Bâtiment

Aide à la décision pour l'efficience énergétique urbaine en aidant à l'identification des bâtiments dont la rénovation apporterait un fort impact.

L’habitat et plus particulièrement les bâtiments résidentiels participent de manière importante aux consommations de ressources ainsi qu’aux impacts climatiques. En tant qu’ingénieurs, chercheurs, et acteurs institutionnels, nous pouvons nous interroger sur les solutions à apporter pour limiter les impacts de cette activité anthropique. 

Dans ce contexte, le GeoBuilding  a pour finalité de répondre au manque d’informations et d’outils des décideurs publics, afin de leur permettre, d’une part la création, le regroupement, la visualisation et la diffusion de données territoriales et d’autre part, de fournir les éléments permettant un ciblage des bâtiments à rénover en priorité dans le cadre des démarches de massification de la rénovation du parc bâti ancien.

 

Bref aperçu​

En parallèle, GeoBuilding  est un outil de web mapping utilisant une architecture REST (NodejS, Apache) et des technologies Web (JQuery, PHP) ainsi que des APIs cartographiques (Highmaps, Google maps). L’assemblage des différents modules (carte interactive, graphiques dynamiques, visualisation aérienne) permet l’identification instantanée des caractéristiques techniques, sociologiques et urbaines d’un bâtiment. L’accès au prototype est actuellement réalisé à distance au travers d’une interface web.

Démonstration

L’application GeoBuilding  a été mise en oeuvre sur la commune de Saint-Etienne et déployée sur l’ensemble de la métropole stéphanoise (Communauté urbaine) en 2018. Elle est le fruit du projet d’Inventaire Multi-échelle et Open data du Potentiel Energétique d’un territoire (IMOPE).

 

Plus précisément, le projet IMOPE proposait de créer le lien entre le big data et le web mapping en permettant de traiter des données territoriales de masse tout en proposant une interface utilisateur intuitive. Basée sur une architecture REST des technologies Web ainsi que des APIs cartographique, l’assemblage des différents modules permet l’identification instantanée des caractéristiques techniques, sociologiques et urbaines d’un bâtiment.

Contribuant à la ville du futur et à la smart city, les innovations apportées par le projet tenteront de répondre aux enjeux portés par les politiques publiques de l’habitat.

La Startup Urban Retrofit Business Services (U.R.B.S), poursuit les développements de GeoBuilding à travers sa solution IMOPE « La solution numérique des acteurs de la rénovation énergétique et de l’habitat »

Objectif de développement durable

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GeoBuilding s’inscrit dans une dynamique qui a pour objectif de mettre en place « renforcer l’urbanisation inclusive et durable pour tous et les capacités de planification et de gestion participatives, intégrées et durables des établissements humains « .

 

Avec le soutien de

Aide à la géolocalisation des ménages et bâtiments les plus vulnérables aux vagues de chaleur.

Le changement climatique oblige à se poser la question de la vulnérabilité et de la résilience des écosystèmes urbains, en terme de défi majeur.

En effet, les prospectives du GIEC (Groupe Intergouvernemental d’experts sur l’Evolution du Climat) démontrent qu’à la fin du siècle, les périodes de fortes vagues de chaleur s’accentueront à la fois en nombre et en intensité.

Les populations les plus fragiles, incluant les personnes âgées, malades ou en situation de précarité économique et sociale ont été les plus touchées. Ces typologies de personne accusant une surmortalité pouvant dépasser les 70%. 
Afin d’anticiper et réduire les effets sanitaires des vagues de chaleur qui adviendront dans les prochaines décennies, un renforcement des plans d’actions et des outils à disposition des acteurs publics doit être envisagé.

Bref aperçu​

GeoResilient  est un outil de web mapping permettant une géolocalisation des ménages et bâtiments les plus vulnérables aux vagues de chaleur. Il est issu d’un couplage des données accessibles sur le parc bâti  (solution Geobuilding) avec les composantes sociologiques des habitants (âge, revenus, précarité, …).

Déploiement

L’application GeoResilient a pour objectif la mise en place d’un observatoire local (territoire stéphanois) de suivi et de prévention des vagues de chaleur. Prenant la forme d’un web service cartographique, via le déploiement d’IOT (Internet des objets) et le suivi en temps réel de la température au sein de l’écosystème urbain (Ville de Saint-Etienne). Ces données sont analysées et enrichies à travers des algorithmes de machine learning.

Ainsi, et en collaboration avec les services de la ville de Saint-Etienne, des démarches proactives de sensibilisation et d’information spécifique pourront être menées en amont, pendant et après les vagues de chaleur. Ceci afin de proposer un accompagnement adapté à l’ensemble des populations fragiles souvent inconnues des acteurs publics.

Objectif de développement durable

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GeoResilient s’inscrit dans une dynamique qui a pour objectif de mettre en place « renforcer l’urbanisation inclusive et durable pour tous et les capacités de planification et de gestion participatives, intégrées et durables des établissements humains ».

ODD-13

GeoResilient s’inscrit dans une dynamique qui a pour objectif de mettre en place « Renforcer, la résilience et les capacités d’adaptation face aux aléas climatiques et aux catastrophes naturelles liées au climat » et « Améliorer l’éducation, la sensibilisation et les capacités individuelles et institutionnelles en ce qui concerne l’adaptation aux changements climatiques, l’atténuation de leurs effets et la réduction de leur impact et les systèmes d’alerte rapide ». 

Publications

Jumeau numérique pour un bâtiment intelligent

Mettre en place un jumeau numérique de bâtiment permet de soulever des problématiques variées, proches des intérêts des propriétaires, des bayeurs ou des locataires, comme de comprendre le fonctionnement thermique d’un bâtiment dans une optique d’efficacité énergétique. Sur un plan plus académique cela permet d’explorer tout un panel de domaines de recherche scientifiques comme : l’innovation « low tech », la modélisation statistique, l’analyse d’images, l’apprentissage, la sécurité, le respect de la vie privée, l’interopérabilité des données et des systèmes, la gestion distribuée des « assets »…

GeoDataBat  offre un formidable potentiel dans le cadre : d’enseignements, de recherche, tout en ayant une dimension éthique liée aux objectifs de développement durable de l’ONU (ODD 3, 9, 11 et 13) . 

Bref aperçu​

GeoDataBat propose de développer une plateforme de visualisation en intégrant le modèle IFC (Industry Foundation Classes qui propose un modèle conceptuel de données orienté objet) du bâtiment. L’interface web affiche à la fois les données historiques et en temps réel de divers paramètres tels que la température, l’humidité, etc.  à l’aide des capteurs installés dans le bâtiment.
A travers une interface d’administration, l’utilisateur peut donner la commande pour contrôler les différents appareils comme le chauffage. Un prototype de jumeau numérique du bâtiment de l’Institut Henri Fayol, premier terrain d’expérimentation, est actuellement développé et accessible au travers d’une interface web.

Démonstration

Le développement de GeoDataBat procède par étapes  et a été mis en oeuvre sur l’un des bâtiments de Mines Saint-Etienne.

L’objectif à terme est de proposer une solution de jumeau numérique complète c’est à dire capable d’intégrer un modèle numérique du bâtiment (BIM), des simulateurs, des capteurs, des actionneurs, le tout couplé à des algorithmes de l’Intelligence Artificielle .  

 

Plus précisément, la mise en oeuvre technique de GeoDataBat demande aussi bien un long travail amont de recherche et documentation que de l’acquisition de connaissances sur le fonctionnement réel du bâtiment ou encore la maitrise de l’interopérabilité de différentes solutions Iot implantées. En résumé, les points essentiels de la création du jumeau numérique sont les suivant : 

  • Etude des archives: plans et installation immotique de 1994 de type KNXnet/IP
  •  Développement du modèle numérique du bâtiment au format ouvert IFC
  •  Elaboration du graphe de connaissances avec des ontologies standard
  •  Développement et déploiement de dispositifs IoT hétérogènes (Modbus, WiFi, Bluetooth, Zigbee, LoRa)
  • Mise en place de solutions de stockage des données temporelles
  • Développement de modèles thermiques du bâtiment
  • Développement d’un portail web pour visualiser le modèle numérique du bâtiment et les données des capteurs

Contribuant à la ville du futur et à la smart city, les innovations apportées pour le bâtiment intelligent sont à même de répondre aux enjeux portés par les politiques publiques de l’habitat.

Objectifs de développement durable

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GeoDataBat s’inscrit dans une dynamique qui a pour objectif de mettre en place « une infrastructure permettant une meilleur régulation de la qualité de l’air intérieur ».

 

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GeoDataBat s’inscrit dans une dynamique qui a pour objectif de mettre en place « une infrastructure de qualité, fiable, durable et résiliente, pour favoriser le développement économique et le bien-être de l’être humain, en mettant l’accent sur un accès universel, à un coût abordable et dans des conditions d’équité ».

 

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GeoDataBat s’inscrit dans une dynamique qui a pour objectif de mettre en place « renforcer l’urbanisation inclusive et durable pour tous et les capacités de planification et de gestion participatives, intégrées et durables des établissements humains « .

 

ODD-13

GeoDataBat s’inscrit dans une dynamique qui a pour objectif de mettre en place « Renforcer, la résilience et les capacités d’adaptation face aux aléas climatiques et aux catastrophes naturelles liées au climat » et « Améliorer l’éducation, la sensibilisation et les capacités individuelles et institutionnelles en ce qui concerne l’adaptation aux changements climatiques, l’atténuation de leurs effets et la réduction de leur impact et les systèmes d’alerte rapide ». 

Références & Publications

La plateforme territoire est développée par l'Institut Fayol

Elle permet de simuler l’évolution d’un objet spatio-temporel - Elle aide à analyser le résultat - Elle permet de visualiser à la fois l’évolution de l’objet d’étude et des indicateurs choisis.

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