Un doctorant de Concordia conçoit une application pour suivre et améliorer la consommation énergétique résidentielle
Le 1er avril, Environnement et Changement climatique Canada a annoncé que le climat du pays se réchauffe deux fois plus vite que la moyenne mondiale, affirmant que nous devons changer nos habitudes si nous voulons ralentir le phénomène. Milad Ashouri, doctorant au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental de l’Université Concordia, cherche justement à nous aider adopter un comportement plus axé sur l’économie d’énergie.
Avec son équipe, le Groupe de recherche sur l’énergie et l’environnement, Milad Ashouri recourt à des cadres d’exploration de données pour suivre la consommation énergétique des habitants, cerner les problèmes et recommander des améliorations.
Au moyen de données issues d’un ensemble d’édifices japonais, il développe actuellement une application qui générera un profil de consommation énergétique résidentielle et déterminera les aspects susceptibles de mener à des économies, comme le chauffage, l’éclairage, ou encore les charges de branchement.
Nos travaux rendront les bâtiments plus efficaces et plus rentables
Quel est le rapport entre cette image et vos travaux à Concordia?
Milad Ashouri : Cette image illustre l’idée principale de notre équipe de recherche à Concordia. De nos jours, d’énormes quantités de données sont consignées et recueillies par les systèmes de gestion énergétique du bâtiment (SGEB). Toutefois, ces données ne font l’objet d’aucune analyse qui permettrait de communiquer une information simple et utile aux occupants ou aux gestionnaires énergétiques.
Notre équipe souhaite donc à développer des cadres d’exploration de données pour :
- fournir une rétroaction et des recommandations personnalisées afin d’améliorer le profil de consommation énergétique des occupants (tel qu’illustré);
- explorer les corrélations entre les occupants d’un bâtiment et la consommation énergétique résidentielle;
- cibler les gaspillages d’énergie et évaluer le potentiel d’économies d’énergie;
- déceler et diagnostiquer les lacunes des systèmes de chauffage et de refroidissement des bâtiments.
Quels résultats attendez-vous de vos travaux? Et quels pourraient en être les effets concrets dans la vie des gens?
MA : Le secteur de la construction est un des plus importants consommateurs d’énergie primaire. L’objectif principal de ce projet est donc de réduire sensiblement la consommation énergétique totale des bâtiments, et ce, en explorant les économies d’énergie non visibles ainsi qu’en donnant aux occupants une rétroaction utile grâce à une application mobile.
Nos travaux visent à fournir aux occupants une analyse de leur consommation pour qu’ils réalisent quel serait leur meilleur profil de consommation énergétique, et qu’ils soient motivés par le désir d’atteindre une consommation cible, voire d’améliorer leur comportement pour obtenir de meilleurs résultats.
Ceci profitera tant aux consommateurs qu’aux fournisseurs d’énergie, en plus de rendre les édifices plus efficaces et rentables.
Les résultats de nos travaux doivent d’abord être intégrés aux SGEB existants – nous y travaillons actuellement. Par la suite, l’application sera développée et intégrée aux SGEB afin d’offrir une rétroaction simple et utile aux occupants quant à leur performance énergétique.
Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous êtes heurté dans vos travaux?
MA : L’un des principaux défis dans ce champ de recherches repose dans l’élaboration d’une méthodologie générale – applicable quel que soit le type de bâtiment, le lieu, etc. – qui donne un aperçu utile aux occupants de leurs habitudes de consommation énergétique, et leur suggère des recommandations pertinentes grâce aux mégadonnées recueillies par les SGEB.
Nous avons élaboré une méthodologie applicable à la majeure partie des bâtiments, quel que soit leur emplacement géographique.
Les recommandations émises permettent parfois d’économiser beaucoup d’énergie. Cependant, celles-ci peuvent avoir un impact sur le bien-être des occupants, qui pourraient alors se montrer réticents à les appliquer.
Par conséquent, nos recommandations doivent à la fois respecter le confort des occupants et permettre d’économiser de l’énergie – c’est un autre défi à relever.
Enfin, il nous faut composer avec la quantité et la qualité des données disponibles. Si nous avions davantage de données détaillées – par exemple grâce à des questionnaires sur les préférences des occupants –, nous pourrions fournir une rétroaction plus précise et personnalisée.
Dans quels domaines vos travaux pourraient-ils être utilisés?
MA : De manière générale, le cadre développé est applicable aux édifices tant commerciaux que résidentiels. Plus précisément, nos travaux pourraient être intégrés aux SGEB – c.-à-d. aux systèmes d’automatisation et de contrôle du bâtiment, et ce, afin d’extraire et d’analyser les schémas de consommation énergétique des bâtiments, ainsi que de fournir des recommandations utiles aux occupants et aux gestionnaires énergétiques.
Les données explorées dans l’étude sont tirées d’un projet de recherche collaborative entre l’Université Concordia et l’Université Tohoku, avec l’appui de l’Agence internationale de l’énergie.
Les données détaillées ont été obtenues par la surveillance distincte de chaque type de consommation d’énergie dans 80 bâtiments résidentiels.
Quelle personne, quelle expérience ou quel événement particulier vous a donné l’idée de votre sujet de recherche et incité à vous intéresser à ce domaine?
MA : La toute première étude portant sur l’utilisation de données de consommation finale d’énergie pour analyser l’impact du comportement des occupants sur la consommation énergétique résidentielle a été menée par notre groupe de recherche. Ce type de projet est inédit et offre de nombreuses possibilités pour le secteur du bâtiment.
C’est ce qui m’a poussé à poursuivre mes recherches sur l’application de l’exploration de données pour trouver des occasions d’économies d’énergie dans les bâtiments.
Par ailleurs, les gens ne sont pas tous conscients de la quantité d’énergie gaspillée si l’on ne regarde pas de plus près les appareils électroménagers. En quantifiant le gaspillage et les économies d’énergie, il est possible de montrer l’impact réel du comportement des occupants sur la consommation énergétique des bâtiments.
D’où mon idée de chercher des corrélations entre la consommation énergétique et les appareils électroménagers : j’ai décidé d’utiliser ces appareils pour examiner le comportement des occupants.
Comment les étudiants en STIM que cela intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche? Quel conseil leur donneriez-vous?
MA : L’intégration des SGEB dans les édifices modernes est un secteur en pleine expansion, assorti de nombreuses occasions de recherche, par exemple pour améliorer le comportement des occupants, prévoir la consommation, ou encore accroître la part d’énergies renouvelables dans les bâtiments.
Je suggère aux étudiants et étudiantes que cela intéresse de travailler à combiner de nouvelles méthodes d’exploration de données avec l’intelligence artificielle. Ainsi, ils pourront contribuer à améliorer les systèmes d’exploitation des bâtiments, comme les installations CVCA, et le comportement des occupants.
Je suis certain que ces technologies de pointe changeront l’avenir des bâtiments.
Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?
MA : Concordia offre aux chercheurs et aux chercheuses qui mènent des travaux indépendants un environnement convivial et favorable à l’entraide. Je faisais partie d’une équipe de recherche, et dès qu’un problème se posait dans mon travail, je pouvais demander de l’aide à mes collègues.
De plus, grâce à un accès facile aux cours liés à mon domaine, j’ai pu acquérir les connaissances nécessaires pour mener à bien mes travaux.
Vos recherches bénéficient-elles du financement ou du soutien de partenaires ou d’organismes?
MA : Je tiens à remercier mon superviseur, Fariborz Haghighat (professeur de génie du bâtiment, civil et environnemental), pour son appui financier par l’intermédiaire de la chaire de recherche de Concordia en énergie et en environnement. Je le remercie également, ainsi que Benjamin Fung (chaire de recherche du Canada en exploration de données pour la cybersécurité à l’Université McGill), pour les précieux conseils qu’ils m’ont fournis.
Apprenez-en davantage sur le Département de génie du bâtiment, civil et environnemental de Concordia.
