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Communiqué de presse
Management et partage de l’énergie
Apporter de la valeur ajoutée à l’écoquartier avec Cooperate
Paris, le 22 septembre 2015
Après
trois
ans
de
recherche
& développement, le programme européen
COOPERATE (Contrôle & optimisation pour
les quartiers à énergie positive) s’achève
avec des expérimentations réussies sur deux
sites de tests : le siège de Bouygues
Construction en Ile-de-France et le Campus
du CIT à Bishopstown en Irlande.
L’objectif de COOPERATE est d’intégrer à
l’écoquartier le pilotage et le partage des
énergies à l’échelle du quartier.
Retrouvez la vidéo sur http://www.cooperatefp7.eu/index.php/Single_news/items/cooperate-video-release.html
Le projet COOPERATE a permis de définir une méthodologie et une approche basée sur le
cloud computing ainsi que des business modèles pouvant aider à développer des projets
concrets d’écoquartiers, qu’il s’agisse de nouveaux quartiers ou de quartiers existants.
Avec le soutien financier de l’Union Européenne dans le cadre de son 7e programme pour la
recherche, COOPERATE a été réalisé par sept partenaires européens, académiques et
industriels.
Pourquoi COOPERATE ?
Avec une population de plus en plus urbaine 1, il faut repenser l’aménagement urbain pour des questions de flux
et de déplacements dans la ville. Comment? Avec des espaces à taille humaine mixtes, associant bureaux et
lieux de vie.
L’écoquartier devient un idéal pour l’usager (habitant/entreprise), la ville et les développeurs immobiliers. Il
porte une approche de Développement Durable, impulsée par les politiques, la prise de conscience individuelle
sur les enjeux climatiques et la valeur patrimoniale.
Aujourd’hui, il est possible d’apporter encore plus de valeur à l’écoquartier en réduisant la facture d’énergie 2 et
en optimisant l’approche de Développement Durable (en termes économique, écologique et social) de
l’écoquartier.
Dans les écoquartiers, l’énergie commence à être produite localement, avec des solutions de stockage local. En
connectant les bâtiments d’un quartier pour créer des réseaux d’échanges selon les besoins différents des
uns et des autres (habitat résidentiel, bâtiments tertiaires), nous pouvons créer bien plus de valeur et créer
des Quartiers à Energie Positive.
1
Depuis 2007, la proportion de la population urbaine a officiellement atteint 50 % dans le monde. Une proportion qui dépasse
déjà 70 % en Europe et en Amérique du Nord et qui augmente rapidement ailleurs (Yann Arthus-Bertrand, Huffingpost Post,
16/09/2015)
2
Le bâtiment représente actuellement plus de 40 % des dépenses énergétiques de la France. C’est aussi le 2e poste de coût
après la masse salariale pour les entreprises.
Le projet COOPERATE, d’une durée de trois ans, a reçu une subvention de 3,5 millions d'euros de la
Commission Européenne dans le cadre du Septième programme cadre européen pour la recherche.
L’ambition de COOPERATE est de progresser vers des quartiers à énergie positive et de contribuer à
atteindre les objectifs fixés par la Commission Européenne pour 2020 : faire passer la part des énergies
renouvelables dans le mix énergétique européen à 20 % ; réduire les émissions de CO2 des pays de l'Union
de 20 % ; accroître l'efficacité énergétique de 20 %.
Qu’est-ce que COOPERATE ?
L’objet du projet COOPERATE est de développer une plateforme logicielle ouverte, évolutive et basée sur le
cloud computing. L’implémentation et l’exploitation d’un tel système sont exposées à de nombreuses
évolutions et challenges comme :
• L’hétérogénéité des acteurs et des systèmes au sein du quartier : bâtiments tertiaires, habitat
résidentiel, production locale d’énergie (photovoltaïque, géothermique, éolien..), systèmes de stockage
d’énergie, véhicules électriques, éclairage public…
• Les évolutions techniques des systèmes individuels
• L’adaptation à des technologies d’information et de communication existantes (Energy Management
System, systèmes de Facility Management…)
• Les demandes des consommateurs
• La sécurisation des données
• L’évolution du marché de l’énergie
• La conformité avec la régulation de l’énergie
Le succès de toute plateforme de pilotage des énergies à l’échelle d’un quartier dépend de la compréhension
de ces challenges. C’est d’autant plus vrai en Europe, où il faut s’adapter à un patrimoine bâtimentaire et
des systèmes existant depuis longtemps.
C’est pourquoi COOPERATE a été conçu comme un « système de système ». Concrètement, cela signifie que
COOPERATE permet de mutualiser les énergies, les stocker, les maîtriser, les partager selon les besoins,
sans être intrusif vis-à-vis des systèmes des bâtiments et des infrastructures.
COOPERATE s’interface avec eux, s’adapte et compose pour garantir la meilleure efficacité énergétique et
CO2 du quartier. Comme un chef d’orchestre, il rend cohérent la performance de l'ensemble et règle
l'équilibre général.
Les résultats : une approche tournée vers les technologies de l’information
et de la communication et des business models
COOPERATE a validé ses concepts à grande échelle sur deux sites, le siège de Bouygues Construction
(Challenger) et le campus du CIT à Bishopstown en Irlande.
- Challenger: situé à Guyancourt en Région Parisienne, il comprend plusieurs bâtiments hébergeant 3 000
employés. COOPERATE a permis le suivi et l’amélioration de la gestion énergétique entre tous les bâtiments, les
sources d'énergies renouvelables (ferme solaire de 2 MW crête), le système de stockage de l'énergie ainsi que
différentes sources de consommation (y compris de nouvelles utilisations de type véhicule électrique).
Le campus de Challenger peut prétendre à réduire substantiellement les coûts liés à l’énergie, avec une
économie sur la facture énergétique entre 7 % et 29 %, selon les cas d’usages et les volumes d’énergie qui
peuvent être produits ou effacés (diminution volontaire de consommation).
- Campus du CIT à Bishopstown : situé à l'extrémité ouest de la ville de Cork en Irlande, le campus de
Bishopstown se compose de bâtiments universitaires avec amphithéâtres, bureaux, laboratoires, résidences
universitaires et salles de sport et de loisirs. Ce site d’expérimentation répondait de façon pertinente aux
problématiques de quartiers à énergie positive pour plusieurs raisons :
• Le site comprend des bâtiments mixtes (tertiaires, résidentiels)
• Il comprend l’intégration de systèmes d’information et de communication existants avec de
nouvelles sources de production d’énergie renouvelable et de nouvelles plateformes de
communication basée sur les technologies Edge et Cloud.
Le business case du campus de Bishopstown prévoit des économies d’énergie à la fois sur les factures de gaz
et d’électricité de 16 à 19 %. Une économie supplémentaire de 3 % peut être obtenue grâce à une meilleure
coordination et en utilisant un réseau privé de communication sur le campus.
Pour ces deux sites de test, les économies financières peuvent croître si le prix de l’énergie varie fortement
ou si les investissements dans le stockage d’énergie augmentent.
Les développements de marchés futurs comme la sécurité du réseau ou les économies de CO2 peuvent
encore accroitre les gains.
En conclusion de ces expérimentations, le consortium a validé l’approche “Systèmes de Systèmes”, qui
permet de conserver les technologies existantes et opérationnelles tout en les pilotant à l’échelle globale.
Cette approche est la plus pertinente pour atteindre les objectifs d’économie d’énergie à l’échelle d’un
quartier.
Les débouchés de COOPERATE
A l’issue du programme de recherche, COOPERATE a permis d’acquérir une expertise qui aidera à développer
les projets d’écoquartiers et d’intégrer d’autres projets de R&D soutenus par l’Union Européenne, comme le
projet ELSA sur le stockage d’énergie, mené avec d’autres partenaires européens associés à Bouygues Energies
& Services, UTRC et RWTH.
Aussi, plusieurs outils développés dans le cadre de ce programme pourront être commercialisés à part :
- Solution Urban™ Power développée par EMBIX :
EMBIX a conçu et développé Urban Power™, un Community Energy Management System (CEMS) : cette solution
logicielle « big data » basée dans le cloud permet de récolter, stocker et analyser les données de consommation
et de production d’énergie. Objectifs : prévoir et optimiser la consommation et la production d’énergie dans
les Smart Cities. La plateforme logicielle d’EMBIX est flexible, évolutive et rationalise le processus complexe de
la collecte des données issues de compteurs de différents fournisseurs.
Urban Power permet de :
•
•
•
•
Collecter en temps réel des données énergétiques
Agréger les données
Faire de l’effacement
Optimiser la gestion de l’énergie au niveau de l’écoquartier
-
La plateforme Internet des objets d’Intel
L'Internet des objets (IoT) recèle un immense potentiel de stimulation économique et d'évolution sociale.
Toutefois, 85 % des objets demeurent non connectés et les menaces de sécurité sont omniprésentes ; La plateforme IoT Intel® aide à franchir ces obstacles. En effet, elle constitue une plate-forme complète permettant de
connecter ce qui ne l'est pas. Ainsi, des données issues de différents secteurs et provenant de milliards
d'appareils, capteurs et bases de données peuvent être regroupées, échangées, stockées et analysées en toute
sécurité.
Les acteurs de COOPERATE
Au total, sept partenaires se sont engagés dans le projet : l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle (leader du projet),
Bouygues Energies & Services, EMBIX, le CIT (Cork Institute of Technology), Intel Labs, l’Université de
Manchester et le centre United Technologies Research en Irlande (UTRC-Ireland).
Les partenaires
Université RWTH d'Aix-la-Chapelle
L’Université RWTH d'Aix-la-Chapelle a été fondée en 1870. Avec aujourd'hui 30 000 étudiants, il s'agit de l'une des plus
grandes universités techniques en Allemagne. L’université entretient des liens solides avec l'industrie et bénéficie des plus
importants montants financés par des tiers en Allemagne. Trois instituts de recherche participent à ce projet : l’Institut pour
l'automatisation des systèmes électriques complexes (Institute for Automation of Complex Power Systems) et l'Institut pour
l'efficacité énergétique dans les bâtiments et la climatisation intérieure (Institute for Energy Efficient Building and Indoor
Climate), qui appartiennent tous deux au centre de recherche d’E.ON Energy, ainsi que l'Institut pour l'ingénierie
informatique (Institute for Software Engineering).
Contact: Ulrike Gohil - [email protected]
CIT (Cork Institute of Technology)
Situé dans le sud de l'Irlande, le CIT (Cork Institute of Technology) est un institut d'enseignement supérieur financé par des
fonds publics. Comptant près de 17 000 étudiants, le CIT est le deuxième plus grand institut de technologie en Irlande. Son
origine remonte à la Royal Cork Institution (Institut Royal de Cork), fondée en 1807 puis plus tard, au Crawford Municipal
Technical Institute, fondé en 1912 dans le but d’enseigner les sciences et les techniques aux étudiants. Dans ce projet, c’est
le Centre Nimbus pour la recherche sur les systèmes embarqués (Nimbus Centre for Embedded Systems Research)
(http://www.nimbus.cit.ie) qui est partie prenante. Le Centre Nimbus mène des recherches dans les technologies matérielles
et logicielles pour les systèmes embarqués sans fil, en mettant tout particulièrement l'accent sur la recherche des systèmes
de réseau et les applications au niveau de l'efficacité énergétique des bâtiments et des espaces, la gestion de l'eau, les
transports, les systèmes ambiants et les matériaux améliorés. Le Centre Nimbus est également la porte d'entrée permettant
de transformer la recherche innovante en avantage économique.
Contact: Dr Dirk Pesch - [email protected]
EMBIX
Start-up née en 2011 du rapprochement de deux groupes industriels ALSTOM et BOUYGUES pour répondre à un besoin
commun d’expertise énergétique à l’échelle locale. Pour remplir sa mission, EMBIX s’appuie sur deux activités :
•
Consulting Smart Grids & Smart City : EMBIX accompagne les acteurs locaux dans la définition et la mise en œuvre
de projets Smart Grids et Smart City opérationnels, s’inscrivant dans un cadre réglementaire évolutif et répondant
à un modèle d’affaires soutenable. Les consultants d’EMBIX travaillent en collaboration avec les équipes de
maîtrise d’œuvre urbaine pour optimiser la stratégie énergétique du territoire et intégrer, dès la phase de
conception des projets urbains, une dimension Smart Grids et Smart City (mobilité, gestion de l’eau et des déchets,
environnement, services aux usagers, etc.
•
Développement de solutions logicielles de Community Energy Management System (CEMS) : EMBIX a déployé une
solution logicielle cloud de gestion efficace de l’énergie (plateforme Urban Power™), destinée au pilotage
énergétique de l’espace urbain, aux micro-grids, et aux gestionnaires d’énergie du quartier.
EMBIX s’adresse aux Collectivités locales, aux aménageurs et aux promoteurs, soucieux d’un développement urbain
intelligent, intégrant les spécificités locales : ressources disponibles, contraintes et opportunités du territoire.
Dès la phase amont d’un projet d’aménagement urbain, nous accompagnons les acteurs locaux (aménageurs, promoteurs,
collectivités) dans la définition et la mise en œuvre de projets Smart Grids et Smart City opérationnels.
EMBIX a contribué à de multiples projets concernant l’énergie et la Smart City : mission d’étude Smart Grid pour le projet
Nice Meridia, définition du programme Smart Grids et fourniture du CEMS dans le cadre du projet Nanterre Coeur de
Quartier, étude de faisabilité Services Smart City et Smart Grids pour le projet Alzette-Belval, etc. EMBIX a également
participé à 4 autres démonstrateurs français et européens afin de de développer et tester sa solution de gestion intelligente
de l’énergie.
Dans le cadre du projet COOPERATE, EMBIX a pu s’appuyer sur ses deux activités.
EMBIX promeut le concept COOPERATE, à savoir un « système de système » basé dans le cloud et permettant à ses clients,
les aménageurs, promoteurs immobiliers dans un premier temps, et par la suite les Facility Managers et opérateurs de
Micro-Grids de mutualiser les énergies, les stocker, les maîtriser, les partager selon les besoins, sans être intrusif vis-à-vis
des systèmes des bâtiments et des infrastructures.
EMBIX s’appuie sur le projet COOPERATE pour renforcer son activité consulting en promouvant l’approche de
l’interopérabilité des « systèmes de systèmes » dans les nouveaux éco-quartiers en cours de construction. Le marché visé
est celui de la construction et les clients sont principalement les aménageurs et les promoteurs immobiliers. EMBIX définit
le volet Smart Grids des différents cahiers des charges mis à la disposition des promoteurs et aménageurs pour permettre
le développement d’écoquartier à énergie positive.
EMBIX développe aussi ses activités à l’international et prévoit d’utiliser sa plateforme dans des projets Smart Cities
Européens, notamment dans des projets Horizon 2020.
Contact: Carole NAGANUMA - [email protected] http://embix.fr/?lang=en
Bouygues Energies & Services
Filiale de Bouygues Construction, Bouygues Energies & Services propose des solutions globales dans les énergies, le
numérique et les services. Elle intervient auprès de clients publics et privés dans les domaines des infrastructures de réseaux
d’énergie, de transports et du numérique, du tertiaire et de l’industrie. Elle conçoit, réalise, maintient et exploite des
systèmes techniques sur-mesure permettant à nos clients de conjuguer qualité du cadre de vie et de travail pour leurs
utilisateurs et maîtrise de leur consommation d’énergie sur la durée.
Bouygues Energies & Services mobilise son expertise en performance énergétique et en prestations de services à forte valeur
ajoutée autour de trois grands métiers : les réseaux d’énergies et numériques, le génie électrique, thermique et mécanique
et le facility management.
Bouygues Energies & Services compte 12 000 collaborateurs en France, au UK, en Suisse, en Afrique et au Canada. Elle a
réalisé 1,8 milliard d’euros de chiffre d’affaires en 2014.
Contact : Julie PERCHET [email protected]
Intel Labs Europe
Intel Labs Europe (ILE) est un réseau de laboratoires répartis dans toute l'Europe, ainsi qu’au sein d’un certain nombre de
divisions commerciales d’Intel, qui se consacrent à la recherche et développement, aux produits et aux innovations. Le
laboratoire ‘Energie et durabilité’ d’Intel fait partie d’Intel Labs Europe et mène des recherches sur les nouvelles formes de
détection, d’actionnement, d’analyse et de services appliqués au domaine de l'énergie, de l'environnement et de la
durabilité. Le résultat des recherches engagées par le laboratoire se concentre sur la création et la mise en oeuvre de
nouvelles solutions et services pour améliorer la qualité de vie et l'optimisation des ressources.
Contact: Keith ELLIS - [email protected]
Université de Manchester
D'après la classification des universités mondiales pour l’année 2010 établie par l’Université de Shanghai Jiao Tong,
l’Université de Manchester est l'un des principaux centres de recherche universitaire du Royaume-Uni (cinquième rang),
d'Europe (neuvième rang) et du monde (44e rang). C'est ainsi que deux éminents universitaires ont reçu le prix Nobel de
physique en 2010, portant le nombre actuel de lauréats du prix Nobel à quatre dans cette université. Depuis 50 ans, la
Division énergie électrique et réseaux électriques de l'Université de Manchester peut se targuer d'être devenue l'un des
groupes universitaires de recherche au monde ayant la plus longue activité en continu dans le domaine du génie de l'énergie
électrique et des systèmes énergétiques et a ainsi réussi à acquérir une réputation internationale enviable pour son niveau
d'enseignement avancé, sa formation et le niveau de qualité de la recherche dans tous les aspects de la technique des
systèmes énergétiques.
Contact: Nicholas Good - [email protected]
UTRC
United Technologies Research Centre Ireland Limited (UTRC Ireland) serves as the European research hub of United
Technologies Research Center (UTRC) and conducts research into the next generation of energy and security systems for
high-performance buildings, generating world-class technologies for United Technologies Corp.’s commercial businesses in
Europe. Its core research expertise covers the areas of building/HVAC and district energy management, including system
and component level modelling, equipment and system-level control, optimization, and diagnostics.
Within COOPERATE, UTRC Ireland developed optimized control methods for district-level integrated demand, supply and
storage energy management, and advanced optimization methods for demand response and demand management. The
experience gained in advanced optimization of neighbourhoods and districts will be further investigated in future projects
such as the EU Horizon 2020 funded projects ELSA and OPTEEMAL, and will be leveraged to further the adoption of this
technology by the industry.
Contact: Kouramas, Konstantinos - [email protected]