La mise en œuvre d'une technologie de bus et d'automatismes dans les bâtiments offre de considérables gisements d'économies d'énergie. Le groupe ABB, dont les systèmes d'automatisation, de régulation et de gestion technique du bâtiment sont basés sur la technologie KNX, a chiffré les économies d'énergie en fonction de la solution ou de la conjugaison des solutions adoptées. Les gains peuvent atteindre 50% sur le chauffage ou la climatisation. Et jusqu'à 66% sur l'éclairage!

Fondée sur la mise en réseau d'automatismes chargés de piloter, pièce par pièce ou à l'échelle d'un site, les fonctions d'éclairage, d'ombrage, de chauffage, ventilation, climatisation (HVAC) et autres équipements techniques, la gestion intelligente du bâtiment influe à de nombreux niveaux sur la performance d'un bâtiment.

Les normes: un passeport énergétique

Un nouveau cadre normatif et réglementaire, de portée internationale, encourage la mise en œuvre de solutions d'efficacité énergétique. Dans le sillage de la directive 2002/91/CE, la norme EN 15 232 décrit les méthodes pour évaluer l'impact des automatismes, des systèmes de régulation et de la GTB sur la consommation énergétique des bâtiments. Tout bâtiment équipé de systèmes d'automatisation, de régulation et de GTB, est classé dans l'une des 4 catégories de performance énergétique notées de "A" à "D" (voir encadré). Le potentiel d'économies sur les usages thermiques et électriques peut alors être calculé pour chaque classe, en fonction du type et de l'utilisation du bâtiment. La catégorie C sert de référentiel pour comparer les différents niveaux d'efficacité énergétique. Cette norme introduit également le principe de la "certification énergétique" des bâtiments. Ainsi, toutes les constructions autres que d'habitation nécessitent l'établissement et la délivrance par le propriétaire, à toute personne intéressée, d'un certificat de performance énergétique, lors de la vente ou de la location. Son affichage est en outre obligatoire dans les établissements recevant du public, occupant plus de 1 000 m2. Dans cette optique, la technologie KNX, première norme mondiale de la domotique et de l'immotique, vise à réduire la consommation énergétique (un pourcentage d'économies à 2 chiffres), à assouplir la planification et la mise en œuvre des projets d'efficacité énergétique et à en protéger les investissements, tout en garantissant la disponibilité de l'énergie. Le groupe ABB, dont le système KNX réunit un large éventail de produits et de solutions autorisant des applications à haute efficacité énergétique, dans le neuf et l'existant, a chiffré les économies réalisables. La mise en œuvre d'une technologie de bus et d'automatismes, tant individuels que centralisés, offre de considérables gisements d'économies d'énergie, qui dépendent de chaque fonction ou de la conjugaison de plusieurs fonctions.

Programmation horaire et régulation thermique par pièce

La commutation automatique et la programmation horaire du chauffage et de la climatisation en fonction de consignes de température assignées à chaque pièce occupée temporairement ou à périodes fixes permettent, dans un bâtiment EN 15232, d'alléger de 10 % la facture énergétique par rapport à une commande manuelle. La programmation de températures de consigne de chauffage/climatisation par détection de présence, pour chaque pièce utilisée temporairement ou à périodes fixes d'un bâtiment normalisé EN 15232, permet d'économiser jusqu'à 25 % d'énergie par rapport à une commande manuelle. Il est donc judicieux de coupler la détection de présence à la programmation horaire et thermique des valeurs de consigne. Lorsque la pièce est occupée, le détecteur de présence bascule la consigne de température "veille" sur la consigne de température "confort".

Gestion de l'éclairage: commande d'éclairage permanent

Ce principe de régulation, contrairement au pilotage de l'éclairage en tout-ou-rien, garantit une luminosité constante et harmonieusement répartie, grâce à des apports de lumière artificielle maintenant en continu, le niveau d'éclairement choisi. Dans ce cas, la consommation correspond à la quantité d'énergie utile à l'éclairage artificiel. Cette régulation permet d'économiser de 28 % à 66 % de l'électricité utilisée pour l'éclairage, en fonction de la saison, de la météo et de l'implantation du bâtiment. Il est possible d'opter pour une commande d'éclairage asservie à l'occupation par un détecteur de présence qui automatise l'extinction de l'éclairage quand la pièce est vide. Ce sont 13 % en plus d'économisés.

Commande des stores et volets roulants

Dans les bâtiments tertiaires, les stores servent avant tout à se protéger du soleil et à empêcher l'insolation directe du plan de travail. Leur manœuvre automatisée agit sur l'incidence de la lumière naturelle. Il y a ainsi interdépendance directe entre gestion de l'éclairage et commande des stores. L'entrebâillement des lamelles assure un éclairage naturel optimal tout en évitant l'éblouissement. L'incidence de la lumière du jour en est ainsi améliorée. Cette fonction, couplée à une commande d'éclairage permanent, limite le recours à l'éclairage artificiel pour préserver l'éclairement souhaité et fait économiser beaucoup d'énergie électrique. La commande automatique des protections solaires, doublée d'une commande d'éclairage permanent avec détection de présence, peut aboutir à 40 % d'économies par rapport à une commande manuelle. L'automatisation des stores et volets roulants occupe aussi une place prépondérante dans la régulation du climat intérieur. Une commande "intelligente" optimise le confort des occupants tout en favorisant un usage rationnel de l'énergie, à coûts maîtrisés. La mise en réseau de la commande d'ombrage et du système de régulation individuelle de la température, dans chaque pièce, offre les meilleurs bilans thermiques. Tous les modules pour stores/volets d'ABB sur KNX intègrent de série une fonction automatique de chauffage/refroidissement qui participe au confort thermique de la pièce. Afin d'optimiser la lumière naturelle, un module de contrôle peut être ajouté. Une régulation thermique faisant ainsi intervenir les protections solaires peut réduire de 30 % les besoins en climatisation.

Régulation du chauffage, de la ventilation et de la climatisation

Le système intelligent KNX aide l'utilisateur à optimiser la consommation énergétique de chaque pièce et fournit des informations à l'installateur ou au gestionnaire du site pour tirer le meilleur parti des paramétrages. Le détecteur de présence utilisé pour allumer ou éteindre l'éclairage peut simultanément faire basculer le thermostat d'ambiance en mode absence, en cas d'inoccupation prolongée. La combinaison d'une gestion HVAC et d'une commande de stores et volets, asservie à la météo ou à la commutation été / hiver, augmente d'autant les économies d'énergie. Les vannes de régulation électriques sont des organes de réglage automatique de la température ambiante au niveau souhaité. Pour éviter tout gaspillage d'énergie lorsque la ventilation est en marche, les vannes se ferment automatiquement dès qu'une fenêtre s'ouvre. Leur position peut, en retour, renseigner sur les besoins de chauffage / refroidissement du bâtiment. Les systèmes de production de chaud / froid sont alors en mesure de régler leur sortie pour s'adapter aux exigences du moment. Si le bâtiment utilise des convecteurs soufflants ou des ventilo-convecteurs pour le confort thermique et la qualité de l'air, ces derniers peuvent aussi être pilotés sur KNX par des régulateurs. En construction, comme en rénovation, le système KNX offre de nombreuses possibilités d'optimisation, grâce à la mise en réseau de tous les lots et équipements techniques du bâtiment.

De la gestion à l'optimisation

Ces mesures d'optimisation n'ont d'utilité que s'il est possible de chiffrer la quantité d'énergie effectivement consommée; l'interface KNX pour compteurs d'énergie permet de remonter les mesures vers la supervision via le bus KNX. L'optimisation éco-énergétique du bâtiment est ainsi renforcée par l'emploi de compteurs d'énergie: il suffit alors de lire ces valeurs de consommation pour optimiser rapidement les usages énergétiques. Une combinaison de différentes mesures d'efficacité énergétique, comme la baisse du chauffage ou de la climatisation sur détection d'ouverture de fenêtres, l'ouverture automatique des fenêtres pour profiter du rafraîchissement nocturne ou enclenchement de la ventilation, le couplage commande d'éclairage permanent et commande de stores/volets en fonction de la position du soleil... permet d'atteindre jusqu'à 50 % d'économie sur le chauffage ou la climatisation.