Exploiter efficacement le potentiel d’économies dans les bâtiments grâce à l’optimisation de l’exploitation

La surveillance technique, la maintenance conditionnelle et la maintenance prédictive ne sont que quelques-uns des termes désignant les méthodes techniques associées à l’optimisation de l’exploitation des bâtiments. Depuis les débuts du génie climatique, leur objectif n'a pas changé : garantir un climat intérieur optimal pour les occupants, tout en consommant le moins de ressources possible.

Associées aux outils de la numérisation, ces méthodes deviennent de puissants leviers pour faire évoluer les bâtiments d’une gestion principalement réactive vers une exploitation proactive. Résultat : les installations techniques existantes peuvent être exploitées de manière plus adaptée, moins sujette à l’usure et avec un effort réduit, en un mot, plus efficacement. Si l’on ajoute à cela l’amélioration du confort intérieur, les économies potentielles atteignent en moyenne 20 % sur les coûts d’exploitation, grâce à la réduction des émissions de CO₂, de la consommation d’énergie et des coûts de maintenance. Dans un contexte de pénurie de main-d’œuvre qualifiée, une gestion proactive et digitalisée permet également aux équipes d’exploitation de relever les grands défis actuels de l’immobilier, à savoir la décarbonation, la durabilité, les objectifs ESG (Environnement, Social, Gouvernance) et la conformité à la taxonomie européenne.

Cet article explore les principes de l’exploitation proactive, explique pourquoi elle doit être mise en place dès les premières phases du cycle de vie d’un bâtiment et montre comment passer d’une gestion réactive à une gestion proactive pas à pas. Ce document explore les principes de l’exploitation proactive, explique pourquoi elle doit être mise en place dès les premières phases du cycle de vie d’un bâtiment et montre comment passer d’une gestion réactive à une gestion proactive pas à pas.

Le statu quo : une exploitation réactive

Actuellement, les équipes d’exploitation consacrent encore la majeure partie de leur temps à la résolution des plaintes des usagers et des alarmes techniques. Ces interventions doivent souvent être menées en urgence pour éviter des dysfonctionnements supplémentaires ou une détérioration du confort. Le principal outil disponible est le système GTB (gestion technique du bâtiment), qui permet de consulter les mesures en temps réel et les états des équipements techniques (CVC, éclairage, etc.).

Cependant, la GTB ne permet généralement pas d’identifier la cause profonde des anomalies, ou alors cela demande des efforts considérables. Par conséquent, les mêmes alarmes et dysfonctionnements réapparaissent régulièrement. De plus, si une défaillance technique entraîne une augmentation de la consommation énergétique sans générer d’alarme ou de plainte, celle-ci passe totalement inaperçue, sauf à être découverte lors d’une intervention de maintenance.

Vers l’exploitation proactive : la clé pour relever les défis actuels

Des exploitants et gestionnaires visionnants amorcent déjà un virage vers une exploitation proactive. Ils analysent les tendances, cherchent à corriger les causes profondes plutôt que de se contenter des symptômes. Ce changement d’approche permet de réduire la fréquence et l’intensité des pannes, allège la charge de travail des équipes, améliore la stabilité opérationnelle et l’efficacité énergétique.
Mais pour atteindre les objectifs ambitieux de décarbonation, il faut aller plus loin. Des outils plus avancés que la GTB sont nécessaires : ils doivent permettre une surveillance complète des installations, détecter les quelque 500 types de dysfonctionnements potentiels, identifier les pertes d’énergie invisibles et proposer des mesures correctives concrètes.

En Allemagne, ces nouveaux outils, de plus en plus présents sur le marché, s’appuient sur la directive VDI 6041, publiée par la Verein Deutscher Ingenieure (VDI) — l’Association des Ingénieurs Allemands. Le VDI est une organisation de référence en Allemagne pour la normalisation technique et les bonnes pratiques d’ingénierie, notamment dans les domaines du bâtiment et des installations techniques. La directive VDI 6041 définit une méthodologie systématique basée sur l’analyse de données pour surveiller, évaluer et améliorer l’exploitation des équipements techniques du bâtiment (chauffage, ventilation, climatisation, etc.). Elle met particulièrement l’accent sur la fonctionnalité des installations, l’efficacité énergétique, et le confort intérieur pour les usagers.

La surveillance technique au service d’une gestion proactive des bâtiments

En particulier, les modes de fonctionnement énergétiquement défavorables, mais aussi ceux propices à l’usure des équipements techniques du bâtiment (GTB), passent inévitablement inaperçus dans une gestion réactive de l’exploitation et ne sont pas corrigés. La norme VDI 6041 fournit une méthodologie permettant d’identifier et d’éviter systématiquement ces modes de fonctionnement grâce à un monitoring technique des bâtiments et des installations techniques du bâtiment. La directive VDI recommande de mettre en place un suivi énergétique, des installations et du confort du bâtiment basé sur les données d’exploitation. L’objectif du monitoring technique est de permettre une transparence approfondie de l’exploitation du bâtiment et de créer ainsi les bases d'une optimisation complète et efficace de celle-ci. La directive VDI distingue le monitoring de mise au point et le monitoring à long terme afin de répondre aux différentes phases du cycle de vie d’un bâtiment.

L’optimisation proactive de l’exploitation commence bien avant la phase d’exploitation du bâtiment. Dès les premiers essais de fonctionnement dans le cadre d’un nouveau bâtiment ou de ses installations techniques, le monitoring technique peut être utilisé comme outil d’assurance qualité pour la réalisation. À ce moment-là, les informations sur la planification de la GTB et sa mise en œuvre réelle sont les plus disponibles. Ces informations peuvent être utilisées dans le monitoring technique pour comparer l’état réel du fonctionnement d’essai avec l’état de planification prévu. À ce stade, les acteurs tels que les intégrateurs de systèmes et les installateurs peuvent encore corriger facilement les dysfonctionnements. Dès la phase de tests, et surtout pendant les phases de mise au point et d’exploitation, il est recommandé d’utiliser le monitoring technique pour effectuer une comparaison entre l’état réel de l’exploitation et l’état de l’art issu de la littérature. Cela permet également de vérifier l’état de planification et d’améliorer l’exploitation en comparaison avec l’optimum technique et physique. Cette approche est particulièrement adaptée à une première mise en œuvre du monitoring pendant la phase d’exploitation.

Grâce à la surveillance technique continue, l’exploitation peut être adaptée de manière ciblée à une utilisation évolutive du bâtiment et aux défis techniques, et les dysfonctionnements inévitables peuvent être traités de manière proactive.

La surveillance technique soutient les opérations proactives

En particulier, les modes de fonctionnement du TGA présentant des inconvénients sur le plan énergétique mais également résistants à l'usure passent nécessairement inaperçus lors de la gestion opérationnelle réactive et ne sont pas corrigés. Grâce à la surveillance technique des bâtiments et des systèmes techniques des bâtiments conformément à la norme VDI 6041, une méthodologie est disponible pour identifier et éviter ces modes de fonctionnement de manière structurée. La directive VDI recommande d'effectuer une surveillance de l'énergie, des installations, des bâtiments et du confort basée sur les données opérationnelles. L'objectif du suivi technique est de fournir une transparence approfondie des opérations du bâtiment et de créer ainsi une base pour une optimisation opérationnelle complète et efficace. La directive VDI se divise en une surveillance réglementaire et une surveillance à long terme afin de prendre en compte les différentes phases du cycle de vie du bâtiment.

L'optimisation opérationnelle proactive commence bien avant que le bâtiment ne soit opérationnel. Même lors des premiers essais dans de nouveaux bâtiments et lors de la TGA, le suivi technique peut être utilisé pour garantir la qualité de la construction. À ce stade, les informations disponibles sur la planification de la TGA et sa construction effective sont optimales. Dans le cadre du suivi technique, les informations peuvent être utilisées pour comparer l'opération d'essai réelle par rapport à l'objectif de planification. Dans cette phase, les acteurs tels que les intégrateurs de systèmes et les installateurs peuvent toujours facilement compenser les dysfonctionnements. Même pendant la phase d'essai, mais en particulier pendant la phase de réglage et d'exploitation du bâtiment, il est conseillé de procéder à une comparaison entre le fonctionnement actuel et les exigences de la littérature sur l'état de la technique à l'aide d'un suivi technique. En conséquence, l'objectif de planification est également vérifié et le fonctionnement est amélioré par rapport à l'optimum technique et physique. Cette procédure convient parfaitement à la première utilisation de la surveillance pendant la phase d'exploitation.

Grâce à une surveillance à long terme, les opérations peuvent être spécifiquement adaptées aux changements dans l'utilisation des bâtiments et les défis techniques et les dysfonctionnements inévitables peuvent être résolus de manière proactive.

La numérisation automatise le monitoring technique

Il ne fait aucun doute que la mise en œuvre de ce type de monitoring requiert un accès étendu aux données de mesure et d’état des systèmes d’automatisation, ainsi qu’une expertise technique approfondie pour analyser les données collectées.

Ces défis peuvent également être relevés grâce à des solutions logicielles. Le processus se décompose en plusieurs étapes - collecte, structuration, analyse et optimisation de l’exploitation:

• Collecter : Le stockage et la disponibilité de toutes les tendances des points de données issus des systèmes d’automatisation, des mesures énergétiques et des capteurs IoT supplémentaires peuvent être assurés en connectant le bâtiment à une plateforme cloud. Les automates modernes offrent déjà une liaison directe avec de telles plateformes, et des passerelles cloud sous forme d’appareils périphériques et de data loggers sont également disponibles pour le parc immobilier existant. Outre leurs avantages pour le monitoring technique, ces plateformes cloud permettent de nombreux autres cas d’usage dans les bâtiments intelligents, au point de s’imposer comme un équipement standard dans l’automatisation des bâtiments.
• Structurer : Les plateformes spécialisées dans l’optimisation de l’exploitation des bâtiments permettent de structurer partiellement les données d’exploitation disponibles sous forme de jumeaux numériques des différentes installations techniques, des lots techniques et du bâtiment dans son ensemble, à l’aide de l’intelligence artificielle.
• Analyser : L’analyse des données peut se faire manuellement ou de manière autonome à l’aide d’algorithmes. Pour une analyse efficace, les plateformes cloud mettent à disposition des interfaces web simples à utiliser et accessibles à distance pour visualiser les données d’exploitation. L’analyse manuelle présente plusieurs avantages, notamment sa flexibilité et sa capacité à s'adapter au bâtiment concerné. La structuration des données en jumeaux numériques facilite la navigation manuelle dans le volume de données. Dans le cas d’une analyse automatique, l’intelligence artificielle évalue les données d’exploitation structurées sous forme de jumeaux numériques. Cette intelligence artificielle repose généralement sur une combinaison d’algorithmes basés sur des règles et d’approches statistiques. Les résultats des analyses sont consultables via l’interface web de la plateforme et constituent des inspections automatiques de l’exploitation du bâtiment, au sens du monitoring technique. Les équipes d’exploitation et de facility management peuvent utiliser ces résultats pour améliorer proactivement l’exploitation. En particulier en fonctionnement continu, cela constitue un assistant numérique qui assure de manière entièrement automatique un monitoring constant de l’ensemble du système du bâtiment.
• Optimiser : Certaines plateformes proposent également d’intervenir directement sur l’exploitation du bâtiment afin de mettre en œuvre immédiatement les mesures d’optimisation identifiées. Ainsi, les équipes d’exploitation et de facility management peuvent, à l’instar d’une supervision technique centralisée, adapter les paramètres de régulation, les consignes, les courbes de chauffage, les modes d’abaissement et les plannings des équipements techniques, et activer des boucles de régulation supplémentaires via la plateforme. De telles adaptations du système d’automatisation représentent une grande partie des mesures d’optimisation identifiées par le monitoring technique. Ces optimisations peuvent être mises en œuvre sans nécessiter d'investissement.