Qu’est-ce que l’automatisation des bâtiments ?

Les systèmes d’automatisation des bâtiments (BAS) sont souvent intégrés dans des systèmes de gestion des bâtiments (BMS) plus larges, qui coordonnent de multiples technologies du bâtiment. Certaines entreprises déploient également des systèmes de gestion de l’énergie des bâtiments (BEMS), qui se concentrent spécifiquement sur la surveillance et l’optimisation de la consommation d’énergie.

Lorsqu’il est mis en œuvre efficacement, un BAS peut réduire les coûts d’exploitation, améliorer l’efficacité énergétique et offrir aux gestionnaires d’installations une meilleure visibilité sur les performances des bâtiments.

Les systèmes d’automatisation des bâtiments intègrent toute une gamme de technologies, notamment des capteurs et l’intelligence artificielle (IA), qui fonctionnent ensemble pour optimiser et rationaliser les systèmes du bâtiment. Voici quelques-unes des technologies typiques d’un BAS.

Des capteurs surveillent l’environnement d’un bâtiment et collectent des données essentielles, telles que la température, l’humidité, le taux d’occupation et les niveaux d’éclairage.

Exemples :

• Les détecteurs d’humidité connectés à un système CVC

• Les détecteurs de fumée qui alertent un système de sécurité en cas d’incendie potentiel

• Les capteurs de présence qui détectent la présence ou l’absence d’activité dans une pièce et ajustent l’éclairage en conséquence

Les contrôleurs traitent les données provenant des capteurs et utilisent des algorithmes pour effectuer des actions préprogrammées.

Par exemple, un contrôleur CVC peut déclencher le refroidissement ou la déshumidification lorsque les niveaux d’humidité dépassent un seuil prédéfini. Les commandes d’éclairage ajustent les niveaux d’éclairage en fonction des données fournies par les capteurs de présence.

Les systèmes de contrôle manipulent automatiquement l’environnement du bâtiment pour maintenir des réglages et des niveaux optimaux. Certains capteurs, contrôleurs et appareils en réseau modernes peuvent être connectés et alimentés via l’alimentation par Ethernet (PoE).

Les actionneurs sont les moyens par lesquels un système BAS manipule physiquement l’environnement d’un bâtiment. Il s’agit de dispositifs électromécaniques qui reçoivent des commandes ou des signaux de contrôle provenant des contrôleurs et réagissent en actionnant des dispositifs motorisés tels que des interrupteurs, des vannes et des registres.

Alors que les capteurs fournissent les données d’entrée au BAS, les actionneurs constituent la sortie en temps réel, contrôlant le flux des services publics dans un bâtiment afin de préserver des conditions optimales et de maintenir l’efficacité énergétique.

Un BAS utilise des protocoles de communication tels que BACnet, Modbus ou des technologies IP pour permettre aux composants du système de partager des données.

Les occupants et le personnel du bâtiment peuvent contrôler le BAS via des interfaces utilisateur.

Par exemple, les occupants peuvent utiliser des thermostats pour régler la température idéale afin d’assurer un confort maximal. Une fois la température réglée, le BAS se met automatiquement en marche pour maintenir les niveaux idéaux.

Les ordinateurs, les écrans tactiles et les applications mobiles peuvent tous servir d’interfaces utilisateur pour le BAS, permettant ainsi aux occupants d’accéder aux commandes du bâtiment.

Bien que l’automatisation des bâtiments en soi ne soit pas nouvelle, le premier thermostat programmable ayant été créé en 1906, les technologies numériques modernes ont conduit à la création de bâtiments intelligents qui utilisent une suite cohérente de solutions d’automatisation. Les systèmes d’automatisation des bâtiments traditionnels étaient des systèmes cloisonnés, en boucle fermée, spécifiques à chaque système. Aujourd’hui, des bâtiments intelligents entiers sont contrôlés par un seul BAS interconnecté.

Des capteurs de l’Internet des objets (IdO) installés sur des équipements courants, tels qu’une pompe à eau ou une porte, peuvent recueillir des données opérationnelles pour la surveillance et le contrôle en temps réel. Ces capteurs transmettent les données à des plateformes logicielles centralisées où les gestionnaires d’installations peuvent surveiller les performances du bâtiment et l’état du système sur plusieurs sous-systèmes.

La connexion des systèmes du bâtiment à un système de gestion des bâtiments (BMS) unifié permet au BAS de partager des données entre plusieurs fonctions du bâtiment, améliorant ainsi la coordination entre les systèmes et augmentant l’efficacité opérationnelle globale.

Un système d’automatisation des bâtiments (BAS) peut améliorer la gestion des installations grâce à une consommation d’énergie réduite, à des coûts d’exploitation moindres et à une sécurité accrue pour les occupants. Voici quelques-uns des principaux avantages d’un BAS.

Un système d’automatisation à l’échelle du bâtiment génère d’énormes quantités de données en temps réel : température ambiante, taux d’occupation, performances de la plomberie, etc. En analysant ces données au fur et à mesure de leur réception, un BAS peut optimiser l’utilisation des services publics afin d’éviter le gaspillage et de réduire les coûts.

Si une partie du bâtiment n’est pas utilisée, le BAS peut baisser la température et désactiver l’éclairage. Il peut réchauffer progressivement la zone jusqu’à une température optimale lorsque la reprise de l’occupation est prévue.

En fonction des habitudes d’occupation établies et de l’heure de la journée, un BAS peut réguler automatiquement la température, la ventilation et l’éclairage afin de réduire les émissions et les coûts énergétiques. Les bâtiments conçus dans une optique de durabilité sont appelés bâtiments verts.

Par exemple, des stores haute performance et économes en énergie peuvent s’activer automatiquement aux heures d’ensoleillement maximal afin de réduire le réchauffement externe et de diminuer l’utilisation de la climatisation.

L’essor récent de la construction de centres de données s’est accompagné d’une augmentation correspondante des besoins en solutions de contrôle axées sur la durabilité dans le domaine de l’automatisation des bâtiments. Les centres de données sont très gourmands en énergie et nécessitent des systèmes sophistiqués de refroidissement et de gestion de l’énergie.

L’une des fonctions d’un BAS est la capacité d’ajuster les paramètres d’un bâtiment en fonction de l’emplacement. Cela peut inclure la création de zones distinctes de température ou d’éclairage au sein d’un bureau en open space.

Les données d’occupation en temps réel peuvent également aider les gestionnaires d’installations à optimiser la disponibilité des places de stationnement et l’attribution des salles de conférence.

Des conditions ambiantes constantes et personnalisées peuvent aider les occupants à se sentir plus à l’aise, et un confort accru peut réduire les distractions. Le personnel peut se sentir plus à même de se concentrer sur son travail lorsque son environnement est conçu pour offrir un confort optimal. C’est l’un des nombreux avantages que les bureaux intelligents apportent aux entreprises.

Les systèmes de gestion des installations assistée par ordinateur (CAFM) aident les entreprises à gérer leurs installations, leurs actifs et leurs workflows de maintenance à l’aide de plateformes numériques centralisées.

Comme les capteurs des systèmes d’automatisation des bâtiments (BAS) génèrent de grands volumes de données opérationnelles en temps réel, les plateformes d’analyse basées sur le cloud peuvent analyser les tendances de performance des équipements et détecter les premiers signes avant-coureurs d’une dégradation du système. Grâce à l’analyse prédictive, les équipes de maintenance des installations peuvent planifier la maintenance avant que des pannes ne surviennent, réduisant ainsi les temps d’arrêt et évitant les interventions de maintenance inutiles.

Les données provenant des capteurs IdO peuvent également être employées pour créer des jumeaux numériques, qui sont des répliques virtuelles des actifs du monde réel. En étudiant ces modèles numériques, les équipes d’exploitation des bâtiments peuvent tester des stratégies de maintenance et optimiser la gestion à long terme des actifs pour plus de durabilité et d’efficacité.

Les systèmes d’automatisation des bâtiments apportent toute une série d’avantages qui renforcent la sécurité des occupants des installations. Les commandes de ventilation automatisées peuvent contribuer à améliorer la qualité de l’air, tandis que des systèmes d’alarme incendie plus intelligents protègent contre des accidents potentiellement tragiques.

Les systèmes de contrôle d’accès régulent l’entrée dans les zones physiques d’un bâtiment, contribuant ainsi à garantir que le personnel ne puisse accéder qu’aux espaces pertinents pour ses fonctions. La détection de schémas peut aider à réguler le contrôle d’accès en limitant l’accès du personnel aux moments de la journée où il est le plus susceptible d’utiliser le bâtiment.

Lorsqu’ils sont intégrés à des systèmes de sécurité informatique plus larges, les contrôles d’accès aux bâtiments peuvent contribuer à la mise en œuvre des politiques de sécurité de l’entreprise en associant les autorisations d’accès physique à la gestion des identités numériques, ce qui renforce la sécurité des données.

Les défis initiaux liés à la création d’un système d’automatisation des bâtiments (BAS) comprennent ses coûts considérables et les tâches consistant à unifier des jeux de données cloisonnés, à relier des systèmes disparates entre eux et à intégrer les utilisateurs. Une fois le système mis en place, les opérateurs du BAS doivent faire face aux risques de cybersécurité, aux facteurs environnementaux, à la dérive des performances et à l’obsolescence éventuelle du système.

Les défis liés à l’automatisation des bâtiments comprennent :

• Des coûts initiaux élevés : l’installation de systèmes d’automatisation représente un investissement en capital important qui ne sera peut-être rentabilisé qu’après plusieurs années d’automatisation et d’amélioration de l’efficacité.

• Les silos de données : un système BAS optimisé nécessite des données centralisées sur le bâtiment. Les gestionnaires d’installations et les équipes chargées des données doivent collaborer pour centraliser et organiser les données.

• L’intégration et la compatibilité : lorsqu’un bâtiment est automatisé système par système, cela peut entraîner des défis d’intégration et de compatibilité à l’avenir. Certains systèmes propriétaires peuvent être difficiles à intégrer à d’autres, en particulier lorsque chaque fournisseur emploie des protocoles différents.

• Les risques liés à la cybersécurité : à mesure que de plus en plus de systèmes et de composants passent au numérique et se connectent à Internet, les vecteurs de cyberattaques se multiplient. Les systèmes d’automatisation des bâtiments doivent être conçus avec des mesures de cybersécurité robustes.

• L’obsolescence du système : à terme, même les technologies BAS les plus récentes deviendront obsolètes à mesure que de nouvelles alternatives émergeront. Les gestionnaires d’installations doivent collaborer avec la direction pour allouer le budget de manière appropriée et maintenir les performances du système grâce à des mises à niveau pertinentes.

• La baisse des performances : s’il n’est pas correctement calibré et entretenu, un BAS peut subir une baisse de performances.

• L’erreur humaine : lors de la mise en œuvre d’un BAS, les entreprises doivent former l’ensemble du personnel aux techniques d’utilisation adaptées. Sinon, des personnes pourraient modifier accidentellement les paramètres du système et nuire à ses performances.

• La modernisation : la mise en place d’un BAS moderne dans un bâtiment ancien peut nécessiter des travaux de rénovation importants et coûteux. Les prestataires devront gérer un processus d’installation plus complexe, en particulier dans les bâtiments historiques susceptibles d’être protégés par des réglementations locales.

• Les variables environnementales : bien que l’automatisation puisse aider à réguler les conditions intérieures, des facteurs environnementaux externes tels qu’une humidité élevée, des températures extrêmes ou les îlots de chaleur urbains peuvent encore affecter les performances du bâtiment. La durabilité nécessite plus qu’un BAS : les matériaux de construction et les choix architecturaux sont également des facteurs importants.