Dans le cadre de la préservation des ressources naturelles, de nombreux efforts de recherche et développement ont été fait pour réduire la consommmation énérgétique des bâtiments à usage professionel et domestique. L’utlisation des Technologies de l’Information et de Communications (TIC) permet d’apporter de nouveaux outils à la compréhension de ces consommations, en adaptant la production d’électricité par rapport à la consommation, mais aussi en informant l’usager des postes de consommation les plus importants afin qu’il puisse adapter son comportement. En effet, « l’énergie la moins chère est celle que l’on ne consomme pas ». Il a d’ailleurs été montré que le simple fait de communiquer ces informations aux usagers pouvaient réduire la consommation d’un bâtiment jusqu’à 15%.
Principe
Le Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) ou analyse non-intrusive des usages électriques est un processus dont les bases ont été posées part Hart en 1992. Il s’agit donc d’analyser les variations de puissance observées sur le circuit électrique d’un bâtiment afin de déduire, par des algorithmes de traitement du signal, l’état de fonctionnement des différents appareilsdu bâtiment, ainsi que leur consommation individuelle en temps réel.
Il s’agit donc d’un système très peu coûteux, et non-intrusif puisqu’il ne s’agit pas d’une mesure directe de la consommation de chaque appareil (par exemple en plaçant des Watt-mètre sur chaque prise du circuit à étudier).
Les systèmes NILM possèdent un grand intérêt, tant d’un point de vue purement scientifique que d’un point de vue technologique. Ces système ont également des retombées économiques très importantes, ainsi qu’un fort potentiel de maîtrise de l’énergie, et donc un fort impact sur l’environnement. Ainsi ils répondent à un vrai besoin du marché des bâtiments intelligents.
En plus des retombées économiques engendrées par les économies potentielles de la maîtrise de l’énergie, et de l’impact environnemental, les systèmes NILM présentent également un intérêt autant technologique que scientifique : les problématiques autour du NILM ne sont pas toutes résolues, et la recherche est encore très active sur ce sujet.
Limitations
En effet, les techniques NILM présentent actuellement de très bons résultats pour les installations domestiques : celles-ci présentent en général un nombre limité d’appareils, des activations simultanées rares, et très peu d’appareils identiques en plusieurs exemplaires.
Ces trois éléments rendent la désagrégation des usages électriques plus aisée dans ces installations.
En revanche, les bâtiments du secteur tertiaire comme celui où la plateforme SmartSense est déployée imposent les difficultés suivantes aux techniques NILM
- Beaucoup d’appareils à désagréger
- Proportion importante d’appareils à changement continu d’état (e.g des ordinateurs)
- Plusieurs appareils du même type en plusieurs exemplaires
- Grand nombre d’usagers, et donc plusieurs activations simultanées possibles
Pour ces raisons, des informations supplémentaires sont nécessaires pour réaliser la désagrégation des usages électriques avec une précision acceptable.
Notre solution
La plateforme d’études SmartSense nous procure un grand panel d’informations sur l’environnement de l’étude, à une fréquence d’échantillonage satisfaisante. Une fois les informations brutes traitées localement sur les noeuds de capteur, les informations suivantes vont particulièrement nous intéresser
- Probabilité d’occupation de la pièce
- Estimation du nombre de personnes dans la pièce
- Luminosité de la pièce
- Enveloppe du signal sonore d’une pièce
La solution que nous proposons est d’utiliser les données ci-dessus de la plateforme SmartSense pour aider les algorithmes de désagrégation. L’objectif est donc de déduire de ces informations des probabilités individuelles d’état pour chaque appareil, et en coupler celles-ci aux techniques classiques de NILM. Plus d’informations peuvent être trouvées dans la section « publication » de notre site.
