Rendre les bâtiments plus efficaces et confortables pour les occupants

En 2018, la directive européenne sur la performance des bâtiments, qui vise à accroître l’efficacité énergétique du parc immobilier européen, a été révisée en vue de promouvoir davantage de rénovations et des bâtiments plus intelligents. Dans ce contexte, le LIST a récemment débuté un projet de recherche intitulé POESY - « Post Occupancy Evaluation SYstem » afin de faire face aux problèmes liés aux bâtiments inconfortables ou inefficaces.

Annie Guerriero, Principal Investigator du projet et chercheur au sein du département Environmental Research and Innovation (ERIN) du LIST, explique l’idée qui sous-tend le projet : « Étant donné que des standards plus élevés sur l’efficacité énergétique des bâtiments sont requis partout en Europe, y compris pour le Luxembourg qui a défini des objectifs très ambitieux, nous avons demandé à des architectes et à des ingénieurs d’expérimenter de nouveaux concepts et de nouveaux matériaux pour atteindre une meilleure efficacité énergétique. L’idée de recherche est d’étudier comment ce changement dans la façon de construire les bâtiments a un impact sur le confort des occupants, ainsi que sur la nouvelle génération de bâtiments ».

Afin de tirer profit de chaque expérience et leçons apprises, l’évaluation post-occupation (de l’anglais : post-occupancy evaluation) a été développée et utilisée dans le but de collecter des données sur les occupants des bâtiments et leur satisfaction. À titre d’exemple, des informations sur le confort perçu, l’utilisation de l’espace et la consommation des ressources sont considérées.

« L’idée est qu’en utilisant une certaine méthodologie, nous pouvons définir des critères de performance pour mesurer différentes conditions. Nous sommes alors capables de voir comment améliorer le bâtiment, à court terme, à moyen terme et à long terme. Chaque bâtiment est une sorte de prototype, mais c’est encore plus le cas pour les bâtiments à énergie quasi nulle (NZEB : Nearly Zero Energy Buildings) ! Les architectes et les ingénieurs ont fixé des objectifs de performance lors de la phase de conception. Nous voulons également vérifier si la performance est réellement atteinte lorsque le bâtiment est occupé, ainsi que capitaliser ces expériences et améliorer les futurs bâtiments. », explique Annie.

L’objectif est de recueillir les réactions des occupants, qui expliquent ce qui est confortable ou non pour un bâtiment, afin que des ajustements puissent être facilement effectués. À plus long terme, il est prévu de transformer les bâtiments au cours de leur cycle de vie.

Que change-t-on dans un bâtiment ?

« Nous collectons des données auprès des occupants – en Evaluation Post Occupation afin que le bâtiment soit occupé - et nous recueillons leurs réactions sur leur confort perçu. Nous prenons ensuite les données des capteurs placés dans le bâtiment, et nous connectons les données avec un modèle BIM (de l’anglais : Building Information model), à partir duquel nous pouvons centraliser les données. Il s’agit d’un modèle où nous pouvons visualiser la représentation d’un bâtiment, et également récupérer des informations relatives aux éléments du bâtiment, aux matériaux, aux équipements etc. », détaille Annie.

Les types de mesures prises comprennent le niveau sonore, la lumière naturelle, la vue sur l’extérieur, la qualité de l’air intérieur et l’équipement fourni aux occupants. « Nous avons envoyé un questionnaire aux occupants, qui permet d’évaluer et de déterminer, par exemple, que le confort sonore atteint un certain niveau de satisfaction. À partir de là, nous pourrons détecter les zones bruyantes. Nous pourrons alors prévoir, par exemple, de déplacer une salle de réunion à côté de la cuisine, afin d’éviter que trop de personnes ne passent, ou de cloisonner la salle de réunion, ou encore d’ajouter des panneaux acoustiques de manière à limiter l’impact sonore. En d’autres termes, nos outils permettent de reconfigurer l’agencement du bâtiment. », précise Annie.

POESY n’en est qu’à ses débuts et, jusqu’à présent, il est capable de recueillir les réactions des occupants, et les données des capteurs pour alimenter le modèle BIM et donner une vue d’ensemble centralisée d’un bâtiment. « La prochaine étape est d’identifier ce que les architectes et les ingénieurs ont prévu dans leur simulation avant la construction pour atteindre un certain ensemble de paramètres de performance », déclare Annie.

Par exemple, au milieu de l’été, un bâtiment pourrait être calibré pour ne pas dépasser 26°C. Mais, que se passe-t-il si la température intérieure va au-delà ? Le bâtiment est-il utilisé correctement par les occupants ? « Dans ces conditions, il y a peut-être des fenêtres qui devraient être ouvertes pour limiter la chaleur en cas de canicule, ou bien les fenêtres devraient être ouvertes la nuit pour réduire la température, puis complètement fermées l’après-midi. Ainsi, avec toutes les données que nous collectons, nous pourrons voir si ce sont les gens qui utilisent le bâtiment de manière incorrecte et alors corriger le comportement de ces derniers en les aidant à s’adapter aux critères du bâtiment. C’est une première perspective. », explique Annie.

Pour ce faire, il faut mesurer l’écart de performance et proposer des mesures d’amélioration appropriées. Les changements doivent être déployés, et suivis d’un contrôle afin de voir si les résultats produisent effectivement les impacts positifs attendus.

Des tests ont-ils déjà été effectués sur des bâtiments réels ou s’agit-il du stade théorique ? « Nous en sommes au début, donc juste un prototype pour le moment. Nous avons fait quelques tests à la Maison de l’Innovation, et nous étions sur le point d’étendre les tests lorsque la pandémie Covid-19 a frappé, donc un peu de malchance. », précise Annie.

Le secteur industriel est également à l’étude et les bureaux d’ingénieurs travaillent sur leurs propres « labels de confort ». Dans ce contexte, POESY a attiré l’attention de Secolux, un bureau d’ingénierie et de contrôle. « Ils ont réalisé que leur label de confort pouvait être aligné avec notre technologie, et ils ont trouvé cette perspective très intéressante. », ajoute Annie.

Toutes les données reçues par POESY sont accessibles via une interface de gestion des installations présentant toutes les données et indiquant le confort des occupants. Elle affiche également les informations des capteurs liées aux capteurs de qualité de l’air, etc. « À partir de là, une zone peut être sélectionnée dans le bâtiment, et ensuite une pièce, afin que nous puissions voir les valeurs de cette dernière. Si une pièce est inconfortable, nous pourrons voir pourquoi via cette interface, et réfléchir à la manière de l’améliorer. », souligne Annie.

Est-ce un projet 100% LIST ?

« C’est un prototype qui est 100% LIST, développé par la plateforme SIA (Service Innovation Accelerator Platform) au sein du département IT for Innovation Services, et dont je suis la propriétaire du produit. Nous voulons positionner cet outil dans différents domaines. Pour l’instant, nous essayons de définir la différence entre la théorie et les outils, mais aussi de déterminer l’étendue des fonctionnalités, la façon de traiter les données et de pouvoir donner des recommandations d’amélioration pour le bâtiment. », déclare Annie avant de souligner que tout n’est pas encore mis en place et que les discussions avec Secolux se poursuivent. « Nous sommes donc en train de voir comment créer une collaboration avec l’entreprise autour de cet outil. Ils sont en effet intéressés à être partenaire d’un projet commun. », ajoute Annie.

Quel est l’objectif final ? un produit commercial ?

« Mon ambition, en tant que chercheur, est davantage une dimension de recherche associée au logiciel, donc pas directement dans l’aspect commercial en premier lieu. Bien sûr, mon objectif est de pouvoir déployer la recherche dans un projet pilote et de voir si elle a un impact positif, car il est évident qu’on ne peut pas créer un prototype si, à un moment donné, nous ne sommes pas prêts à affronter la réalité et le monde réel. », explique Annie tout en soulignant qu’il s’agit actuellement d’un service, mais que cela pourrait peut-être évoluer. « C’est un prototype vraiment jeune. Si vous regardez le début, et estimez ce à quoi nous arrivons à la fin, il pourrait bien y avoir une différence considérable. », ajoute-t-elle.

Lorsqu’on lui a demandé à la fin de l’interview si la recherche avait un rapport avec la méthodologie du feng shui, Annie a ri : « Pas du tout, bien qu’il puisse y avoir certains éléments, mais ce n’est pas du tout mon domaine. Ce que nous faisons, c’est le traitement des données, ce n’est pas, disons, une science « légèrement obscure ». L’idée est de collecter les données et de voir si nous pouvons améliorer le confort des gens. Le modèle BIM prend forme et avec toutes les données, nous serons prêts à fournir des recommandations. Cependant, des liens évidents peuvent être constatés vers le développement d’environnements de travail et de vie où le bien-être, la santé et la sécurité sont des paramètres de conception centraux... ».

À propos d’Annie Guerriero

Le D^r Annie Guerriero est ingénieur de recherche senior au LIST (Luxembourg) où elle travaille depuis 2005. Elle est architecte, diplômée de l’Institut Victor Horta (Bruxelles, 2001) et a obtenu un master en Modélisation et simulation des espaces construits en 2002. Elle a obtenu son doctorat en avril 2009 en sciences de l’architecture à l’INPL (Institut National Polytechnique de Lorraine). Actuellement, elle supervise des projets de recherche et contribue aux thèmes suivants : BIM, modèle 4D, aide à la décision collective pour l’AEC, bâtiment/ville intelligent(e), confort perçu et Evaluation Post-Occupation.

Actualité du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)