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 Dossier - Août-Septembre 2014

Performance énergétique du bâtiment : le tableau électrique communicant en ordre de marche !


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« L’efficacité énergétique active passe aussi par une simplification de l’offre »

Pour les acteurs réunis au sein d’Ignes, la question de l’efficacité énergétique est loin d’être un sujet isolé. Elle concerne à la fois les infrastructures liées à l’énergie et celles du déploiement numérique.
Concernant plus particulièrement les bâtiments des secteurs résidentiels et petits tertiaires, il convient de prendre en compte une double approche : l’efficacité énergétique passive et l’efficacité énergétique active, associées au comportement de l’occupant. C’est en effet en associant l’isolation performante des bâtiments et l’intelligence des systèmes de régulation et de gestion, par exemple, que la performance optimale sera atteinte, avec des résultats probants à la clé. Une étude récente publiée par Carbone 4 et le CSTB1 ne manque pas de souligner le potentiel technico-économique des solutions d’efficacité énergétique dites « actives », potentiel largement valorisé en combinant les solutions actives avec celles du passif. Cette notion de gestion active concerne aussi bien l’occupant dans son rôle d’exploitant informé par les différentes interfaces à sa disposition, que les systèmes de régulation plus ou moins automatisés.
Concernant le marché de la rénovation, l’intérêt des équipements électriques est même double, car la mesure préalable des consommations à l’aide de solutions de comptage et l’information donnée aux utilisateurs permettent de mieux comprendre, maîtriser ses consommations d’énergie, voire cerner ses besoins et décider d’investir là où les gains potentiels sont les plus importants !
Aborder la question de l’efficacité énergétique passe aussi par une phase d’implication de tous les professionnels de la filière. Nous avons tous un rôle à jouer pour faire connaître et reconnaître les atouts des solutions d’efficacité énergétique active dans les bâtiments. À nous, industriels, d’engager un mouvement de simplification de l’offre et de lisibilité des solutions. Performantes, accessibles, simples à installer, ces solutions technologiques seront d’autant mieux relayées par nos partenaires distributeurs et, in fine, par les installateurs. À nous également d’apporter une plus grande information sur les temps de retour sur investissement.
Sur le terrain, notamment en rénovation, l’approche « efficacité énergétique », peut être amenée via différents leviers. Installer une alarme, intervenir sur un tableau de répartition, mettre en sécurité l’installation électrique, faire évoluer le logement dans le cadre du maintien à domicile… sont autant de possibilités à disposition de l’installateur pour évoquer à son client les solutions d’efficacité énergétique en rapport avec les aides financières potentielles. Il y a, dans ce contexte, un vaste chantier de communication à mener par la filière, afin que la conjonction des besoins avec les services et leur valeur ajoutée soit un réflexe pour chacun.

Sophie Breton, présidente d’Ignes

(1) Voir en page 6 du journal.

 


Performance énergétique du bâtiment : le tableau électrique communicant en ordre de marche !


Mesurer, analyser, agir. Voici résumés en seulement trois mots clés, les leviers de la performance énergétique « active » du bâtiment. Qu’il s’agisse d’un simple logement ou d’un plateau de bureau de 10 000 mètres carrés, le principe est à peu près le même. Les solutions mises en œuvre seront évidemment différentes. Tour d’horizon avec quelques grands acteurs industriels de la filière électrique.

em72 doss1Rarement dans un article d’Électro Magazine ce mot est apparu autant de fois : cloud. Il faudra en prendre l’habitude, car entre la collecte des données stratégiques et leur distribution sous la forme attendue, la nébuleuse des serveurs informatiques répartis dans la nature devient incontournable. Il faut aussi dès à présent comprendre qu’un mauvais coup de pelleteuse dans la voirie pourra rendre flasque l’intelligence d’un bâtiment tout entier. Mais là est un autre débat.
Parmi les phénomènes qui rendent incontournable l’intérêt pour la performance énergétique « active » des bâtiments (petits et grands), on peut citer la fin prochaine des tarifs régulés de l’énergie, l’entrée en service des nouveaux compteurs intelligents (dont Linky dans le résidentiel), la montée en puissance du smart grid, la volonté de mettre à niveau la performance énergétique des bâtiments existants malgré leurs défauts en matière d’isolation ou bien encore l’entrée en vigueur prochaine de l’obligation d’audit énergétique pour les entreprises de plus de 250 salariés. Les raisons ne manquent donc pas !

Des solutions mutualisées dans l’habitat collectif
Hager Energy, service Web mutualisé dédié à l’habitat collectif, permet de doter les logements d’une solution de mesure des consommations d’énergie. Au-delà de cette fonctionnalité de base, des packs fonctionnels sont proposés aux acquéreurs ou au bailleur. Il s’agit par exemple de gérer le chauffage électrique et la production d’eau chaude sanitaire à distance, de piloter les volets roulants ou encore l’éclairage. Un serveur disposé au pied de l’immeuble reçoit l’ensemble des informations, les met en forme pour répondre, à différents niveaux d’accès (tout en respectant la confidentialité de chacun), aux occupants, au bailleur, au syndic de copropriété… Les consommations des communs ou encore d’une installation photovoltaïque collective peuvent être traitées de la même façon. Les bailleurs trouvent dans ce service un moyen de connaître la consommation globale d’un bâtiment, de répartir les charges en cas de chauffage et de production d’eau chaude collective, de lancer des alertes de consommation aux locataires et aussi de gérer des équipements à distance, comme la fermeture de volets roulants le week-end dans les cités universitaires…
Hager dispose d’une force de vente spécialisée en « bâtiments intelligents » qui, en 2014, a suivi l’équipement d’environ 1 000 logements (soit une dizaine de sites), aux deux tiers pour le compte de bailleurs et de cités universitaires et pour le reste dans le cadre d’actions de promotion privées. Pour 2015, Hager vise l’équipement de 5 000 logements. Pour l’instant principalement mise en œuvre au service de logements collectifs, la solution Hager Energy peut également se décliner à l’échelle d’un écoquartier pour des maisons individuelles groupées.
Hager a par ailleurs lancé un afficheur modulaire de tableau multi-énergie RT 2012 avec des capteurs de type tore ou à placer entre deux portions de barre de répartition. Sont prévues, en complément des passerelles impulsionnelles pour intégrer la consommation, d’autres énergies. Il est possible d’adjoindre à cet élément de tableau, un afficheur d’ambiance filaire au design Kallysta ou Essensya. Notons par ailleurs que l’interface tebis Domovea peut dorénavant afficher un tableau de bord multi-énergie !

Mise à disposition des informations sur de multiples interfaces
em72 doss2Chez Legrand, l’affichage des consommations d’énergie (mesure et affichage) est inclus dans l’offre domotique MyHome. Legrand a toutefois lancé, en 2014, un écocompteur filaire, au format modulaire de tableau, pour effectuer une mesure par usage à l’aide de tores. Deux entrées supplémentaires permettent de compiler la mesure des consommations de gaz et d’eau : au début de 2015, des modules radio donneront la possibilité de créer cette liaison par radio. Ce système de comptage est équipé d’une sortie IP pour une connexion directe à une box Internet. Aussi, en 2015, les portiers Bticino et Legrand seront capables de relayer l’affichage des consommations d’énergie.
Dans le résidentiel, Schneider Electric développe son contrôleur Wiser, lancé au début de 2014. Ce module assure la remontée vers le cloud des informations de consommation prises au niveau du tableau électrique. Les informations redescendent du cloud entre les mains des utilisateurs via leurs interfaces de communications habituelles (Smartphone, tablette, PC…). Depuis septembre 2014, Wiser a étendu ses applications au pilotage du chauffage électrique et du chauffage sur boucle d’eau chaude via des têtes thermostatiques numériques. Le moment venu, Wiser sera un complément du nouveau compteur électrique Linky, en phase avec la gestion dynamique de la tarification et les possibilités d’effacement. D’ailleurs, Wiser, comme Linky bénéficieront de mises à jour automatiques via le réseau, un peu comme une box Internet se met à niveau sans que personne ne s’en aperçoive.

Vers des solutions simples à mettre en œuvre
em72 doss3Lancé en avril 2014 à l’occasion du salon Light & Building, à Francfort, le système Free at Home d’ABB arrivera en France dans le courant de 2015. Il est actuellement disponible en Allemagne, en Suède et en Chine. Cette solution domotique filaire d’une grande simplicité permettra de prendre en compte les enjeux de l’efficacité énergétique et la gestion active de l’habitat via un contrôle commande des usages. Ses atouts ? Pas besoin de formation pour l’installateur, pas de programmation. Le paramétrage de l’installation revient à l’utilisateur. L’installation réalisée selon un câblage en topologie libre sera limitée à un total de 64 capteurs et actionneurs. Dans ces conditions, le temps de mise en service par l’installateur sera réduit à l’extrême. À suivre…

Performance à tous les niveaux de l’installation tertiaire
em72 doss4À partir de 160 A, les disjoncteurs boîtier moulé de Legrand (et jusqu’à 6 300 A sur disjoncteur ouvert) sont capables nativement de mesurer les consommations d’énergie. Chaque tableau muni d’un convertisseur IP peut envoyer ses données vers un serveur Web local chargé de faire la synthèse de l’ensemble des données mesurées. Ensuite, localement, un logiciel permet de consulter les consommations. Il est toutefois possible de remonter les informations de multiples sites vers un serveur central.
Au service des sites tertiaires de moyenne taille, la couche supervision de Legrand se nomme Building Manager version « visualiseur ». Ce logiciel, développé sur la base d’un moteur PCVue, permet de regrouper les mesures et le comptage, la gestion de l’éclairage, mais aussi la gestion de la maintenance et des éclairages de sécurité, les alarmes incendie…
La version « décideur » de Building Manager s’adresse, quant à elle, au tertiaire de moyenne à grande surface. Il est alors possible, via une étape d’intégration, d’ajouter d’autres fonctionnalités ayant rapport au chauffage, à la ventilation… Au début de 2015, des offres complémentaires arriveront sur le marché.
Grâce aux transformateurs secs lancés sous la marque Legrand en 2013, il est possible, déjà en amont de l’installation, de réaliser des économies d’énergie. Conformément à la nouvelle norme NF EN 50541-1, les transformateurs de distribution doivent répondre à certains objectifs bien précis en matière d’efficacité énergétique et de respect de l’environnement. Le prix d’achat d’un transformateur ne représente qu’une faible partie du coût global de l’équipement, tandis que le coût d’exploitation (essentiellement lié aux pertes) représente plus de 80 % de ce coût global. Autrement dit, il est possible, sur une période relativement courte, de récupérer le surcoût investi pour l’achat d’un écotransformateur comparé à un transformateur à pertes normales. Legrand fait une démonstration entre un transformateur de classe N et un écotransformateur classe AA de 1 000 kVA de puissance nominale. Sur une durée de vingt ans, sous l’angle du coût global, l’écotransformateur dégage une économie de 7 800 € et évite la production de 376 tonnes de CO2 ! À ce niveau de l’installation, les batteries de condensateurs représentent aussi des investissements rentables, sachant que le marché est encore loin d’être saturé.


Des tableaux de bord vraiment adaptés à chacun
em72 doss5Depuis deux ans, dans le cadre de la rénovation des bâtiments, Siemens présente ses solutions de performance énergétique selon les trois classes d’actions d’efficacité énergétique définies au sein du Gimelec : classe EE1 (actions de type mesure), classe EE2 (actions de type EE1 avec, en plus, les actions sur les systèmes) et classe EE3 (actions de type EE2 avec, en plus, des actions sur les équipements et sur l’enveloppe du bâtiment). Pour Siemens, l’efficacité énergétique est liée à une démarche financière et à des investissements. De fait, le seul moyen de convaincre les décideurs est bien de mesurer les dépenses énergétiques pour dresser un état des lieux. Lors de l’approche d’un client d’envergure, la mesure de performance d’un premier site aide à proposer des actions de type EE1, avec des solutions de mesure, mais aussi des services de conseil pour aider l’exploitant à mieux piloter son installation. À ce niveau, Siemens détermine l’intérêt d’aborder les niveaux EE2 ou EE3. Le niveau EE2 implique des interactions avec le fonctionnement et la programmation des équipements selon la norme NF EN 15232. À ce stade, Siemens introduit ses solutions de GTB au service du confort et de l’efficacité énergétique. Le niveau EE3 permet d’aborder l’optimisation sur la base d’investissements à des fins de modernisation des installations techniques : éclairage, système de chauffage… Les gains sont plus élevés, mais les temps de retour plus longs.
En matière de gestion de données, Siemens développe une stratégie d’application cloud qui compile les données issues de multiples applications de différentes marques. Ces données sont poussées par les applications afin d’éviter toute intrusion sur les systèmes locaux. À partir de ce cloud, le client peut lui-même réaliser (ou faire réaliser par Siemens) ses tableaux de bord énergétiques. La société propose également des interfaces de lecture qui ne demandent aucune connaissance particulière pour être gérées. Un exploitant peut donc décliner l’information pour les différents niveaux de gestion internes et externes à l’entreprise, mais aussi pour ses salariés ou pour les clients et visiteurs, voire pour le grand public, au travers de multiples moyens d’affichage numérique !

Solutions packagées et accessibles
La division écobuiding de Schneider Electric est aujourd’hui organisée pour être au service des divisions résidentiel et tertiaire. Elle propose les nombreuses solutions matérielles, logicielles et de service en lien avec des projets d’efficacité énergétique. Au menu, le tableau électrique intelligent, les passerelles numériques permettant de communiquer au-delà du bâtiment, les solutions logicielles locales ou distantes pour analyser les données et les présenter sous la forme de tableaux de bord. Il s’agit bien d’une démarche globale qui vise à donner forme au tableau électrique intelligent connecté au réseau et en lien avec la solution cloud de Schneider Electric. L’objectif ? Mettre à disposition les données, les « redescendre » au service d’un professionnel, d’un particulier dans le cadre de son logement ou d’un partenaire.
Au service des bâtiments tertiaires neufs, Schneider Electric propose des solutions de comptage et de centrales de mesures adaptées. Pour la rénovation des équipements, sont à présent disponibles des disjoncteurs embarquant des solutions de mesure. Quant au niveau supérieur, pour la collecte et l’analyse des données, Schneider Electric lancera, en mars ou avril 2015, une solution cloud pour bâtiments tertiaires de 500 à 5 000 m². Cette solution relativement standardisée est actuellement en période de test au service d’une vingtaine de sites. Il s’agit d’un package clé en main du tableau électrique intelligent, jusqu’au tableau de bord disponible sur le cloud. Le tout à un prix voulu très accessible.

Prêt pour le marché dérégulé ?
em72 doss6Dans un an, au 31 décembre 2015, sonnera la fin des tarifs de vente régulés pour l’énergie. Ce sont 430 000 contrats (330 000 au tarif jaune et 100 000 au tarif vert) qui seront lâchés dans un environnement fait de conditions de marché nouvelles. En prévision de ce contexte encore inconnu, ABB conseille plus que jamais de s’équiper de moyens de mesure des consommations (comptage et sous-comptage) afin de mieux maîtriser les factures.
Intervient ici la solution Newron d’ABB en tant que plateforme permettant de se connecter sur les GTB existantes afin d’en extraire les données, quels que soient les formats et les systèmes. En partenariat avec les éditeurs de logiciels, Newron d’ABB met aussi ces données à disposition des systèmes d’information du marché capables de gérer des tableaux de bord énergétiques. L’atout de cette solution est bien de découpler la partie matérielle de la partie logicielle de façon à choisir librement les logiciels de collecte et d’analyse, comme les prestataires de services. ABB poursuit son objectif qui consiste à former un réseau de partenaires certifiés autour de Newron System sur le thème du building automation.
Selon ABB, à partir de 75 k€ par an de facture d’eau et d’énergie, le retour sur investissement est effectif dans l’année ! Le coût d’un système d’information induit de 10 à 15 % d’économie d’énergie la première année, car les anomalies de réglage et de défaut de conduite sont vite repérées. Plus tard, lorsqu’elles surviennent, la correction est immédiate.
Pour ABB, un bâtiment raccordé au réseau intelligent smart grid doit disposer d’organes de coupure eux aussi intelligents, comme le disjoncteur de puissance Emax2 multivoie, qui prend place en tête de réseau et permet de délester/lester à nouveau par voie numérique. Les smart grid sont actuellement en cours de déploiement, ce qui signifie que toute décision d’investissement doit prendre en compte les possibilités qui seront offertes demain en matière d’interactions numériques.

Stratégie de mesure souple dans le tableau
Initiateur du concept de centrale de mesure dans les années 1990, Socomec vient de mettre au point un nouveau concept de mesure des paramètres électriques sur la base d’une solution totalement modulaire. Diris Digiware optimise l’infrastructure de comptage et peut même anticiper son évolution. Ainsi, un afficheur unique sert de passerelle entre les différents modules de mesure d’une part et l’amont du système d’information d’autre part. Un module de courant et jusqu’à plusieurs dizaines peuvent être reliés à celui de tension, lui-même relié à l’afficheur. Toutes les liaisons sont assurées au format numérique grâce à des connecteurs de type RJ45 entre modules, et de type RJ12 entre capteurs et modules. Cette innovation constitue une vraie rupture dans le monde du comptage, car elle permet de multiplier le nombre de points de mesure sur un tableau. Les capteurs de courant sont automatiquement configurés et le temps de mise en œuvre est reconnu pour être divisé par quatre en comparaison d’une solution plus classique. Aussi, les capteurs d’une précision de classe 0,5 de 2 à 120 % de la charge permettent d’effectuer des mesures significatives, même sur des départs très peu chargés ! En complément, la passerelle radio Diris G, avec serveur Web intégré, permet de centraliser les données des produits Socomec communicants et de mettre à disposition un premier niveau d’analyse directement sur un PC ou sur une tablette.
Du côté du logiciel de gestion des données de consommation Vertelis, la version 4.0 apporte de grands changements en matière d’ergonomie et donne accès à des rapports dynamiques.

Michel Laurent


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