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Pour une régulation autonome des bâtiments

avril 2019

À l’heure où le secteur du bâtiment est confronté au défi de la transition énergétique, de nouvelles problématiques mobilisent les constructeurs et installateurs. En plus de livrer un bâtiment neuf conforme au cahier des charges, la consommation du bâtiment et le confort des usagers doivent être garantis après construction et tout au long de l’exploitation.

Or, pour s’engager sur la performance énergétique d’un bâtiment avant sa construction, il faut pouvoir prédire l’énergie nécessaire requise pour fournir aux utilisateurs le confort et les fonctionnalités attendues. Lisa Rivalin, data scientist, y consacre ses travaux.

Après une thèse sur la garantie de performance énergétique des bâtiments neufs préparée au sein d’ENGIE Axima et Mines ParisTech, Lisa Rivalin poursuit ses recherches en partenariat avec le prestigieux laboratoire Lawrence Berkeley (LBNL), en Californie, où elle crée et paramètre des algorithmes pour estimer la consommation énergétique des bâtiments, et in fine la réguler en s’adaptant en temps réel aux contraintes subies par le bâtiment.

À l’aide d’un historique de données captées sur les bâtiments, elle met en place une méthode qui rapproche les données extérieures (environnement, conditions météorologiques), les données propres du bâtiment (caractéristiques de l’enveloppe et des équipements) et celles liées au comportement des utilisateurs (horaires de présence, habitudes) pour maximiser le confort en temps réel, tout en minimisant les consommations énergétiques et les émissions de CO2.

Jeune talent révélé par ENGIE Axima, Lisa Rivalin est à l’origine d’une collaboration étroite avec le laboratoire de recherche LBNL et un interlocuteur privilégié pour les projets Innovation d’ENGIE Axima.

Imaginer des solutions alliant performance et durabilité, penser le monde de demain, voilà l’objectif de Lisa Rivalin et des équipes d’ENGIE Axima.

Parce qu’un progrès plus harmonieux et durable est possible.

3 questions à... Lisa Rivalin

Comment votre parcours vous a-t-il menée à vous intéresser à la performance énergétique des bâtiments ?

J’ai été sensibilisée très jeune aux problématiques de la performance énergétique aux côtés d’un grand-père ingénieur en thermodynamique et énergie nucléaire qui a travaillé sur les toutes premières centrales françaises ! Il m’a transmis sa passion et m’a fait réaliser que l’homme ne pourrait pas vivre sans énergie.

La maîtrise de l’énergie nous permet de transformer le monde qui nous entoure (de nous chauffer quand il fait froid, de nous éclairer quand il fait nuit, de nous déplacer à grande vitesse…). Pour autant, nos modes de production et de consommation ont été destructeurs pour notre planète, en particulier ces 20 dernières années. Mes études d’ingénieur m’ont permis de prendre conscience que nous pouvions sortir de cette dynamique en produisant et consommant de manière plus responsable. Les bâtiments représentant environ 40 % de la consommation énergétique mondiale, c’est tout naturellement que je me suis tournée vers l’optimisation énergétique des bâtiments.

Comment se conjugue votre travail de recherche avec les enjeux d’ENGIE Axima ?

Mon travail consiste principalement à traduire des constats ou problématiques industriels, issus du terrain ou du marché, en équations mathématiques et modèles physiques afin de trouver des réponses réalistes pour l’entreprise. Cela passe d’abord par un exercice de compréhension de la stratégie de l’entreprise, puis par la définition d’outils de calcul pour créer un trait d’union entre le monde « réel » et le monde « abstrait », qui présentent chacun des défis à relever.

Concrètement, mon partenariat avec le LBNL m’a permis de renforcer les liens avec les experts internationaux sur le sujet des Smart Buildings, mais aussi d’identifier et d’adapter des programmes de recherche existants en phase avec la vision d’ENGIE Axima, à savoir proposer des bâtiments hautement performants grâce à la « transformation digitale ».

Quelles nouvelles perspectives vos recherches ouvrent-elles ?

J’ai intégré le LBNL à temps plein depuis janvier 2019. Je vais désormais ouvrir mes travaux de recherche aux quartiers intelligents qui intègrent les bâtiments dans des Smart grids et des réseaux de chaleurs permettant d’optimiser les charges et décharges énergétiques. Les partenariats avec ENGIE Axima vont continuer et nous avons de belles perspectives de recherches sur l’optimisation de la consommation énergétique pour les années à venir !

Liste des publications :

Publications scientifiques :
  • Vers une démarche de garantie des consommations énergétiques dans les bâtiments neufs : Méthodes d’évaluation des incertitudes associées à la simulation thermique dynamique dans le processus de conception et de réalisation, PSL Research University, 2016.
  • Practical factors of envelope model setup and their effects on the performance of model predictive control for building heating, ventilating, and air conditioning systems, en collaboration avec D.H. Blum, K. Arendt, M.A. Piette, M. Wetter et C.T. Veje, Applied Energy 236, 2019.
  • A Comparison of Methods for Uncertainty and Sensitivity Analysis applied to the Energy Performance of New Commercial Buildings, en collaboration avec P. Stabat, D. Marchio, M. Caciolo et F. Hopquin, Energy and Buildings, 166, 489, 2018.
Articles de presse autour de Lisa Rivalin :