Le laboratoire d’EDF Lab les Renardières (77) consacré aux usages de l’électricité dans le résidentiel fait l’objet d’un article très complet dans la Revue de l’Électricité et l’Électronique publié par la SEE (Société de l'électricité, de l'électronique et des technologies de l'information et de la communication). Dans le dossier consacré à la maison intelligente et connectée, Frédéric Gastiger, chef de projet Smart Home à la R&D, propose un tour du propriétaire et des expérimentations menées dans ce laboratoire construit en 2015.
Un laboratoire au cœur de la stratégie bas carbone d’EDF
La maison connectée, un levier pour la transition énergétique
Le secteur résidentiel est à la croisée des transitions énergétique et sociétale qui s’amorcent. Représentant 25% de la consommation d’énergie primaire en France et 15% des émissions de gaz à effet de serre, il constitue un levier majeur pour atteindre, en France en 2050, les objectifs de neutralité carbone de la Stratégie Nationale Bas Carbone. Le logement connaît également de profondes mutations, en lien avec les changements observés dans la société – émergence du télétravail, maintien au domicile des seniors, recomposition familiale,… – et les nouvelles attentes des occupants – émergence du véhicule électrique, sécurité des biens et des personnes,...
EDF accompagne ses clients particuliers dans ces transformations, en proposant des solutions, énergétiquement efficaces et financièrement accessibles, qui permettent d’améliorer le confort dans l’habitat.
La révolution numérique qui s’opère, en particulier dans le domaine de la maison connectée, est un formidable accélérateur : la multiplication des objets connectés dans le logement permet de mieux répondre aux besoins des utilisateurs et de façon plus efficiente. L’habitant devient pleinement acteur de son confort et de sa consommation d’énergie.
La Direction Recherche et Développement (R&D) du Groupe EDF a construit un laboratoire dédié à la maison connectée sur le site EDF Lab Les Renardières (77).
Un lieu d’expérimentation des solutions bas carbone
La Maison Connectée Bas Carbone est une maison individuelle à taille humaine, représentative des constructions neuves actuelles. D’une surface de 100 m², elle est équipée de très nombreux systèmes : un compteur Linky, des panneaux photovoltaïques en toiture d’une puissance de 3 kWc (kiloWatt-crête), plusieurs systèmes de chauffage et rafraichissement, une borne de recharge pour véhicule électrique, des batteries de stockage et de nombreux capteurs.
Ce laboratoire permet de développer et tester les produits, offres et services qui pourront être proposés par EDF ou ses partenaires aux particuliers.
Les travaux qui y sont menés s’articulent autour de 4 axes.
Répondre aux besoin primaires des habitants
Le premier objectif du laboratoire est d’identifier, tester, voire développer des solutions aptes à répondre aux besoins primaires des habitants. Parmi ceux-ci, nous pouvons noter le besoin de sécurité et de confort, l’automatisation de certaines tâches et la réduction de la facture énergétique. Des travaux sont menés sur la qualité de l’air intérieur et sur les dispositifs de pilotage du chauffage et des autres équipements du logement permettant confort et économies d’énergie.
Tester la résilience du logement
Le logement doit être résilient c’est-à-dire s’adapter, aujourd’hui et dans la durée, à son environnement, et à ses occupants. Les recherches menées dans la Maison Connectée Bas Carbone adressent logiquement cette problématique :
- Intégration des énergies renouvelables locales
- Anticipation des pannes des équipements
- Intégration des contraintes du réseau électrique
Favoriser l'émergence de solutions neutres en carbone
Le troisième axe des travaux menés à la Maison Connectée Bas Carbone consiste à identifier et proposer des solutions techniques permettant d’atteindre les objectifs de neutralité carbone fixés par les autorités françaises et européennes. Pour cela, plusieurs éléments sont étudiés.
- Intégration des systèmes thermodynamiques performants : des travaux sont menés sur les pompes à chaleur et les dispositifs de production d’eau chaude sanitaire
- Optimisation de l’autoconsommation locale
- Anticipation du développement des véhicules électriques
Concevoir les briques élémentaires de la maison connectée
Disposer d’une maison confortable, résiliente et bas carbone nécessite la conception de fondations techniques solides, aptes à répondre à ces enjeux et protégées des cyber-attaques.
- Orchestration du fonctionnement des équipements
- Préparation de l’interopérabilité et la communication entre les équipements
- Amélioration de la sobriété numérique et énergétique du logement
Un laboratoire ouvert aux partenariats
La Maison Connectée est donc en pointe sur de nombreux sujets innovants, qui apportent ainsi des améliorations au logement, le rendant plus confortable, efficace et économe en énergie ; elle permet de tester et d’éprouver les tendances émergentes identifiées dans ce secteur.
Entièrement configurable et instrumentée, apte à évaluer diverses solutions innovantes, le laboratoire est également ouvert aux entreprises du secteur : la Direction R&D d’EDF propose aux start-ups, PME et grands groupes de co-construire et co-développer les solutions performantes qui feront le logement de demain, en s’appuyant sur l’expertise des équipes et les laboratoires du Groupe EDF.
C’est en travaillant de façon ouverte et en partenariat qu’il sera possible de transformer, rapidement, chaque logement en maison connectée bas carbone.
La Maison Connectée Bas Carbone en vidéo
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[Ce film d’animation retrace l’évolution du logement en France et montre comment la maison de demain, plus performante et intelligente, devient un acteur clé de la transition énergétique. Grâce aux technologies bas carbone développées par EDF, le secteur résidentiel se transforme pour consommer moins et mieux, au service d’un avenir électrique et durable.]
La maison de demain est électrique
Le secteur résidentiel consomme environ 500 TWh, toutes énergies confondues par an, soit 28% des consommations nationales. L’électricité représente 32% de l’énergie finale consommée dans ce secteur.
C’est donc un axe important à explorer pour un énergéticien responsable comme EDF, dont la mission est de fournir à ses clients une énergie bas carbone respectueuse de l’environnement et de les accompagner dans la gestion de leurs factures d’énergie.
De nos jours, le bâtiment résidentiel représente un enjeu énergétique important. La consommation d’énergie dépend de la performance du bâtiment pour le chauffage, de la performance des équipements installés et du comportement des occupants.
Par le passé, on construisait généralement avec des matériaux et des savoir-faire locaux. On retrouve ainsi dans les régions montagneuses des maisons plutôt en bois ou en Bretagne, des maisons en granit.
Puis l’après-guerre signe le début d’une logique de construction rapide. La préoccupation du moment est de reloger les Français.
Enfin, suite aux tensions énergétiques qui suivent le choc pétrolier de 1973, l’isolation se renforce et le confort de l’habitat s’améliore, notamment sous l’impulsion des différentes réglementations thermiques.
À partir des années 2000, le bâtiment, jusque-là exclusivement consommateur, devient également plus autonome en valorisant les énergies renouvelables locales, photovoltaïque, pompes à chaleur…
Pour intégrer ces énergies renouvelables intermittentes, la maison devient intelligente et se transforme en noeud actif du réseau électrique. L’efficacité énergétique des bâtiments, c’est moins consommer et moins rejeter de CO2. Tout cela est possible grâce aux nouvelles technologies qui arrivent progressivement dans nos logements.
Avec ce laboratoire, EDF innove pour accompagner ces grands changements et mettre au point des technologies bas carbone qui équiperont les logements du futur.
Passez la porte de la Maison Connectée Bas Carbone
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[Dans ce reportage, Didier Roustan, Directeur de Programme R&D Commerce et Service EDF nous fait visiter la Maison Connectée Bas Carbone : le laboratoire de la R&D d’EDF où l’habitat devient intelligent, pilotable et bas carbone. Il explique comment les objets du quotidien, associés à des algorithmes et à l’électricité décarbonée, peuvent contribuer à la transition énergétique tout en simplifiant la vie des usagers.]
Didier Roustan : Aujourd'hui, on ne parle plus de domotique mais d’habitat connecté. Derrière ce qu’on pourrait appeler un coup marketing se cache une réalité technique. Tous les objets de notre maison sont nativement connectés à internet : le frigo, la télévision et même la pompe à chaleur.
Question : Qu’est-ce que ça change ?
[Didier Roustan passe la porte de la Maison Connectée Bas Carbone et nous montre les différents équipements connectés : enceintes, télévision, fenêtre, thermostat, etc.]
Ici, au laboratoire de la R&D d’EDF, Maison Connectée Bas Carbone, ce que nous cherchons à comprendre, c’est le langage de ces objets et surtout qu’ils comprennent ce que ça veut dire que l’énergie, qu’ils fassent bien la différence entre des kW et des kWh.
Ce que nous testons également, ce sont les interactions entre les occupants et ces objets, notamment au travers de la voix, grâce à ces enceintes connectées, qui peuplent de plus en plus notre habitat.
La décarbonation de l’habitat passera par le développement des usages électriques. Nous travaillons pour les rendre flexibles et pilotables. Nous élaborons des algorithmes qui permettent de piloter chacun de ces équipements au bénéfice de tous. Réduction des émissions de CO2, amélioration du confort, soutient au système électrique en cas de tension.
Question : Des algorithmes pour piloter les objets de la maison, c’est vraiment utile ?
Non, pas forcément. Un simple signal tarifaire me permet déjà de décaler des usages. Je suis en heures creuses : je peux lancer la recharge de mon véhicule électrique. Je suis en jour de pointe : j’évite d’utiliser mon four pour soulager le système. Mais s’il faut attendre le moindre rayon de soleil pour produire de l’électricité à partir des panneaux ou bien attendre les heures super creuses en plein milieu de la nuit et me réveiller pour lancer mon ballon d’eau chaude, il vaut mieux confier ça à un automatisme.
À la R&D d’EDF, nous construisons des algorithmes pour apporter de la sérénité aux clients.
Question : Et vous développez tout ça tout seul ?
Non, nous travaillons avec des fabricants dans un mode collaboratif direct au sein de nos laboratoires ou bien dans des associations d’industriels qui s’entendent pour que tous ces équipements parlent le même langage.