Les systèmes d'IA utilisés pour lutter contre le gaspillage énergétique sur les chantiers

En tant que consommateurs, on nous rappelle fréquemment d'éteindre les lumières lorsque nous quittons une pièce, d'éteindre les radiateurs lorsqu'ils ne sont pas utilisés et d'éviter de laisser les soi-disant « appareils vampires » en veille pour éviter qu'ils ne consomment de petites quantités d'électricité qui peuvent éventuellement se traduire par d'importantes économies d'argent et de carbone.

Mais lorsqu'il s'agit de locaux professionnels, notamment de chantiers de construction, même si les conseils sont les mêmes, dans la pratique, disent les experts en énergie, peu de mesures sont prises pour empêcher les équipes de construction de gaspiller des milliers de dollars et des tonnes de CO2 sur des appareils électriques qu'ils n'utilisent même pas.

Les systèmes de gestion de l'énergie sur les chantiers de construction peuvent aider les entrepreneurs à économiser des milliers de dollars sur leurs factures de carburant. Photo : Adobe Stock

Adam Wright, directeur commercial de la start-up technologique britannique Measurable Energy, spécialisée dans l'aide aux entrepreneurs et autres pour réduire la consommation d'énergie de leurs cabines de chantier, affirme que les chantiers de construction sont parmi les pires coupables du gaspillage de petites quantités d'électricité en n'éteignant pas les appareils - ce qu'il appelle la « petite puissance ».

« Le manque d'électricité est un problème sur les chantiers de construction, car les gens arrivent pour faire leur quart de travail, ils font ce qu'ils ont à faire et puis ils repartent », explique-t-il. « Il y a très peu de responsabilisation. Ils obtiennent ce dont ils ont besoin pendant ce quart de travail et passent ensuite à autre chose. C'est ainsi que fonctionnent les chantiers. Tout le monde se concentre sur ce qu'il doit faire et passe à autre chose. Mais cela signifie que quelqu'un a peut-être allumé les chauffages parce qu'il faisait un peu froid et a outrepassé les commandes en place pour allumer et éteindre ces chauffages, puis est parti. Ces chauffages restent alors allumés pendant la nuit et les week-ends et, à la fin, nous nous retrouvons dans des situations où, en plein été, nous avons des cabines chauffées et toutes les fenêtres sont ouvertes parce qu'il fait trop chaud. »

De plus, Wright souligne que, contrairement aux bâtiments permanents, qui sont presque toujours connectés au réseau national, moins cher et plus écologique, les bureaux temporaires des chantiers de construction doivent souvent produire leur énergie via des groupes électrogènes diesel coûteux et gourmands en carbone.

Pourquoi les entrepreneurs gaspillent-ils autant d’électricité sur le chantier ?

« Pour un entrepreneur de premier plan, il y aura des centaines et des centaines de sites à tout moment, avec entre quatre et cinquante de ces cabines sur chaque site », explique Wright. « De nombreuses entreprises de construction ont vraiment du mal à connecter ces cabines au réseau. Elles réservent un raccordement au réseau pour essayer d'obtenir l'électricité fournie par le réseau, mais le projet peut être terminé au moment où le réseau peut les connecter. Elles utilisent donc souvent un générateur diesel, ce qui signifie qu'au lieu de parler de quelques centimes pour laisser des choses allumées, nous parlons de milliers de livres de factures de carburant chaque mois. Sur tous ces sites, cela peut représenter des centaines de milliers de livres de carburant diesel gaspillé. Et puis, les magnitudes sont encore plus élevées lorsque vous regardez les émissions de carbone qui en découlent. »

Pour lutter contre ce phénomène, explique Wright, Measurable Energy est l’une des nombreuses startups de technologie verte qui produisent des systèmes de gestion de l’énergie basés sur l’IA pour surveiller l’énergie utilisée à l’intérieur des cabines de chantier et contribuer à les rendre plus efficaces.

Dans le cas de Measurable Energy, l'entreprise installe des prises « intelligentes » dans les prises électriques des cabines de chantier. Chacune d'entre elles est reliée à un système basé sur le cloud qui analyse, à l'aide d'un algorithme d'IA, les prises qui sont utilisées et celles qui sont encore allumées mais non utilisées. Le système utilise ensuite cette intelligence pour couper le courant de ces dernières.

En 2021, l'entreprise a conclu un accord avec Kier pour installer les nouvelles prises sur deux chantiers pilotes. Measurable Energy a installé 37 de ses prises dans des cabines fournies par l'entreprise d'hébergement mobile Wernick Group pour servir de cuisines, de toilettes, de douches et d'espaces communs. L'entreprise a également réglé les déshumidificateurs de la salle de séchage de la cabine pour qu'ils ne s'allument que par temps pluvieux.

Prises intelligentes à énergie mesurable. Image : Énergie mesurable

Wright explique qu'en utilisant l'IA pour identifier les appareils allumés mais non utilisés et les éteindre automatiquement, Kier a pu éliminer 4 566 kWh d'électricité gaspillée, ce qui équivaut à 3,9 tonnes d'émissions de CO2 et à économiser 3 031 £ sur la facture annuelle d'électricité de l'entreprise. De plus, en surveillant les pics de consommation d'énergie, la technologie a également pu identifier un radiateur défectueux qui a ensuite été retiré avant qu'il ne devienne un risque d'incendie.

Un essai similaire mené en 2022 avec l'entrepreneur Morgan Sindall dans une école qu'il construisait au Royaume-Uni a été encore plus spectaculaire. L'entrepreneur est passé de 10 000 £ par mois en carburant diesel à seulement 5 000 £, économisant ainsi 5,5 tonnes de CO2.

Selon Wright, le plus gros gaspillage d'énergie provient des salles de séchage des cabines de chantier, qui sont en fait des salles remplies de dix radiateurs de 2 kW maximum utilisés pour sécher les vêtements et l'équipement mouillés, évitant ainsi la formation de moisissures.

« L'idée, c'est que les ouvriers qui reviennent du chantier ont eu une journée pluvieuse, alors ils étendent leurs vêtements dans la salle de séchage et les radiateurs s'allument pour les faire sécher avant qu'ils ne reviennent le lendemain », explique Wright. « Mais au final, personne ne veut revenir avec des vêtements mouillés, alors ces radiateurs restent allumés 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, qu'ils soient mouillés ou non. »

Au lieu de cela, explique Wright, Measurable Energy a créé un système dans lequel les circuits électriques des salles de séchage de certains des sites qu'elle couvre sont connectés aux données d'une station météorologique locale. Les chauffages sont donc programmés pour ne s'allumer que lorsqu'il pleut et pour s'éteindre après un certain nombre d'heures.

Comment l’IA peut-elle réduire le gaspillage d’énergie sur site ?

« Bien que sur le papier, un générateur diesel devrait fonctionner à 60-70 pence par kWh, avec des inefficacités dans son fonctionnement, nous constatons régulièrement que ce montant peut atteindre 5 £ par kWh. Donc, si vous avez un appareil qui gaspille 20 kWh par heure, pendant la nuit et que cela coûte jusqu'à 5 £ par kWh de carburant diesel, vous pouvez voir à quelle vitesse cela s'accumule sur une semaine, un mois, une année. »

Wright affirme que depuis le lancement de l'entreprise en 2022, elle a installé environ 10 000 prises intelligentes dans les cabines de chantier et dans les bureaux des entreprises de construction à travers le Royaume-Uni, économisant ainsi un total d'environ 444 tonnes d'émissions de carbone chaque année.

Les prises coûtent entre 25 et 45 £ chacune, en plus d'un abonnement mensuel de 1,68 £ par prise et par mois, bien que pour les entrepreneurs, ce coût puisse être inclus dans le coût global de location auprès du fournisseur de cabine.

Parmi les clients de l'entreprise figurent Kier, Morgan Sindall, Balfour Beatty, Galliford Try et Balfour Beatty Vinci. L'entreprise travaille également avec les spécialistes de l'hébergement sur site Algeco (qui fait partie de Modulaire), Wernick Group et Sunbelt Rentals pour installer des prises intelligentes dans les cabines de chantier avant leur livraison sur le site. Measurable Energy développe également actuellement une prise européenne compatible avec les prises de l'UE et envisage également de produire une version américaine.

Et Measurable Energy n’est qu’une des nombreuses start-ups de technologie verte qui conçoivent des systèmes de gestion de l’énergie conçus spécifiquement pour les chantiers de construction.

Le système de consommation d'énergie Eco Lync a été développé par Invisible Systems en collaboration avec Sunbelt Rentals et Balfour Beatty. Photo : Sunbelt Rentals

Balfour Beatty, en collaboration avec Sunbelt Rentals et le spécialiste de l'Internet des objets (IOT) Invisible Systems, déploie son système de gestion de l'énergie Eco Lync sur ses chantiers de construction depuis 2020.

Plutôt que d'être connecté à des prises intelligentes, Eco Lync d'Invisible System (également parfois appelé EcoNet) traverse une armoire de consommation à l'extérieur de la cabine, permettant au système de surveiller non seulement la consommation d'énergie des appareils à l'intérieur de la cabine du site, mais également les appareils électriques utilisés sur le site plus large.

Bien que cela signifie que le système a plus de mal à éteindre les radiateurs ou les moniteurs individuels non utilisés à un niveau granulaire, cela signifie que l'IA est capable de prioriser les besoins en énergie de tous les appareils électriques fonctionnant sur le site et de gérer la demande sur un site soumis à des contraintes d'énergie. Cela signifie qu'elle pourrait réduire la puissance d'une salle de séchage ou d'une cantine du personnel pendant le court laps de temps où un ascenseur hydraulique ou une grue à tour fonctionne, ce qui permettrait à un site de fonctionner entièrement avec l'électricité du réseau moins chère ou avec un nombre réduit de générateurs diesel, réduisant ainsi la consommation globale de carburant et les émissions de carbone. Lorsque plusieurs sources d'alimentation sont disponibles, la technologie est capable de sélectionner la plus efficace.

Systèmes d'IA optimisant la puissance des chantiers de construction

Balfour Beatty a commencé à tester le système dans les cabines de chantier de son projet East Leeds Orbital Route et, en six mois, a signalé une réduction de 83 % des émissions de carbone sur l'ensemble du site grâce au fait qu'il a pu passer au fonctionnement sur le réseau électrique, gérer activement la recharge des véhicules électriques et optimiser les programmes de chauffage, d'eau chaude et d'éclairage extérieur. L'entreprise déploie le système sur tous ses sites comptant plus de six cabines.

« Les résultats obtenus grâce à notre collaboration mutuelle avec Sunbelt et Balfour Beatty serviront de référence dans tout le secteur de la construction », déclare Pete Thompson, PDG d’Invisible Systems. « Notre solution permet au secteur de la construction de tendre vers la neutralité carbone en tirant parti de l’Internet des objets. »

Parallèlement, Bouygues indique avoir installé sur plusieurs de ses sites un système d'automatisation de gestion de l'énergie basé sur des capteurs, AutoMate, créé par l'entreprise technologique Gaia Group.

Système de gestion de l'énergie AutoMate du Groupe Gaia. Photo : Groupe Gaia

Comme Eco Lync, le système AutoMate utilise l'intelligence artificielle pour détourner l'énergie des utilisations non essentielles et fournir de l'énergie supplémentaire là où et quand elle est nécessaire. Pour ce faire, il utilise une gamme de capteurs et de gadgets de haute technologie, notamment la technologie de géorepérage, pour éteindre les lumières et le chauffage lorsque le personnel quitte l'installation et les rallumer lorsqu'il détecte le retour du personnel sur le site. Les capteurs détectent la pluie et allument automatiquement les installations de séchage.

De retour chez Measurable Energy, Wright affirme que de plus en plus d'entrepreneurs commencent à utiliser des systèmes de gestion de l'énergie sur site, combinant souvent les offres de plusieurs fournisseurs pour réaliser un maximum d'économies.

« Je pense que le plus gros obstacle auquel nous avons été confrontés jusqu'à présent est que nous parlons aux gens d'un problème dont ils ne pensaient pas vraiment qu'il en était un - ou dont ils n'étaient peut-être que légèrement conscients - donc il faut du temps pour obtenir leur adhésion. »