériaux.


Des limites mais une volonté d’avancer bien présente dans le bâtiment 


Sur ce dernier point, Frédéric Libaud soulève d’autres défis, tels que la faible maturité des petits artisans quant à l’usage des outils numériques, ou encore la difficulté à appliquer la logique de modélisation sur les chantiers de rénovation. Sans être pessimiste sur la question, il demeure prudent : « Quand la rénovation est souvent menée par des entrepreneurs individuels, la question de l’accès au numérique est une vraie problématique ». 

Dernier enjeu : la maîtrise et la sécurisation de la donnée numérique en elle-même. « Certains immeubles sont des passoires pour les cybermenaces », alerte Angélica Calvet. Plus un bâtiment compte de capteurs et de couches de données, plus il offre de vulnérabilités. Julien Mercier abonde en ce sens : « il faut voir la donnée comme un patrimoine qu’on lègue aux futures générations, gérer son cycle de vie, savoir comment on la stocke, comment on garantit sa justesse et sa pérennité ». C’est peut-être cette problématique de la cybersécurité qui poussera à plus de dialogue entre les différentes parties prenantes des mondes du bâtiment et du numérique. D’ailleurs, pour Julien Mercier, la volonté d’avancer est bien présente. « Nous savons qu’il faut viser la neutralité carbone, et le numérique est un des leviers pour y parvenir. À nous d’agir et d’explorer toutes les pistes possibles ».
 

Un article signé par la Fédération CINOV


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