[DOSSIER] Le bâtiment, consom’acteur de sa performance énergétique

« Un nombre croissant de bâtiments tertiaires – majoritairement des grands ensembles tertiaires plutôt récents – sont dans cette idée de “hub énergétique” où le bâtiment tertiaire n’est plus seulement un poste de consommation à optimiser, mais un nœud local du système énergétique. La valeur se crée quand production locale, pilotage, stockage éventuel, flexibilité et exploitation terrain sont articulés dans un même modèle intégré », explique Bérengère Oster, directrice marketing et développement bâtiments ENGIE Infrastructures énergétiques locales.

De plus en plus, cette évolution s’accélère par l’électrification des usages, le développement des EnR décentralisées, les exigences réglementaires (décret tertiaire, décret BACS) et la recherche de souveraineté et de résilience énergétique.

« Les objectifs poursuivis par nos clients sont généralement multiples et complémentaires. Ils visent d’abord à améliorer leur performance économique en réduisant leurs consommations énergétiques, en maîtrisant leurs coûts d’énergie et en optimisant leurs contrats de fourniture, tout en répondant aux exigences réglementaires (décrets BACS et tertiaire) », illustre l’experte d’ENGIE.

La décarbonation constitue un autre enjeu majeur, avec l’intégration d’énergies renouvelables, la réduction des émissions de CO₂ et l’amélioration des indicateurs ESG. Par ailleurs, les démarches engagées contribuent à la valorisation des actifs, en renforçant la valeur patrimoniale des bâtiments, en améliorant leur performance énergétique (DPE) et en accroissant leur attractivité locative, notamment en soignant confort et qualité d’exploitation. « Il ne s’agit plus seulement de réduire la facture énergétique, mais de créer de la valeur grâce à l’énergie. La donnée identifie les opportunités, le pilotage les active, et la flexibilité permet de valoriser les usages électriques du bâtiment, au-delà des simples économies classiques », poursuit Bérengère Oster.

Des solutions communicantes à tous les niveaux pour le bon fonctionnement du bâtiment
Différents modules ou briques sont mis en place dans les bâtiments « consom’acteurs », avec  principalement : 

• l’Energy Management pour le suivi énergétique multisites, l’analyse des consommations et le suivi budgétaire, la corrélation avec les données climatiques, les alertes.
• Le décret tertiaire pour le suivi des objectifs et le reporting OPERAT et l’alignement avec les trajectoires 2030/2040/2050. Souvent, ce module est aussi disponible au niveau de la solution d’Energy Management.
• L’usage de GTB/BACS avec laconnexion aux équipements techniques, la remontée des données, la supervision.
• La gestion de la flexibilité électrique avec ladétection du potentiel, le pilotage des consommations (anticipation, report, ou encore écrêtement), la valorisation économique de kilowattheures non consommés via les différents mécanismes proposés soit par RTE, soit sur le marché à court terme, ou encore simplement par une baisse de la facture.
• Le Carbon Management pour lesuivi des émissions de CO₂, les garanties d’origines (gaz ou électricité) et le reporting ESG (Environnement, Social, Gouvernance).

L’architecture type part du niveau des capteurs et actionneurs, connectés aux GTB/BACS et à la plateforme EMS (Energy Management System) gérée par l’exploitant énergétique.

« La GTB constitue le socle technique du pilotage, mais sa performance dépend de son maintien en bon fonctionnement dans la durée : qualité des données, équipements connectés, réglage des consignes, suivi des dérives et de son bon paramétrage, qui doit être vérifié régulièrement. Une GTB installée mais peu exploitée perd rapidement de sa valeur », précise l’experte d’ENGIE. Le rôle de l’exploitant énergéticien est précisément de transformer ces données en actions concrètes et en performance durable.

Leïla Bajja-Chbani, responsable Énergie Référente à l’AP-HP, ajoute que « la GTB/GTC supervise et pilote les équipements d’un bâtiment. L’EMS consolide les données, historise, analyse avec des corrélations liées à la rigueur du climat, aux activités ou encore aux puissances souscrites, et permet les projections budgétaires à partir des données de plusieurs sites, en les rapprochant des données patrimoniales, économiques ou d’activité. Le module de Management de l’Énergie met à disposition une vision consolidée par site puis à l’échelle institutionnelle, et partage les indicateurs avec les équipes techniques locales de chaque établissement hospitalier. Il ne remplace donc pas la GTB mais apporte une couche transverse de management énergétique à l’échelle du patrimoine ».

Les capteurs sont aussi partie intégrante des solutions
Les capteurs sont un peu partout pour accompagner le bâtiment dans sa gestion des énergies, mais aussi pour le confort des occupants avec la recherche du bon équilibre entre confort, efficacité énergétique et utilisation de l’espace. Des capteurs qui se veulent de plus en plus multimesures (T°, humidité, présence, QAI) et faciles à intégrer aux systèmes de gestion des bâtiments, pour ajuster en temps réel les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation en fonction de l’occupation réelle.

L’IA peut apporter aussi une aide précieuse à ce niveau en permettant au capteur, dans certains cas, d’aller au-delà de la simple détection de présence. Ainsi, Distech Controls a mis sur le marché le capteur Resense Move, qui, contrairement aux capteurs traditionnels indiquant seulement la présence de quelqu’un dans une pièce, peut compter avec précision le nombre de personnes dans un espace tout en respectant la vie privée des occupants. Ce niveau de détail va permettre des réglages précis du système CVC et une utilisation plus intelligente de l’énergie, ce qui favorise directement le confort et l’efficacité.

Stockage d’énergie et autoconsommation
« Dans un bâtiment tertiaire équipé de panneaux photovoltaïques (PV) et de stockage, les échanges de données entre la GTB, les compteurs, les installations PV et les batteries permettent d’optimiser en temps réel autoconsommation, stockage, soutirage réseau et pilotage des usages. L’objectif est de réduire les coûts, d’améliorer la performance énergétique et de valoriser la flexibilité, en s’appuyant sur des données comme la consommation, la production PV, l’état des batteries ou les prévisions météo », détaille Bérengère Oster, d’ENGIE.

Les bornes de recharge peuvent aussi s’intégrer à ce système et remontent des données qui permettent la mise en œuvre de fonctions de recharge intelligente (smart charging), telles que le pilotage de la puissance appelée (peak shaving), la répartition dynamique de la puissance disponible entre véhicules (load balancing) ou encore l’optimisation de la recharge en fonction de la consommation et de la production PV disponible.

« Une grande foncière tertiaire, située à Cœur Défense, a déployé un programme associant une GTB conforme décret BACS, un monitoring énergétique, de la flexibilité électrique et un contrat de performance énergétique. Un nouveau service pour la gestion de la mobilité électrique y a été également ajouté avec la mise en œuvre d’un parc de 483 bornes de recharge dans le parking souterrain. Les résultats déjà constatés sont d’environ 40 % d’économies d’énergie depuis 2018 et un objectif à horizon 2028 de 50 % d’économies d’énergie et de carbone », illustre Bérengère Oster.

La démarche SME de l’APHP, un hub énergétique de 3,5 millions de mètres carrés : trois questions à Leïla Bajja-Chbani, responsable Énergie référent à l’AP-HP

Quels cadre et objectifs pour la démarche de management de l’énergie au sein de l’AP-HP ?
L’AP-HP, avec ses 38 hôpitaux, deux blanchisseries, mais aussi le siège institutionnel ainsi que les différents centres de formation et pôles d’intérêt commun, constitue un ensemble patrimonial de taille à forte complexité, et l’enjeu a été très vite de mieux connaître nos consommations, pour anticiper les démarches réglementaires, fiabiliser les données et disposer d’une vision consolidée permettant d’orienter nos actions et d’anticiper les obligations réglementaires.

Pour ce faire, l’AP-HP s’est équipé en 2019 d’un système de Management de l’Énergie (EMS), en l’occurrence la solution Ubigreen, pour le suivi et le management de son énergie. Par la suite, notre politique énergétique s’est structurée autour de plusieurs axes : maîtrise des consommations, amélioration de l’efficacité énergétique du patrimoine, amélioration du mix énergétique et mobilisation des équipes.

Le décret tertiaire est venu renforcer cette démarche, et fixer les jalons de réduction des consommations énergétiques à horizon des trois prochaines décennies. Nous avons donc fait évoluer notre EMS pour intégrer les déclarations annuelles des consommations énergétiques sur la plateforme OPERAT.

Avec quels bénéfices constatés et quelles prochaines étapes ?
Dans un patrimoine multisite comme celui de l’AP-HP, le sujet n’est pas l’absence de données, mais leur dispersion. Les données énergétiques proviennent de fournisseurs différents, couvrent plusieurs fluides, s’appuient sur des contrats multiples et doivent être rapprochées de façon homogène aux données patrimoniales, économiques et techniques pour produire un pilotage exploitable.

Le premier bénéfice est donc un référentiel partagé et structurant, à l’échelle du site, de chaque groupe hospitalo-universitaire (GHU) et jusqu’à une vision globale AP-HP. Les équipes peuvent ainsi rapprocher consommations et dépenses, contrôler la cohérence des données et certaines factures, analyser les effets climat, prix ou activité, comparer les sites et optimiser les puissances souscrites. Les équipes de maintenance et d’exploitation disposent aussi d’accès par GHU. Pour le décret tertiaire, l’EMS facilite le contrôle de complétude et les déclarations sur OPERAT.

La priorité est la mise en œuvre du schéma directeur des énergies pour la programmation pluriannuelle des travaux, avec notamment la mise en œuvre d’un sous-comptage qui doit aider à mieux caractériser les usages énergivores et mesurer l’impact des actions. Cela suppose un suivi structuré des actions engagées dans le référentiel déjà présent. L’upgrade et l’homogénéisation progressive des GTB/GTC, dans le cadre du décret BACS, est également un second enjeu.

Que donneriez-vous comme conseil pour mettre en place un système de management énergétique multisites ?  Il est impératif de commencer par le recensement des besoins et la qualité des données : quelles sont celles disponibles, à quelle maille temporelle et pour quels usages ? Puis il convient de structurer l’arborescence des sites – bâtiments, typologie et zones –, puis le plan de comptage et la gouvernance, en s’appuyant sur l’existant : GTB, automates, compteurs. Enfin, il est important également d’intégrer dès le départ les exigences du décret tertiaire et du décret BACS dans une trajectoire énergétique globale.

Flexibilité électrique aussi pour le tertiaire
« La flexibilité n’est pas seulement un concept industriel : elle peut être appliquée à des bureaux, campus, équipements publics ou sites tertiaires dès lors que les usages notamment électriques sont pilotables, précise l’experte d’Engie. Cela peut prendre trois formes : réduire temporairement la consommation (load shedding), la décaler dans le temps (load shifting) ou parfois même l’augmenter quand le réseau électrique est trop chargé (load increasing). L’objectif est d’adapter la courbe de charge du bâtiment grâce aux équipements pilotables, et au stockage, sans dégrader le confort des occupants grâce une bonne connaissance de son inertie thermique et de son fonctionnement.   Cette flexibilité peut être implicite, lorsqu’elle optimise la facture énergétique en fonction des signaux tarifaires, ou explicite, lorsqu’elle est valorisée sur les marchés de l’électricité ou auprès des réseaux électriques comme RTE. Le bâtiment devient ainsi un acteur du système énergétique, au-delà de son rôle traditionnel de consommateur.

Le référentiel Flex Ready porté par RTE, ENEDIS, le GIMELEC et Think Smartgrids procure un cadre de référence technique et organisationnel complet (cahiers des charges et standard d’échanges, référentiels de commissionnement, cybersécurité, etc.), permettant ainsi un mode de communication standardisée entre les différentes briques logicielles du bâtiment et les acteurs externes de la flexibilité (opérateurs d’effacement et RTE). Il est conçu pour répondre parfaitement au mécanisme dynamique ou explicite *.

Des dispositifs qui pourraient encore être amenés à évoluer, un rapport du 28 août dernier de La Cour des comptes soulignant que les dispositifs de soutien aux effacements de consommation ont engendré des rémunérations parfois excessives, et que les gains réels pour le système électrique ne sont pas complètement probants. Ce rapport appelle ensuite à mieux encadrer les futurs mécanismes.

* Pour davantage de détails et exemples sur le référentiel Flex Ready, lire notre dossier du n° 926 de J3e.

Campus Engie, la preuve par l’exemple

“Le Pôle énergétique du Campus ENGIE illustre parfaitement le passage du bâtiment ‘consommateur’ au bâtiment ‘système énergétique local’ : production locale, stockage, mobilisation de la géothermie, rafraîchissement bas carbone et pilotage énergétique. C’est le type de référence qui permet de rendre très concret le concept de hub énergétique”, introduit Bérengère Oster, d’ENGIE.

Cette approche repose sur un mix énergétique innovant :

• des thermofrigopompes et groupes de froid alimentés par de l’électricité verte – produite localement par panneaux photovoltaïques ou achetée à des parcs de production renouvelables ;
• des chaudières au biogaz et une cogénération en appoint de la géothermie assurent une continuité de service en toutes circonstances ;

deux batteries de stockage électrique (2 MW) optimisent l’utilisation de l’électricité solaire, tandis qu’un système de géothermie de surface (Aquifer Thermal Energy Storage – ATES) réparti sur 10 puits géothermiques couvre 80 % des besoins en hiver et 60 % en été en stockant chaleur et froid dans les nappes souterraines.

Près de 1 540 panneaux photovoltaïques répartis sur les toitures des quatre bâtiments alimentent le pôle énergétique en autoconsommation. Enfin, Près de 400 bornes de recharges – soit plus de 30 % des places de parking – ont également été déployées.

“L’objectif est d’optimiser en permanence les arbitrages entre production locale, stockage et consommation. La production photovoltaïque est associée à environ 2 MW de stockage batterie”, conclut l’experte d’Engie.

Les défis et les freins observés pour massifier l’approche
Pour Bérengère Oster, les principaux défis à gérer incluent en premier lieu la qualité et la disponibilité des données liées au bâtiment. Mais l’hétérogénéité des équipements, la coexistence de plusieurs protocoles, la gestion du vieillissement des installations, le maintien du confort des occupants, ainsi que la conduite du changement – tant pour le propriétaire que pour le locataire, l’exploitant et les occupants – sont aussi autant de points clés à ne pas omettre pour réussir le projet.

Le marché peine encore à percevoir le décret BACS, le pilotage énergétique et la flexibilité électrique comme une approche unifiée, alors que leur intégration dans une démarche globale en maximise la valeur. Pour autant, les enjeux économiques, réglementaires et climatiques poussent progressivement à adopter ces solutions.

Les freins majeurs restent l’investissement initial et la difficulté à évaluer son retour sur investissement, la fragmentation des systèmes – confusion entre GTB, BACS et systèmes de management de l’énergie –, la crainte d’une baisse du confort, le manque de compétences internes et les risques de cybersécurité.

“On peut penser que dans un futur proche, les bâtiments les plus performants ne seront plus seulement ceux qui consomment le moins, mais ceux capables de consommer au bon moment une énergie moins chère et moins carbonée, produire localement, stocker intelligemment et interagir avec les réseaux de manière sécurisée. Une approche alignée sur les appels de RTE à la flexibilité bâtimentaire pour éviter les surinvestissements réseau”, conclut Bérengère Oster, d’ENGIE.

Jean François Moreau