Bâtiment 60 : efficacité énergétique et intelligence grâce à une étude globale Comment l'étude globale des bâtiments et la numérisation révolutionnent la construction de bâtiments.
Résumé
Parallèlement aux exigences toujours plus élevées en matière d'efficacité, de confort et de mise en réseau dans la gestion des bâtiments, le processus de planification se transforme de manière fondamentale - et devient intégral. Un regard sur la pratique montre à quoi peut ressembler une telle étude globale des bâtiments et pourquoi tous les acteurs de la construction doivent collaborer étroitement et à un stade précoce.
Phoenix Contact a investi au siège de Blomberg 35 millions d'euros dans un nouveau bâtiment d'une surface utile d'environ 18 500 m² qui offre de l'espace pour 400 postes de travail – ce bâtiment porte le numéro 60, a été inauguré en 2023 et pose un jalon en matière de durabilité : grâce au couplage bidirectionnel de tous les flux d'énergie, tous les appareils qui produisent de l'énergie et tous ceux qui en consomment au sein du bâtiment 60 sont reliés entre eux par une connexion électrique, thermique et de communication. Ce bâtiment sert ainsi de modèle et de preuve concrète d'une All Electric Society réaliste - un monde dans lequel l'électricité neutre en CO₂ constitue la forme d'énergie centrale.
Le couplage bidirectionnel de tous les flux d'énergie au sein du bâtiment 60 de Phoenix Contact à Blomberg relie tous les appareils qui produisent de l'énergie et tous ceux qui en consomment entre eux par une connexion électrique, thermique et de communication
Pas de mise en réseau sans étude globale
Aujourd'hui, les bâtiments offrent bien plus qu'un simple toit au-dessus de la tête. Cette affirmation est corroborée par une multitude d'autres fonctions qui, dans le cadre d'une intégration sectorielle, dépassent les tâches connues telles que vivre, travailler, produire ou stocker. Dans le cadre de l'intégration sectorielle au sein d'une All Electric Society, de plus en plus de bâtiments seront à l'avenir directement reliés à des systèmes de production d'énergie renouvelable, à des bornes de recharge, à des machines de production ainsi qu'à des systèmes de stockage électrique. Cela concerne également le bâtiment 60 de Phoenix Contact : la mise en réseau de différentes tâches et secteurs ne peut être réalisée qu'à l'aide d'une étude globale.
Pour Florian Brandstetter, la prise en compte globale de l'économie, de l'écologie et de la culture sociale constitue le cœur de l'étude globale des bâtiments. Pour y parvenir, l'architecte de Bad Pyrmont, spécialisé dans les bâtiments industriels, abandonne « l'étude conventionnelle principalement chronologique ». Au lieu de cela, F. Brandstetter parle d'un processus de planification qui, dès le début, réunit « autant que possible tous les participants à la construction autour d'une table ». « Cela différencie clairement la collaboration par rapport au passé .» Jusqu'à présent, l'architecte n'a pas constaté de conflits dus à des compétences différentes dans son domaine d'activité mais a constaté une modification du rôle de sa profession. « Nous avons toujours l'obligation de coordonner un projet de construction. Mais nous avons aussi de plus en plus de leviers à actionner dans la mise en œuvre. Et nous devons en savoir plus pour pouvoir participer aux discussions d'égal à égal en tant qu'architecte ». Ici, F. Brandstetter parle surtout de l'équipement technique des bâtiments (TGA), qui prend de plus en plus d'importance dans les bâtiments conçus de manière durable, comme le bâtiment 60 à Blomberg. « Pour nous, architectes, c'est sans aucun doute un nouveau défi. »
Dans le bâtiment 60, l'énergie thermique est intégrée à un réseau de chaleur au niveau local, réalisé à l'aide de pompes à chaleur et d'un système de stockage de glace de 1 500 mètres cubes (ici pendant la phase de construction)
Phases de planification parallèles et découplées
Cette étroite collaboration précoce modifie également le travail des experts en TGA. « Nous n'attendons plus de recevoir un plan d'architecte final », explique Matthias Harland, responsable de projet chez ELPLAN. L'entreprise de Minden a été chargée par Phoenix Contact de la conception de l'équipement technique des bâtiments.
La nouvelle approche permet par ailleurs une planification modulaire - ce qui, au final, permet de gagner du temps. Matthias Harland en veut pour preuve la planification du système de production d'énergie, qui est dissociée de l'architecture du bâtiment. « Nous avons pu commencer très tôt à déterminer quelle technique serait la plus adaptée au bâtiment. Nous avons d'abord pensé à la géothermie, puis nous avons finalement opté pour une combinaison de pompe à chaleur et de système de stockage de glace. »
« Si je veux construire et utiliser un bâtiment intelligent et efficace sur le plan énergétique, cela n'est possible qu'avec une étude globale », souligne également Matthias Unruhe, du point de vue du maître d'ouvrage. C'est pourquoi « l'interaction entre l'architecture et les techniciens doit tout simplement être adaptée ». Le chef de groupe Technical Engineering du Facility Management sur le site de Blomberg rapporte par ailleurs que son entreprise est allée encore plus loin dans l'intégration, au-delà de la technique. Phoenix Contact a activement impliqué les futurs utilisateurs dans la planification. « Nous leur avons demandé quels étaient leurs souhaits. Il en est ressorti de très bonnes idées qui vont maintenant être mises en œuvre. C'était un processus très intéressant. » C'était la première fois que Phoenix Contact entreprenait une telle enquête auprès des utilisateurs, sous le titre « New Work ».
Ce que le réservoir de chasse peut fournir comme informations
Le regroupement de disciplines individuelles très différentes dans une étude commune permet d'obtenir des bâtiments durables, flexibles et intelligents. Mais qu'est-ce qui se cache en détail derrière des solutions intelligentes ? Quels sont les avantages tangibles que l'on peut obtenir avec la numérisation, afin que tout cela ne devienne pas un mot abstrait.
Matthias Harland prend pour preuve, dans le bâtiment 60, la connexion de toutes les robinetteries sanitaires à la gestion technique du bâtiment. Cet exemple ciblé peut sembler assez particulier au premier abord, mais en y regardant de plus près, il montre toute la dimension de ce que la technologie des capteurs et la capacité de contrôle sont capables d'accomplir dans la gestion des bâtiments. Tout d'abord, les robinets fournissent tout simplement des données sur les consommations d'eau et les temps de rinçage. Ces dernières, quant à elles, n'ont pas pour but de permettre de tirer des conclusions sur la fréquence d'utilisation des locaux sanitaires par le personnel. Mais elles permettent, en revanche, d'obtenir des informations sur les pièces utilisées et à quelle fréquence - et celles qui ne sont peut être pas utilisées. « Cette information nous est très précieuse pour l'hygiène du réseau », déclare Matthias Unruhe. « Nous voyons où l'eau est puisée en quantité suffisante et où des problèmes peuvent survenir à la suite de la stagnation de l'eau. »
Utilisation flexible même après des années
Les objectifs vont dans le même sens pour les salles de réunion prévues. Selon Matthias Unruhe, l'analyse des données des capteurs permet de déterminer avec précision si les salles réservées sont réellement utilisées par la suite et, surtout, lesquelles sont les plus appréciées par le personnel. « Ici, la proximité d'une cafétéria peut déjà faire pencher la balance ». La conséquence ici aussi : si des données appropriées sont disponibles grâce à la numérisation du bâtiment, le Facility Management a la chance de pouvoir générer des informations sur le comportement d'utilisation.
« Nous identifions des zones préférentielles et avons sur cette base la possibilité d'intervenir de manière ciblée ». Cela peut conduire, au plus tard lors des premières restructurations spatiales, à soumettre certaines pièces à une réaffectation ciblée. De cette manière, les exploitants de bâtiments sont donc en mesure d'utiliser l'espace disponible de manière plus efficace. Outre les possibilités offertes par la numérisation en général, le bâtiment doit également être flexible en matière de construction pour les changements d'utilisation, sans qu'il ne soit nécessaire de procéder à des transformations complètes graves et coûteuses.
Perspectives d'avenir : harmoniser les flux d'énergie et en dresser le bilan de manière globale
Phoenix Contact travaille également à la mise en réseau du bâtiment 60 au-delà de l'enveloppe extérieure, au sein de l'immeuble complet de Blomberg. Il est ainsi possible, par exemple, d'harmoniser les flux d'énergie et d'en dresser le bilan de manière globale. Ici aussi, la All Electric Society, dont Phoenix Contact a fait sa raison d'être en matière de durabilité, s'applique une fois de plus. Il s'agit de poser un jalon dans la gestion technique centralisée tout en créant un espace dans lequel il est agréable de travailler. Par ailleurs, la phase d'exploitation permet de découvrir de près une technique durable. Pour l'entreprise de Westphalie orientale-Lippe, le bâtiment 60 représente donc aussi un modèle important, c'est-à-dire un bâtiment réel avec un fort potentiel d'être copié.
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