Partenariat de recherche scientifique LMH /Lille1

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1 Partenariat de recherche scientifique LMH /Lille1 Vers un Système innovant pour le suivi et le contrôle des charges de fluide 1

2 Introduction: Deux volets illustrent le partenariat de recherche scientifique établit entre LMH et Lille1 (Polytech Lille):!Le premier repose sur le développement d'un modèle économétrique et prévisionnel des consommations de fluides au sein des logements occupés par les locataires.!le second volet quant à lui a pour objectif la réalisation d'un prototype d'appareillage innovant permettant la captation et l'inscription en temps réel des quantités physiques (température, consommation énergétique, taux humidité,...) au sein d'un espace occupé. L objectif du second volet qui est le cœur de notre présentation ce jour,était de mieux informer les occupants sur les paramètres de confort de leur logement (température, humidité, qualité de l air,..), sur leur consommation d eau et d énergie, de les sensibiliser aux économies de charges enfin de leur apporter une aide facilitant la gestion rationnelle de fluides. 2

3 La description du projet Le développement d un système innovant pour la réduction et la maitrise des charges de fluides au sein du logement social, a débuté par l établissement d un cahier de charge associant les collaborateurs LMH et les représentants de locataires. L objectif était de construire une solution optimale alliant des exigences techniques (performances, compatibilité, prix, ) à une facilité et convivialité d usage. les principaux éléments du cahier de charge proposé à l université de Lille1: Le système d instrumentation et de contrôle doit permettre le suivi de paramètres physiques d un espace habité (température, humidité, qualité de l air..),le suivi des consommations (eau, chauffage, électricité..) ainsi que le pilotage des fluides. Ce système doit utiliser une technologie de communication sans fil à très basse fréquence adapté aux appareils électriques de tous types, aux équipements de chauffage, aux débits d eau froide et eau chaude Le système doit être simple d utilisation Le pilotage doit être réalisé à l aide d une unité centrale autonome (concentrateur) permettant : la communication avec les capteurs et les actionneurs ; le stockage des données et leur mise à disposition analysées aux usagers au travers de différents supports (ordinateur, télévision, tablettes, Smartphones ) le pilotage selon des scenarii programmés l envoi d alertes Une possibilité doit être offerte aux usagers d accéder au système à distance afin de consulter les données et commander certains équipements. Les usagers devront avoir la possibilité de mutualiser leurs données dans un but d échanger sur les bonnes pratiques et actions de sensibilisation. Enfin le système doit être développé dans un environnement applicatif ouvert (non propriétaire des codes sources) en vu d intégrer les composants du marché à faible consommation d énergie et les logiciels dits open source. 3

4 Les paramètres de suivi sont classés en trois catégories : Les paramètres de confort, notamment la température, l humidité, la qualité de l air intérieur et la luminosité. Les consommations d électricité, de chauffage, d eau froide et d eau chaude. les paramètres de fonctionnement, tel la présence, le contact de fermetureouverture des portes et fenêtres, le fonctionnement de la ventilation Ainsi les premiers tests lancés en Novembre 2013 au sein de deux appartements pédagogiques appartenant à LMH ont permis un retour d expérimentation favorable permettant l installation du prototype au sein d un échantillon de logements occupés entre Juin et Décembre 2014 (10 logements à ce jour) Ce système a été présenté, le 18 février 2014, lors d une conférence publique à l université de Lille 1 organisée conjointement par LMH et Lille 1 réunissant près de 180 personnes du milieu des bailleurs sociaux, des associations de locataires, des opérateurs d eau et d énergie, des collectivités territoriales, des starts-up ainsi que des chercheurs, doctorants et étudiants d écoles d ingénieurs et de master. Ce projet a également candidaté au Solar Decathlon 2014 et fut présenté lors de journées du Réseau Recherche Habitat Logement (REHAL) 4

5 Cibles 1) Suivre en temps réel dans un espace occupé: " Les paramètres de confort: " Les consommations : Température Électricité Humidité Chauffage Qualité de l air Eau froide Luminosité Eau chaude Bruit " autres : La présence La fermeture des portes et des fenêtres Le fonctionnement de la ventilation L alarme incendie 5

6 Caractéristiques de l instrumentation!permettre à partir d un boitier central: " une communication sans fil avec les capteurs et les actionneurs " le stockage et l analyse des données " Le pilotage selon des scenarii programmés " La restitution des données pour les usagers sur différents supports (ordinateur, tablette, Smartphone, télévision) sans connexion à Internet " L envoi d alertes!la technologie repose sur: " des logiciels issus de l open source " des capteurs et des actionneurs performants: # àfaible consommation d énergie # àinstallation simple (les appareils sont de petites tailles$format calculatrice de poche) " des transmissions a rayonnement très faible (sans danger pour la sante) utilisant des fréquences basse consommation (100 fois plus faible que la norme Wifi) 6

7 Présentation du système Pour les capteurs et actionneurs, il a été utilisé une carte open source associée à la technologie Enocean. La carte open source permet d utiliser les capteurs du commerce. Elle est équipée d'une puce radiofréquence 868 Mhz (cette fréquence a été privilégiée du fait de son absence d impact au niveau santé occupant) permettant de remonter les informations vers l unité centrale. Cette unité centrale de la taille d une calculette de poche joue le rôle de concentrateur. Les données sont stockées en interne à l aide d un logiciel permettant leur gestion. Ce boitier est équipée d'un émetteur récepteur. La technologie Enocean est exploitée en utilisant le port USB de l unité centrale favorisant ainsi l utilisation simultanée de plusieurs technologies. Température Boitier ou box Consignes Capteur 1 de régulation Conso. électrique Humidité Commandes Arrêt/départ Chauffages Capteur 2 Prises commandées Capteur 3 7

8 Exemple : Instrumentation de l appartement pédagogique Résidence Trois Ponts Capteur Qualité d air intérieur Capteur Luminosité Capteur Présence Capteur Température Capteur Humidité Capteur Consommation électrique 8

9 Boitier et capteurs installés 9

10 Exemple de résultat: Température [ C] 10

11 Exemple de résultat: Humidité [%] 11

12 Exemple de résultat: Qualité d air intérieur Un signal analogique calcul la concentration de l ensemble des gaz toxiques détectés pour échelonner la qualité de l air. Le capteur détecte plusieurs sortes de gaz : Air frais : Air peu pollué : Air Pollué : Air très pollué 12

13 Exemple de résultat: Consommation électrique [Wh] [VA] 13

14 Les Facteurs Clés de Succès Identifiés " La maitrise de la consommation de fluide est un champ de recherche universitaire transdisciplinaire (technique, économique, sociologique, écologique ) " Une bonne compréhension du périmètre étudié de la part des étudiants de l université de Lille1 " Une méthodologie de travail structurée entre LMH et l université de Lille1 % Planification par phases % Suivi régulier avec étapes d audit, % Validation des phases d investigation % Etapes de tests % Présentation des rapports d avancement au CA % " Une organisation efficace % Fort Sponsor du C.A. de LMH % Mise en place de comité de travail transverses (LMH/association de locataires/doctorants/divers laboratoires de recherches) % 14

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17 On se bousculait presque, mercredi, au 35/2 rue Mermoz, pour visiter l Appart, à deux pas de la résidence des Aviateurs. Un peu comme pour une pendaison de crémaillère, la maison de quartier des Bois-Blancs et le bailleur social LMH avaient vu les choses en grand et de manière festive pour l inauguration de ce logement pédagogique, ouvert aux nouveaux locataires LMH et à l ensemble des habitants du quartier. Complètement meublé, doté d un salon, d une cuisine et d une salle de bain, ce logement «témoin» permet aux habitants de disposer d un espace de ressources ouvert dans lequel chacun peut trouver des informations sur les questions relatives au logement. Dans l ensemble des pièces, l appartement dispose d un système de signalétique et propose un vrai parcours pédagogique valorisant les éco-gestes à adopter pour mieux gérer ses consommations énergétiques (eau, électricité chauffage ) «L ambition est de traiter de la question du logement dans sa globalité, explique Lola Ogé de la maison de quartier. Au-delà de ce lieu, nous allons également organiser des ateliers avec des partenaires sur différentes problématiques comme l entretien de la maison, l amélioration du logement, la prévention des accidents domestiques» Symbole de cette volonté de travailler en réseau avec de nombreux partenaires, il y avait déjà beaucoup d acteurs présents mercredi pour l événement comme l APPA pour les thématiques de qualité de l air, l association OSLO pour l accompagnement des habitants sur la question du logement, la MRES pour la mise à disposition de documentations et d outils adaptés au lieu, l association Consommation Logement Cadre de vie ou encore l espace Info Énergie. Surtout, un ingénieur du Laboratoire Génie Civil et géo-environnement de l université de Lille 1 venait présenter un système innovant qui restera installé dans l Appart et donnera une visibilité en temps réel des consommations énergétiques. Une bonne manière de changer ses comportements et d adopter de nouveaux gestes! source voix du nord 22/06/