Le chauffage intelligent, un vecteur clé pour l’efficacité énergétique
Étienne Bolze et Youri Cupidon
16 novembre 2018
Comment combiner efficacité énergétique et confort ?
À quoi sert un appareil de chauffage électrique ?
Certainement, la première raison à être mentionnée est celle d’assurer le confort thermique de l’utilisateur. Par contre, sachant que 60% de l’utilisation électrique du ménage québécois moyen est consommée par son chauffage, nous pouvons croire que celui-ci a un rôle à jouer au niveau de l’efficacité énergétique de l’habitat et des finances familiales. La question suivante se pose donc; comment augmenter l’efficacité énergétique du chauffage électrique sans pour autant nuire au confort des usagers ? Chez Convectair, nous croyons que la réponse se trouve au niveau de l’intelligence du contrôle et de ses capteurs d’informations.
Une intelligence passive
Afin de mieux cadrer l’importance du contrôle et de son capteur de température dans une optique d’efficacité énergétique, il serait bon de comprendre quelques-unes des évolutions que ces objets ont vécues.
Le thermostat bimétallique
Historiquement reconnu comme le thermostat conventionnel mural, son principe de fonctionnement repose sur la dilatation d’un bilame. Lorsque celui-ci se dilate suffisamment suite à un changement de température, il active ou désactive le chauffage. Ce type de contrôle n’est généralement pas très précis, ni très réactif à la variation de température de la pièce.
Le thermostat numérique
Ce type de thermostat est muni d’une sonde et d’une programmation qui permettent de lire et d’agir sur la température de façon plus précise. Ces sondes sont également plus sensibles aux variations de température dans la pièce. Résultat, il est possible d’aller chercher une économie d’énergie de 5 à 10% grâce à la sensibilité accrue de ces thermostats et la diminution de l’amplitude de chauffe.
Le thermostat programmable
Ce type de thermostat est caractérisé par une fonction de programmation. Autrement dit, il offre la possibilité de créer des calendriers d’activité permettant d’effectuer des abaissements à des moments lorsque cela est moins pertinent de chauffer, tel que la nuit ou pendant nos absences. Ils permettent d’adapter le chauffage à l’avance pour l’ajuster aux horaires de l’utilisateur. Une étude publiée par Hydro-Québec mentionne qu’une baisse de 3˚C pendant 8 heures chaque nuit permet une économie additionnelle allant jusqu’à 5% sur sa consommation de chauffage.
Le thermostat intégré versus déporté
Au fil des ans, nous avons également vu apparaître des distinctions au niveau du positionnement du contrôle. Alors que certains appareils de chauffage, tel que les plinthes, placent le thermostat au mur, d’autres types d’unités de chauffage ont leur thermostat intégré directement à l’intérieur. Cette position permettrait à la sonde se trouvant au bas de l’unité, là où l’air est le plus froid, d’avoir une lecture plus utile de l’air ambiant. Cette lecture combinée avec un bon design d’appareil distribuant correctement l’air dans la pièce offre à l’utilisateur un confort plus homogène. Ne vivant pas des problèmes de stratification de température, l’utilisateur sera moins porté à vouloir compenser en augmentant le degré de chauffage. Résultat, des économies d’énergie.
Néanmoins, que ce soit au mur ou dans l’appareil, ces différents types de contrôles sont rigides et s’adaptent mal à la vie réelle de l’utilisateur. Bien qu’ils puissent offrir des économies d’énergie, ils restent contraints à la manipulation humaine. Nous pourrions les qualifier de « passifs ». La prochaine étape dans le sens de l’efficacité énergétique ce sont des appareils qui s’adaptent au mode de vie de l’utilisateur. Nous pourrions les qualifier de « dynamiques » ou d’ « actifs ».
Une intelligence active et sensible à son environnement
Afin que les appareils puissent activement œuvrer dans le sens de l’efficacité énergétique et du confort, il faut améliorer la capacité des capteurs d’information et l’intelligence du contrôle.
Les capteurs
Inclure des capteurs sur des appareils de chauffage permet de relever de l’information sur leur environnement et d’y poser des actions. Le premier des capteurs est la sonde de température. Par contre, il est possible d’y inclure d’autres éléments pour augmenter l’efficacité de ces produits. Il est possible, tel qu’a fait Convectair pour sa gamme d’appareils rayonnants Opéra, d’inclure un détecteur d’absence sur la façade de l’appareil. Cet œil permet de savoir si quelqu’un est présent dans la pièce ou pas. Ainsi, si l’appareil ne détecte pas de présence humaine, celui-ci baissera par lui-même la température de quelques degrés. En réduisant automatiquement son activité à plusieurs moments d’absence, l’appareil permet de réaliser des économies d’énergie sur le long terme.
Les contrôles
L’utilité, la pertinence et l’impact des données relevées par les capteurs prennent d’autant plus de sens lorsqu’elles sont gérées et utilisées par des contrôles intelligents. Par exemple, la fonction de détection de fenêtre ouverte des appareils Opéra permet d’effectuer des économies d’énergie en utilisant les données relevées par la sonde et en les combinant à des facteurs de temps. En effet, si la sonde détecte une chute drastique de température dans la pièce dans un court laps de temps, l’appareil assume qu’une porte ou une fenêtre a été ouverte. Celui-ci cesse de chauffer et attend que l’utilisateur remette l’appareil en fonction. Ainsi, plutôt que de fonctionner à plein régime pour remédier à la perte, l’appareil s’arrête et permet d’effectuer des économies d’énergie.
Par ailleurs, des nouveaux types de contrôles sous forme de plateforme cherchent à utiliser l’intelligence et les capteurs de chaque appareil avec l’avantage de la centralisation. Par exemple, lorsque ces plateformes ont des fonctions de gestion de la consommation, elles utilisent l’information relevée par chaque appareil et la centralisent permettant à l’utilisateur de visualiser graphiquement sa consommation totale. Il peut ainsi poser des gestes afin d’augmenter l’efficacité énergétique de son habitat.
Lorsque ces plateformes le permettent, le contrôle à distance offre à l’utilisateur des gains appréciables, car ils permettent de déroger des horaires programmés si des imprévus surviennent. Également, lorsqu’offertes, les fonctions de scénario permettent d’automatiser certaines tâches basées sur des actions de l’utilisateur afin d’atteindre des efficacités d’énergie. Par exemple, en éteignant les lumières la nuit avant de se coucher, le chauffage pourrait baisser automatiquement de 3˚C. Ensemble, ces fonctions d’économies d’énergie peuvent s’accumuler pour créer des gains substantiels en énergie et en argent.
Enfin, tel qu’illustré dans l’exemple précédent, plus les objets de l’habitat collaborent et communiquent ensemble, plus grand est l’effet de synergie et l’impact sur l’efficacité énergétique du logis. Pour que ces différents objets atteignent leur plein potentiel, des écosystèmes intégrateurs d’objets connectés sont essentiels.
L’intelligence artificielle
Nous commençons à voir apparaître dans le marché l’inclusion de l’intelligence artificielle dans la programmation des plateformes. Munis de cette nouvelle intelligence combinée avec l’utilisation des capteurs sur les unités de chauffage, les appareils peuvent apprendre sur la vie habituelle de l’utilisateur et s’y adapter. Par exemple, grâce à un détecteur d’absence, l’appareil pourrait savoir que personne n’a été présent dans la cuisine après 20 :00 depuis les 7 derniers jours alors que le programme de l’utilisateur mentionne une présence jusqu’à 22 :00. La plateforme pourrait donc, grâce à ses capacités d’autoadaptation et d’autoapprentissage, proposer d’ajuster le programme pour s’accommoder à cette nouvelle réalité. Ainsi, il serait possible de créer encore plus d’économies basées sur des faits réels d’utilisation.
Le choix de méthode de chauffage : un choix pertinent et intelligent
Un mot doit être mentionné sur le choix de type de chauffage dans une perspective d’économie d’énergie. En choisissant des appareils rayonnants muraux versus des plinthes électriques traditionnelles, il est possible de réduire d’autant plus sa consommation d’énergie sans nuire au confort de l’utilisateur. En effet, tel que mentionné dans l’article paru dans l’édition de septembre et octobre 2018 d’Électricité Québec, « Faire la lumière sur le rayonnement », la combinaison de rayonnement direct, rayonnement diffus et convection au sein d’un même appareil permet de créer un environnement homogène dans lequel l’utilisateur se sentira confortable même si l’utilisation d’énergie était inférieure.
Par ailleurs, pour certains types de pièces tels que les pièces avec plafonds cathédraux, le rayonnement est plus adapté pour offrir des économies d’énergie.
Le chauffage intelligent, un vecteur clé pour vos économies d’énergie
Comme nous l’avons vu, les appareils de chauffage peuvent avoir un rôle plus large que de simplement chauffer un espace. En effet, ils peuvent notamment agir sur l’efficacité énergétique de votre habitat. Par l’utilisation de capteurs et de contrôles intelligents, nous pouvons réduire la consommation énergétique des appareils de chauffage sans nuire au confort de son utilisateur. Chez Convectair, c’est ce que nous appelons la sobriété énergétique.
