Un algorithme d’auto-apprentissage qui aide à économiser l’énergie de chauffage

Un thermostat qui contrôle de manière prédictive le climat intérieur et améliore ainsi l’efficacité énergétique et le confort – les chercheurs de l’Empa Felix Bünning et Benjamin Huber ont eu cette idée alors qu’ils travaillaient au laboratoire Urban Energy Systems de l’Empa. Ils ont développé un algorithme de contrôle capable de calculer la consommation d’énergie idéale d’un bâtiment plusieurs heures à l’avance en fonction des prévisions météorologiques et des données du bâtiment. Les premières expérimentations au NEST, le bâtiment de recherche et d’innovation de l’Empa et de l’Eawag, ont montré que cette approche permet d’économiser environ 25 % d’énergie.

En mars 2022, les deux chercheurs, avec Matthias Sulzer, chercheur senior à l’Empa, ont fondé une entreprise dérivée, viboo, pour mettre la solution sur le marché. Cependant, afin de faciliter l’entrée sur le marché, l’algorithme doit encore subir davantage de tests sur le terrain.

Projet pilote dans un immeuble de bureaux de l’Empa

« Nous visons à intégrer notre solution dans des bâtiments plus anciens sans système de gestion technique intégrée », explique Benjamin Huber. Pour cette raison, les deux néo-entrepreneurs ont décidé de tester davantage leur algorithme dans des bâtiments plus anciens après les expériences réussies dans NEST. Pour cela, ils avaient besoin d’un objet de test approprié et d’une entreprise partenaire qui a des thermostats intelligents dans son portefeuille. La direction de l’Empa a fourni le premier : un immeuble de bureaux, construit dans les années 1960 et rénové en 2009.

L’équipe viboo a également trouvé une entreprise partenaire appropriée. « Avec Danfoss, nous avons pu gagner un fabricant international pour le projet dont les thermostats de radiateur intelligents disposaient déjà d’une interface appropriée. Les valeurs de contrôle calculées par l’algorithme viboo peuvent être transmises du cloud au matériel via cette interface », explique Huber.

Dans un premier temps, l’équipe a remplacé 150 thermostats analogiques existants dans le bâtiment de l’Empa par une solution intelligente de Danfoss, le Danfoss Ally. Ensuite, ils ont connecté le matériel au cloud Danfoss. Pour obtenir les valeurs de contrôle des thermostats intelligents, le cloud Danfoss a communiqué avec le cloud viboo, qui a exécuté l’algorithme d’auto-apprentissage. La configuration était donc prête pour les tests sur le terrain.

Les nouveaux thermostats ont contrôlé le climat intérieur de Noël 2021 à fin mars 2022. Afin de pouvoir établir une comparaison, les modes de fonctionnement ont été changés régulièrement, c’est-à-dire du contrôleur viboo au mode standard Danfoss Ally et inversement. À la fin de l’essai, l’équipe a interrogé les utilisateurs afin de comprendre comment ils percevaient le confort de la chambre et si les utilisateurs acceptaient ces nouvelles solutions en général.

Gagnant-gagnant : Moins d’énergie, meilleur confort

Les résultats de ce projet pilote ont été très positifs. Dans l’ensemble, la consommation d’énergie a été réduite d’environ 23 % par rapport à la même période de chauffage de l’année précédente, avec un confort d’utilisation identique, voire supérieur. En comparaison, Danfoss Ally à lui seul n’a permis d’économiser qu’environ douze pour cent. « Dans nos sondages, très peu d’utilisateurs ont exprimé leur scepticisme à l’égard de la nouvelle technologie. Cela nous rend confiants que le marché finira par accepter notre solution », déclare Felix Bünning.

L’entreprise partenaire est également impressionnée par les premiers résultats. « Nous voyons un grand potentiel dans la collaboration avec viboo et pensons que des solutions comme celle-ci sont l’avenir, non seulement pour le contrôle d’un seul bâtiment, mais pour des systèmes énergétiques entiers », déclare Andrea Cannarozzo, directeur général de Danfoss AG. D’un point de vue visionnaire, l’algorithme viboo pourrait à l’avenir optimiser diverses intégrations de maisons intelligentes telles que les pompes à chaleur ou les systèmes solaires, mais également aider à exploiter le réseau électrique ou les réseaux de chauffage de manière plus durable.

D’autres projets déjà en préparation

Cependant, revenons à un futur proche. Pour ouvrir davantage la voie à l’entrée sur le marché, viboo mène des projets pilotes supplémentaires au cours de la prochaine période de chauffage, en collaboration avec Danfoss, mais également avec d’autres fabricants tels qu’ABB et Schneider Electric. L’objectif est de collecter des données supplémentaires et de tester la solution dans d’autres environnements.

Dans le même temps, le secteur public s’intéresse déjà à l’intégration de l’algorithme dans les bâtiments existants, par exemple l’Office fédéral des constructions et de la logistique (BBL) et la commune de Männedorf. Le travail à l’Empa n’est pas encore terminé pour viboo et Danfoss non plus. À l’avenir, les partenaires équiperont d’autres bâtiments du campus de l’Empa avec leur solution intelligente.