Que sont les bâtiments intelligents ?

S’appuyant sur les avancées de l’Internet des objets (IdO) et des technologies d’intelligence artificielle (IA), les plateformes de bâtiments intelligents automatisent les processus manuels, optimisent les performances, augmentent le confort et contribuent à réduire les coûts énergétiques.

Le terme « bâtiment intelligent » a fait son apparition dans les années 2000 pour décrire l’impact de l’essor des infrastructures en réseau, et plus tard de l’utilisation des appareils IoT, sur la conception des bâtiments commerciaux.

Bien que ces technologies soient encore à la base des bâtiments intelligents d’aujourd’hui, elles ont évolué pour acquérir de nouvelles capacités principalement associées aux algorithmes de machine learning (ML). Les algorithmes de ML sont des ensembles de règles qui permettent aux systèmes IA de reconnaître des modèles dans les données d’entraînement et de les utiliser pour faire des prévisions précises sur les nouvelles données.

Alors que les technologies de réseau, d’IdO, d’IA et de machine learning (ML) continuent de progresser, l’intérêt pour des bâtiments intelligents tirant parti de ces avancées ne cesse de croître. Selon un rapport récent, le marché mondial des bâtiments intelligents devrait augmenter de 76,8 milliards de dollars au cours des 5 prochaines années. Cette augmentation se traduit par un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 11,3 %.¹

Les bâtiments intelligents reposent sur un réseau sophistiqué d’appareils et de capteurs qui peuvent automatiser les tâches manuelles, rationaliser les processus et aider les équipes à réduire la consommation d’énergie et les coûts opérationnels. Voici un aperçu plus détaillé des composants et éléments de conception qui sous-tendent la fonctionnalité des bâtiments intelligents.

• Réseaux : les réseaux, également appelés réseaux informatiques, permettent les capacités de communication et de partage de données essentielles au fonctionnement des bâtiments intelligents. En règle générale, les bâtiments intelligents utilisent un réseau unique et centralisé pour déplacer des données en temps réel entre les systèmes, les applications et les appareils tels que les smartphones, les PC et les systèmes de gestion des bâtiments.

• Systèmes de gestion des bâtiments (BMS) : les systèmes de gestion des bâtiments (BMS) sont des systèmes de contrôle qui centralisent les aspects de la gestion des bâtiments tels que l’éclairage, la maintenance, la climatisation et la sécurité sur une plateforme logicielle. Dans les bâtiments intelligents, les BMS sont essentiels à la rationalisation et à l’automatisation efficaces des processus qui confèrent toute leur valeur aux bâtiments intelligents. Les BMS aident les gestionnaires à coordonner et à contrôler plusieurs sous-systèmes dans un bâtiment à partir d’une interface intuitive.

• Systèmes d’automatisation des bâtiments (BAS) : les systèmes d’automatisation des bâtiments, appelés BAS, sont des plateformes logicielles similaires aux BMS, mais axées davantage sur la capacité de base de l’automatisation. S’appuyant sur des capacités avancées d’IA et de ML, les BAS transforment les processus traditionnels d’opérations manuelles des bâtiments comme le chauffage, la maintenance et la ventilation en tâches entièrement automatisées, pilotées par logiciel et hautement efficaces.

• Internet des objets (IdO) : les appareils IdO sont des appareils physiques, dotés de capteurs, de logiciels et d’une connectivité réseau, qui peuvent collecter des données et les partager sur internet. Dans un bâtiment intelligent, les appareils IdO aident les plateformes logicielles telles que les BMS et BAS à surveiller et à contrôler une série de conditions à l’intérieur du bâtiment, comme la température, l’occupation, la qualité de l’air et la consommation d’énergie.

• Algorithmes de machine learning : les algorithmes de machine learning automatisent l’analyse des tendances à partir des données des bâtiments et aident les responsables à prendre des décisions plus éclairées sur la consommation d’énergie, l’occupation et la sécurité.

• Outils de cybersécurité : les bâtiments intelligents s’appuient fortement sur internet et d’autres réseaux pour faire circuler des informations sensibles, une caractéristique qui en fait des cibles de choix pour les cybercriminels. Les technologies avancées actuelles des bâtiments intelligents déploient une gamme d’outils de cybersécurité, tels que des pare-feux, des systèmes de détection et de prévention des intrusions (IDPS) et des protocoles de communication sécurisés (SCP) pour protéger les données sensibles.

L’architecture des bâtiments intelligents est une approche de conception qui tire parti de systèmes interconnectés (ou couches) qui partagent des données en temps réel via des réseaux afin de rendre les bâtiments modernes plus sûrs et plus efficaces. La conception de bâtiments intelligents intègre cinq couches principales : physique, réseau, données, application et utilisateur.

• Couche physique : la couche physique d’un bâtiment intelligent est constituée de composants physiques tels que les murs, les pièces, les portes et les systèmes mécaniques et électriques. Alors qu’autrefois la couche physique nécessitait une intervention manuelle, les bâtiments intelligents modernes automatisent désormais de nombreux aspects, comme le contrôle du chauffage, de la ventilation et de la climatisation, l’éclairage ou encore la surveillance de la sécurité.

• Réseau : la couche réseau d’un bâtiment intelligent est constituée de composants d’infrastructure informatique qui permettent le partage en temps réel des données entre utilisateurs et appareils. Il s’agit par exemple de composants de réseaux câblés et sans fil tels que les câbles Ethernet, les routeurs Wi-Fi et les protocoles qui renforcent la sécurité des réseaux.

• Données : la couche de données dans un bâtiment intelligent est l’endroit où les données sont collectées, stockées, gérées et traitées. Les solutions d’edge computing permettent de traiter les données plus près de leur source plutôt que dans un centre de données, tandis que les plateformes cloud sont utilisées pour le stockage et l’analyse.

• Application : la couche application prend en charge les principales fonctions des bâtiments intelligents, telles que la fourniture d’informations, l’amélioration des processus et l’automatisation des tâches. Les fonctionnalités BMS et BAM sont intégrées à la couche application, permettant des capacités telles que la maintenance prédictive, le contrôle du confort et la surveillance en temps réel des conditions du bâtiment.

• Interface utilisateur : la couche d’interface utilisateur d’un bâtiment intelligent est l’endroit où les gestionnaires de bâtiments et les équipes opérationnelles suivent des données en temps réel sur la consommation d’énergie, la qualité de l’air et l’utilisation de l’espace. Les interfaces utilisateur sont généralement des plateformes logicielles qui affichent les informations sur un tableau de bord et permettent aux équipes de choisir les aspects opérationnels de la gestion des bâtiments qu’elles souhaitent automatiser.

Grâce à leur utilisation intensive de l’IdO et de la technologie d’automatisation, les bâtiments intelligents permettent aux entreprises d’optimiser leurs processus, de réduire leur consommation d’énergie et de diminuer les coûts liés à la gestion des bâtiments. Voici un aperçu des principaux avantages des bâtiments intelligents au niveau de l’entreprise.

Les bâtiments intelligents améliorent l’efficacité énergétique des entreprises qui les utilisent en optimisant le chauffage, l’éclairage et la qualité de l’air intérieur. Grâce à l’interconnexion des systèmes de CVC, de l’éclairage et des capteurs d’occupation, les systèmes de bâtiments intelligents peuvent détecter automatiquement quels espaces d’un bâtiment sont utilisés. Ils peuvent également ajuster la température et l’éclairage de ces pièces afin d’économiser les ressources.

Cette approche permet aux grandes entreprises de réduire leur consommation d’énergie, leurs coûts et leurs déchets, tout en les aidant à atteindre leurs objectifs de durabilité. Selon un rapport récent, les bâtiments représentent 30 % de la consommation d’énergie mondiale et plus de la moitié de l’électricité utilisée.² La conception intelligente des bâtiments aide à atténuer ce problème.

Grâce à des systèmes automatisés de chauffage, de refroidissement et de qualité de l’air, les bâtiments intelligents contribuent à créer un environnement de travail confortable pour tous les employés. Les plateformes modernes de bâtiments intelligents permettent aux utilisateurs de personnaliser leurs préférences en termes de température, d’éclairage et de flux d’air dans une pièce donnée. Cette approche hautement personnalisable permet de modifier les conditions de la pièce selon les besoins des occupants. 

En exploitant les données en temps réel, certains des systèmes de bâtiments intelligents les plus avancés peuvent réguler le débit d’air et les systèmes de filtration afin de maintenir des niveaux de CO2 et de particules sains. Ces systèmes peuvent également ajuster l’éclairage des pièces de manière à imiter la lumière naturelle tout en respectant le rythme circadien de l’utilisateur.

Les bâtiments intelligents offrent aux gestionnaires d’installations une vision unifiée des opérations du bâtiment, leur permettant de repérer les problèmes et de les résoudre de manière proactive. Autrefois, les responsables d’installation pratiquaient la maintenance réactive : ils attendaient que les composants tombent en panne avant de les réparer. Mais maintenant, grâce aux données en temps réel et aux capacités de surveillance automatisées des plateformes modernes de bâtiments intelligents, ils pratiquent la maintenance prédictive.

La maintenance prédictive, c’est-à-dire l’utilisation de données en temps réel pour repérer et traiter les problèmes de maintenance avant que les composants ne tombent en panne, prolonge la durée de vie des actifs et aide les entreprises à éviter des temps d’arrêt coûteux.

Les capacités d’automatisation des plateformes modernes de bâtiments intelligents permettent aux entreprises de réduire leurs coûts énergétiques et opérationnels tout en identifiant des opportunités d’amélioration des processus. Les systèmes de gestion des bâtiments et de l’énergie collectent et analysent les données historiques afin que les responsables puissent optimiser la consommation d’énergie en fonction de la période de l’année ou de la journée, du taux d’occupation et d’autres facteurs.

Les systèmes automatisés contrôlent l’éclairage et les systèmes CVC qui réduisent le gaspillage d’énergie lorsque les espaces sont inoccupés, la nécessité de main-d’œuvre et le coût global des procédures de maintenance.

Les bâtiments intelligents permettent aux entreprises de surveiller de près les émissions et la consommation d’énergie afin d’évaluer l’avancement de leurs objectifs en matière de développement durable. En analysant les données collectées par des dispositifs IdO tels que les thermostats intelligents et les systèmes CVC, les BMS et BAS offrent aux parties prenantes une image en temps réel des performances de leurs bâtiments. Les données en temps réel fournies par les systèmes IdO aident les parties prenantes à prendre des décisions critiques concernant la rénovation des bâtiments existants avec des composants et des processus plus économes en énergie.

De plus, pour les entreprises mondiales qui doivent se conformer aux réglementations dans plusieurs régions, les bâtiments intelligents automatisent la conformité grâce à la collecte et au suivi des données. En outre, ils peuvent même générer des rapports.

Au sein des entreprises, la technologie des bâtiments intelligents révolutionne la gestion des bâtiments commerciaux et autres installations. Voici cinq cas d’utilisation de bâtiments intelligents à prendre en compte lors de l’évaluation de la technologie en fonction des besoins de l’entreprise.

1. Analyse des opérations : les plateformes de construction intelligente peuvent analyser les données des bâtiments et aider les entreprises à améliorer leurs processus opérationnels de base. La collecte et l’analyse de volumes de données collectées par les appareils IoT permettent de mieux comprendre le fonctionnement du BMS et du BAS et de découvrir des opportunités d’amélioration.
2. Sûreté et sécurité : les BMS, BAS et autres systèmes intelligents aident les entreprises à améliorer les mesures de sûreté et de sécurité qui protègent leurs bâtiments. Des systèmes intelligents profondément intégrés surveillent et ajustent les contrôles d’accès, garantissant que seules les personnes autorisées y accèdent. Et les systèmes de sécurité basés sur l’IA surveillent et détectent les menaces potentielles et peuvent même automatiser les réponses d’urgence.
3. Contrôle de la consommation d’énergie en temps réel : les bâtiments intelligents avancés et les systèmes qui les alimentent peuvent automatiser de nombreux aspects de la consommation d’énergie. Les capacités automatisées de réponse à la demande peuvent même réduire la consommation d’énergie lors des pics de demande et exploiter des sources d’énergie renouvelable pour limiter l’impact sur le climat.
4. Gestion de l’occupation : de nombreuses entreprises qui possèdent et exploitent des bâtiments intelligents les équipent de détecteurs d’occupation, des dispositifs IdO offrant une vision en temps réel de la présence des personnes dans le bâtiment. Ce processus permet aux gestionnaires d’installations de prendre des décisions plus éclairées sur la manière d’allouer les ressources et d’obtenir des informations précieuses sur la manière dont les occupants interagissent avec les espaces.
5. Contrôle de la qualité de l’air : les capteurs de qualité de l’air dans les bâtiments intelligents aident les superviseurs à surveiller et à ajuster la qualité de l’air en fonction de l’occupation et des besoins. Les systèmes avancés peuvent même établir des corrélations entre ces facteurs, indiquant comment et quand assurer la maintenance des systèmes CVC dont la maintenance est vitale pour la qualité de l’air.

Les progrès de l’IA et de l’IdO ont permis aux bâtiments intelligents de gagner en autonomie et en rationalisation, une tendance qui ne montre aucun signe de ralentissement. L’essor de l’edge computing, de la robotique et des réseaux IdO a apporté de nouvelles capacités, plaçant les plateformes de bâtiments intelligents au rang des applications les plus avancées disponibles aujourd’hui.

Voici un aperçu de trois domaines qui seront essentiels au développement continu du secteur.

Le développement des systèmes d’IA continue d’avoir un impact profond sur la technologie des bâtiments intelligents. Il transforme ces systèmes, les faisant passer de simples machines effectuant une seule tâche à des plateformes avancées et polyvalentes, capables de remplir plusieurs fonctions pour atteindre un objectif commun.

Au fur et à mesure que les systèmes d’IA gagnent en autonomie, les tâches qu’ils peuvent accomplir deviennent de plus en plus complexes, ce qui réduit le besoin de main-d’œuvre pour les opérations des bâtiments.

Non seulement les bâtiments deviennent plus intelligents grâce aux avancées technologiques, mais c’est aussi le cas de villes entières. À mesure que cette évolution se poursuit, les quartiers commerciaux des zones urbaines devraient partager leurs réseaux et leurs ressources, et devenir encore plus étroitement intégrés qu’ils ne le sont aujourd’hui.

Il est probable que bientôt, plusieurs bâtiments intelligents partageront une infrastructure numérique unifiée, contrôlable depuis une seule plateforme pour optimiser les processus, réduire l’énergie et diminuer les coûts.

Les avancées en matière de capacités technologiques s’accompagnent de risques accrus et de bénéfices potentiels : à mesure que les bâtiments dépendent de plus en plus des technologies numériques, ils deviennent également plus vulnérables aux cyberattaques.

La cybersécurité, c’est-à-dire la protection des personnes, des systèmes et des données contre les cyberattaques, va très probablement devenir une priorité encore plus importante qu’elle ne l’est aujourd’hui pour les entreprises qui investissent dans les bâtiments intelligents.