PREDUSE

PREDUSE est un projet dont le but est de mieux prendre en compte le facteur humain dans les bâtiments, à la fois en conception qu’en exploitation afin de mieux évaluer l’impact des occupants sur le comportement du bâtiment et de s’y adapter.

Contexte

Les études montrent que les consommations énergétiques d’un bâtiment sont souvent éloignées de celles prédites par les modèles lors de la conception. Trois facteurs principaux expliquent ces écarts : lors du chantier la mauvaise mise en œuvre de ce qui a été préconisé à la conception, les données météo différentes de la réalité et le comportement des occupants réels qui demeure assez peu prévisible. C’est sur ce dernier volet que se concentre le projet PREDUSE.

Objectifs

Le projet PREDUSE cherche donc à développer une méthodologie permettant de prendre en compte l’impact réel des occupants sur le comportement énergétique du bâtiment à partir de données issues de capteurs et de retours des occupants à travers des questionnaires et sollicitations. Il s’agit de travailler sur une base de données réelles et non plus sur des simulations statistiques. Le projet s’est par ailleurs concentré sur les bâtiments d’habitation.

Le projet PREDUSE a plusieurs objectifs :

Développer des outils permettant, au cas par cas, de caractériser l’usage d’un bâtiment spécifique
Estimer et reconstituer les pratiques des occupants
Simuler des pratiques en utilisant des techniques de modélisation adéquates
Établir une méthodologie compatible avec les contraintes de terrain en mettant en œuvre une instrumentation adéquate

Organisation

Le projet PREDUSE se décline en plusieurs étapes successives. La première est d’établir un état de l’art en matière de modélisation du comportement des usagers et d’instrumentation pour la captation de celui-ci. Il permet au projet PREDUSE de se positionner de façon cohérente mais différenciante par rapport aux travaux antérieurs de recherche sur le sujet.

Ensuite, une méthode d’instrumentation a été développée pour avoir un plan de mesure qui permette l’instrumentation et la collecte de données. Il permet d’établir la liste des dispositifs utilisables, à quels coûts et selon quelles contraintes techniques en particulier en matière de communication des données. Ainsi, un cahier des charges peut être créé afin d’avoir toutes les informations nécessaires au paramétrage, au fonctionnement et à la validation des modèles proposés ensuite, à moindre coût.

Il s’agit ensuite de mettre en œuvre l’instrumentation, de la mettre en service et de la contrôler sur des cas expérimentaux. Quatre logements ont ainsi été instrumentés autour de Bordeaux sur toute la période du projet avec un total de près 100 points de mesures collectées par logement avec un pas de temps moyen de 15 min.

Parallèlement des modèles ont été élaborés pour établir des liens entre l’usage réel de l’occupant et les mesures énergétiques effectuées. Dans le cadre du projet, une application a été développée par Ly Huynh Phan pour que les usagers du bâtiment puissent faire état de leurs activités de la journée. Cela a permis d’entraîner des modèles permet de reproduire les liens entre les données observées, les activités des usagers et les consommations énergétiques associées.

Le projet se poursuit dans le but de contourner la difficulté liée à la collecte des labels d’activités auprès des occupants. Il a été difficile d’impliquer les occupants sur une période de temps longue (au-delà de 5 semaines) pour qu’ils déclarent l’ensemble des activités menées chaque jour sur des intervalles de temps de 30 min. L’objectif est maintenant d’élaborer une approche plus interactive qui limite le nombre de questions posées à l’occupant.

Résultats et valorisation

Les travaux de thèse de Ly Huynh Phan menés dans le projet PREDUSE permettent notamment de détecter les activités des usagers dans un logement à partir de données mesurées in-situ. Les modèles développés permettent également d’établir les relations entre les activités étudiées et les consommations d’énergie associées. Enfin, en combinant ces deux résultats, il a été possible d’élaborer des modèles permettant de simuler/prévoir les activités des usagers et leurs consommations énergétiques.

Valorisation

Les modèles développés jusqu’ici constituent une brique essentielle au développement de nouveaux projets dans le contexte de la garantie de performance. On peut notamment citer le projet ANR Learning Home, dont I2M est partenaire, qui a pour but d’exploiter la méthodologie mise au point pour accompagner les usagers vers plus de sobriété énergétique. La thèse de Minh Phuong Huynh, financée par ce projet, s’inscrit dans la continuité des travaux de thèse de Ly Huynh Phan. En particulier, nous souhaitons observer si des campagnes de sensibilisation ou d’informations des occupants peuvent amener ces derniers à changer de pratiques et si ces changements sont pérennes. Nous espérons également comparer différents moyens pour amener les occupants vers des pratiques moins énergivores dans le but d’identifier les plus efficaces.

Publications

Thèse de Ly Huynh Phan : Phan, H. (2022). Modélisation de l’activité des ménages dans le bâtiment résidentiel instrumenté (Doctoral dissertation, Bordeaux). https://www.theses.fr/2022BORD0009

Article : Phan, H., Recht, T., Malvestio, J., Viot, H., Ploix, S., & Mora, L. A verifiable model to estimate household activities in instrumented dwellings. Available at SSRN 4241900. https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4145840

Article : Phan, H., Recht, T., Mora, L., & Ploix, S. (2020). Contextualized model for occupants' activities estimation in connected buildings. In Conférence Francophone de l'International Building Performance Simulation Association 2020 (IBPSA France 2020) https://hal.science/hal-03405335/document

Pour une lecture plus détaillée sur le projet PREDUSE, nous vous invitons à consulter l’article de Nobatek/INEF4 qui est dédié au projet : https://blog.nobatek.inef4.com/reduire-le-gap-de-performance-energetique-grace-a-une-meilleure-prediction-des-usages/

Mise à jour le 15/02/2023

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