Quand l’algorithme régule la température

La spin-off de l’Empa «viboo» a développé un algorithme auto-apprenant pour la régulation du climat intérieur. Cela permet de refroidir ou de chauffer les bâtiments de manière anticipée et d’économiser ainsi environ un tiers d’énergie. Après des expériences réussies dans le NEST, le bâtiment de recherche et d’innovation de l’Empa et de l’Eawag, les premiers projets pilotes sont maintenant mis en œuvre avec des partenaires industriels.

Les thermostats traditionnels, installés aujourd’hui dans de nombreux bâtiments d’habitation, ne réagissent que lorsque la température est inférieure ou supérieure à un certain seuil. La réaction est donc toujours trop tardive, abrupte et forte, car il faut retrouver le plus rapidement possible la température souhaitée. Cela coûte de l’énergie et, en fin de compte, de l’argent. La solution : un thermostat qui se projette dans l’avenir et régule la température par anticipation.

Anticiper pour économiser l’énergie

Une spin-off de l’Empa, actuellement en phase de création, permet de regarder dans la boule de cristal. L’entreprise s’appelle «viboo», ce qui signifie « viable intelligent building operation optimization« . Au cours de leurs recherches à l’Empa, les fondateurs Felix Bünning et Benjamin Huber ont développé un algorithme qui permet de réguler la température des bâtiments de manière prédictive. Ce qui est étonnant, c’est qu’il suffit de deux semaines de données sur les bâtiments, comme la position des vannes et les mesures de la température ambiante, pour créer un modèle du bâtiment. En combinaison avec les prévisions de la température extérieure locale et du rayonnement solaire global, l’algorithme calcule ensuite de manière autonome, jusqu’à douze heures à l’avance, la dépense énergétique idéale pour chauffer ou refroidir le bâtiment. Il n’est donc plus nécessaire de procéder à des réglages frénétiques et trop réactifs, ce qui permet de consommer nettement moins d’énergie.

« Le potentiel est énorme. Nos expériences dans le NEST ont montré que cette approche permettait d’économiser entre 26 et 49 pour cent d’énergie« , explique Felix Bünning. Les chercheurs ont utilisé le bâtiment de recherche et d’innovation sur le campus de l’Empa pour tester et développer l’algorithme dans un environnement réel. Les essais sur le terrain ont suscité l’intérêt de l’industrie et les chercheurs ont compris que leur algorithme devait passer du stade de la recherche à celui du marché.

La motivation des deux scientifiques n’est pas d’ordre financier, mais plutôt social. « Dans le monde entier, une quantité énorme d’énergie est utilisée pour chauffer et refroidir les bâtiments. C’est notamment pour cette raison que le secteur du bâtiment est à l’origine d’une grande partie des émissions mondiales de CO2. Avec notre algorithme, nous souhaitons aider le plus grand nombre possible de ménages à économiser de l’énergie et apporter ainsi notre contribution à la réduction de ces émissions« , explique Félix Bünning. Une première initiative de soutien a déjà reconnu la pertinence de ce projet. En novembre 2021, « Venture Kick » a accordé à «viboo» une contribution d’encouragement de 40 000 francs. En outre, Félix Bünning est soutenu par une « BRIDGE Proof of Concept Fellowship » du Fonds national suisse et d’Innosuisse.

Projet pilote de régulation intelligente

« Nous nous concentrons actuellement sur les fabricants de thermostats pour les bâtiments résidentiels. Beaucoup de ces entreprises ont déjà des thermostats intelligents dans leur portefeuille. Grâce à une connexion au cloud, nous pouvons y intégrer notre algorithme« , explique Felix Bünning. Un premier partenaire est le fabricant international de thermostats Danfoss. En collaboration avec cette entreprise, «viboo» met maintenant en œuvre le premier projet pilote dans un bâtiment traditionnel. Les thermostats du bâtiment administratif de l’Empa sont remplacés par des thermostats intelligents sur lesquels fonctionne l’algorithme de «viboo». Celui-ci crée d’abord le modèle du bâtiment à partir des données climatiques ambiantes. Ensuite, l’algorithme se charge de la régulation du chauffage pendant quatre mois. La question centrale est la suivante : quelle est l’efficacité de la régulation par l’algorithme par rapport à la solution standard ? Cela permettra d’évaluer le potentiel de l’algorithme dans les bâtiments traditionnels plus anciens.

Outre le projet pilote, des discussions sont déjà en cours avec d’autres partenaires industriels afin d’explorer d’autres possibilités d’application. «viboo» va par exemple intégrer l’algorithme directement dans le système d’automatisation du bâtiment dans un nouveau bâtiment à Zurich et optimiser ainsi la régulation dans l’ensemble de l’immeuble de bureaux.

Auteur : Loris Pandiani

Image : Adobe Stock