1. Définition

Le bâtiment intelligent se définit comme un bâtiment à haute efficacité énergétique intégrant, dans la gestion intelligente du bâtiment les équipements consommateurs, les équipements producteurs et les éventuels équipements de stockage. Il s’agit de mettre de « l’intelligence » sur le réseau électrique privé des bâtiments (maison, immeuble d’habitations ou de bureaux) pour faciliter et améliorer la gestion de l’énergie et des appareils électriques sur le réseau.

Déjà progressivement mises en œuvre sur les réseaux publics de distribution, les technologies numériques introduites sur le réseau d’électricité privé seront ainsi l’outil indispensable d’une gestion améliorée. Par ailleurs, trois évolutions majeures apparues sur les réseaux électriques auront un impact considérable sur la façon de gérer l’énergie dans le bâtiment : 

• la production décentralisée d’électricité à partir d’énergies de sources renouvelables (éolien, photovoltaïque) ;
• le développement du véhicule électrique, qui peut être utilisé comme installation de stockage ;
• le compteur communicant, interface entre les réseaux publics d’électricité et le réseau privé du bâtiment, à l’origine d’innovations majeures en aval du compteur.

2. Les caractéristiques du bâtiment intelligent

L’efficacité énergétique dépend largement des techniques de construction du bâtiment, de l’isolation par exemple. Le concept de bâtiment intelligent correspond à l’intégration de solutions de gestion énergétique dans l’habitat et les bâtiments d’entreprise, notamment pour parvenir à des bâtiments à énergie positive. De nombreuses solutions existent et sont complémentaires :

• une meilleure isolation des bâtiments : elle constitue la méthode la plus efficace pour éviter le gaspillage thermique et permet de se passer de chauffage en dehors des périodes de grand froid (nombreux matériaux : laine de verre, chanvre ou paille) ;
• de nouvelles techniques de production d’énergie : le bâtiment permet d’intégrer facilement les énergies de sources renouvelables. La toiture permet d’accueillir les panneaux photovoltaïques qui compensent voire dépassent les dépenses énergétiques des habitants ou les capteurs thermiques solaires qui chauffent l’eau pour le chauffage ou les sanitaires ;
• le développement des performances des systèmes de ventilation afin d’éviter de perdre le bénéfice de l’isolation en ouvrant une fenêtre que ce soit en période de grand froid ou de forte chaleur (ventilation à double flux ou puits canadien) ;
• des systèmes de chauffage et de climatisation plus vertueux (poêle à bois, pompe à chaleur, géothermie) et d’autres systèmes permettant de mieux réguler la température (thermostat, chaudières performantes, etc.) ;
• un choix plus réfléchi sur la localisation du bâtiment en termes de terrain d’implantation et d’orientation afin de tirer le meilleur parti de l’isolation, des ouvertures et des panneaux photovoltaïques ;
• une mesure systématique des performances, afin d’adapter si besoin les décisions ;
• le développement de la domotique, des équipements à consommation d’énergie plus sobre et des systèmes de gestion d’énergie.

L’enjeu est donc de concevoir les systèmes du bâtiment qui permettront d’atteindre une meilleure performance énergétique, c’est-à-dire d’éliminer les dépenses d’énergie inutiles à confort équivalent voire accru. Il s’agit, d’une part, de déployer les principes de l’efficacité énergétique active, en optimisant l’utilisation des équipements de confort et l’action des énergies ainsi qu’en mesurant et surveillant les performances énergétiques pour les maintenir dans le temps et, d’autre part, d’apporter aux acteurs les moyens de coopérer pour réaliser ensemble des projets de construction et de rénovation efficaces d’un point de vue énergétique. Plus précisément, les actions pouvant être mises en œuvre sont :

1. adapter le fonctionnement des équipements à la présence des occupants et à leurs activités ;
2. optimiser les approvisionnements énergétiques en priorisant, si possible, les énergies non émettrices de CO2 ;
3. tirer parti des apports gratuits (orientation du bâtiment par exemple) ;
4. optimiser les synergies entre équipements ;
5. optimiser les performances globales des équipements (génération, distribution, émission) ;
6. informer et sensibiliser : mesure et surveillance des consommations énergétiques pour chaque type d’utilisateur, d’occupant, d’exploitant, de mainteneur et de propriétaire.

Ces actions peuvent être mises en œuvre grâce à l’utilisation de l'intelligence artificielle (IA) dans le bâtiment. En effet, grâce à l’IA il devient possible de mieux comprendre les usages, de les anticiper, et donc de proposer les meilleures actions.

3. Des services innovants à la disposition du consommateur

L’habitat connaît donc une adaptation de ses équipements (ballon d’eau chaude, équipements électroménagers, éclairage) intégrant les évolutions techniques et technologiques (Internet des objets, communication et interaction des appareils et équipements entre eux) et une modification de la façon de les gérer (stockage d’énergie, fonctionnement différé ou réduit). De nombreux services d’efficacité énergétique ont ainsi vu le jour : 

• services relatifs au suivi des consommations :informer le client sur sa consommation globale et sur sa consommation détaillée pour lui donner les moyens d’arbitrer ;
• services relatifs au pilotage et à la gestion de la consommation des équipements et de la charge selon différents degrés : gestion classique du chauffage, gestion avancée des principaux usages pilotage généralisé de tous les équipements ;
• services relatifs à la production locale d’énergie  : suivi de la production et alertes, l’optimisation entre production et consommation.

Ces services d’efficacité énergétique vont petit à petit apporter de l’intelligence au bâtiment et améliorer son efficacité énergétique, intégrant dans la gestion intelligente du bâtiment les équipements consommateurs, les équipements producteurs et les véhicules électriques – pour le stockage de l’électricité.

4. Un impact fort sur les acteurs des mondes de l’énergie et des télécommunications

Le développement du bâtiment intelligent fait intervenir un très grand nombre d’acteurs, du développeur de logiciels de pilotage à distance, au fabricant d’appareils électriques et électroménagers, en passant par les architectes, ingénieurs, gestionnaires de réseaux, fournisseurs et professionnels du bâtiment, mais aussi les constructeurs de véhicules électriques et de systèmes de production d’énergie décentralisée. Par ailleurs, les pouvoirs publics, les médias, les centres de recherche jouent un rôle clé dans cette évolution.

En outre, tous les acteurs du système électrique tirent avantage de cet essor du smart building. Pour les utilisateurs, l’introduction des technologies de l’information et communication (TIC) et de la domotique dans l’habitat vise à leur simplifier la vie, à améliorer leur confort et à faciliter la gestion de leur consommation électrique. L’intérêt du bâtiment intelligent pour les gestionnaires de réseaux de distribution réside dans une meilleure connaissance de l’état de l’ensemble du réseau et une meilleure gestion des pointes :  réduction des consommations au moment de la pointe et voire déplacement des consommations à d’autres moments de la journée. Le bâtiment intelligent donne aussi la faculté aux fournisseurs d’électricité d’adapter leurs offres tarifaires et de les rendre plus innovantes.

5. Kergrid : un réseau intelligent à l’échelle du bâtiment

Le syndicat départemental du Morbihan (SDEM) et Schneider Electric ont conçu le nouveau siège du SDEM comme un bâtiment intelligent, qui associe production locale et stockage d’énergie. Ce dispositif doit lui permettre de s’effacer lors des pointes de consommation durant deux heures pleines au maximum. Ce projet, qui s’inscrit dans la lignée du Pacte électrique breton, offre une alternative au renforcement du réseau public de distribution, dont une partie des travaux est à la charge de la collectivité.