Brevet FR3027421A1 — publié le 20160422

La présente invention concerne de manière générale un système et un procédé de pilotage d'équipements consommateurs d'énergie ou de fluide. La volonté de maitriser et de réduire la consommation énergétique a donné lieu 5 en France à une série de mesures opérationnelles dont : - la mise en place de la réglementation thermique 2012 (RT2012) qui prévoit notamment un seuil maximum de consommation pour les bâtiments neufs, bureaux, établissements d'enseignement et établissements d'accueil de la petite enfance ; et 10 - l'exigence d'étude de performance énergétique pour les rénovations lourdes des bâtiments existants et notamment la mise en place de suivi des consommations. Afin d'être en mesure de réduire la consommation d'équipements d'un local et 15 de manière plus générale d'un bâtiment, en particulier dans le cas où le local est utilisé par plusieurs usagers, il est souhaitable de pouvoir optimiser le pilotage desdits équipements en fonction de leurs activités pour respecter le besoin de confort de chaque usager associé à son activité, tout en limitant la consommation énergétique des équipements du local. 20 L'invention a pour but de proposer un nouveau système et un procédé correspondant de pilotage d'équipement utilisés dans un local permettant d'optimiser le pilotage desdits équipement, en fonction des activités des usagers dudit local, pour respecter le besoin de confort de chaque usager, tout 25 en limitant la consommation énergétique des équipements du local. A cet effet, l'invention a pour objet un système de pilotage d'équipements consommateurs d'énergie ou de fluide utilisés dans un local, en fonction des activités des usagers dudit local, caractérisé en ce que ledit système de 30 pilotage comprend : - des moyens de définition, pour chaque usager, d'un premier ensemble de données, appelé agenda d'usager, qui comprend une ou plusieurs tâche(s) formée(s) chacune d'une activité, composée d'une ou plusieurs valeur(s) de consigne d'équipements, et d'une ou plusieurs plage(s) horaire(s), chaque plage horaire étant formée d'un horaire de début et d'un horaire de fin ; - des moyens de planification configurés pour déterminer un deuxième 5 ensemble de données, appelé planning local, en procédant à l'union, sur les usagers du local, des tâches définies dans les agendas d'usager, lesdits moyens de planification étant aussi configurés pour déterminer, pour chaque équipement, un troisième ensemble de données, appelé planning d'ambiance, comprenant les valeurs de consigne dudit équipement et les 10 horaires associées, qui correspondent aux activités et aux plages horaires définies dans le planning local, - des moyens de pilotage configurés pour calculer des valeurs de commande en fonction des valeurs de consigne des équipements définies dans les plannings d'ambiance, 15 lesdits moyens de pilotage étant aussi configurés pour piloter lesdits équipements en leur transmettant lesdites valeurs de commande en fonction des horaires correspondants des plannings d'ambiance. Le pilotage des équipements par un jeu de commandes issues de l'union des 20 plages horaires d'activité des agendas des usagers permet d'optimiser les dépenses énergétiques du bâtiment, en déterminant les temps de fonctionnement et les valeurs de commande adaptées à transmettre aux équipements correspondants pour atteindre les valeurs de consigne associées aux activités. 25 Un tel système permet de calculer automatiquement et dynamiquement les différentes valeurs de commande à envoyer aux équipements. Ainsi, à partir des données d'activités des usagers définies dans leur agenda, 30 et éventuellement à partir de données contextuelles, telles que les températures intérieure et extérieure, l'ensoleillement, et/ou à partir de données caractéristiques du bâtiment, telles que son isolation, les moyens de pilotage du système déterminent les commandes adaptées à transmettre aux équipements pour répondre de manière fiable et efficace aux choix d'ambiance requis par les usagers, tout en limitant la consommation énergétique du local et donc du bâtiment. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit système comprend des moyens de définition d'une activité par défaut associée au local, composée d'une ou plusieurs valeur(s) de consigne d'équipement prédéfinie(s) ; et lesdits moyens de planification sont configurés pour, lors de la détermination du planning local, en cas de recouvrement au moins partiel de deux plages horaires de deux activités dont l'une présente au moins une valeur de consigne d'un équipement différente de la valeur de consigne dudit équipement associée à l'autre activité, attribuer ladite activité par défaut à ladite plage horaire de recouvrement desdites activités. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit système comprend des moyens d'attribution automatique permettant d'attribuer une activité prédéfinie à chaque plage horaire du planning local qui est dépourvue d'activité associée à au moins un usager. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit système de pilotage comprend des moyens de définition d'une activité d'absence courte et d'une activité d'absence longue différente de l'activité d'absence courte, et lesdits moyens d'attribution automatique sont configurés pour attribuer à une plage horaire du planning local, dépourvue d'activité associée à au moins un usager, une activité d'absence courte lorsque ladite plage horaire est de durée inférieure ou égale à une valeur seuil donnée, et pour attribuer à ladite plage horaire une activité d'absence longue lorsque ladite plage horaire est de durée supérieure à ladite valeur seuil donnée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de pilotage des équipements sont configurés pour calculer lesdites valeurs de commande des équipements aussi en fonction de données de contexte environnemental et/ou en fonction de données caractéristiques du bâtiment dans lequel se situe ledit local. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lesdits moyens de définition pour chaque usager d'un agenda comprennent soit une interface d'entrée de données de type homme-machine permettant à chaque usager de définir ses activités prévues et les plages horaires correspondantes soit un mécanisme de récupération automatique de données. Ledit mécanisme peut être réalisé sous forme d'un mécanisme de récupération des informations de planification par extraction dans l'agenda usuel de l'usager pour importation automatique dans le système de pilotage. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lesdits équipements comprennent des équipements d'éclairage, et/ou de renouvellement d'air, et/ou de chauffage/climatisation, et les instructions de commande comprennent respectivement des instructions d'éclairage, et/ou de renouvellement d'air, et/ou de température. L'invention concerne également un procédé de pilotage d'équipements consommateurs d'énergie ou de fluide utilisés dans un local, en fonction des activités des usagers dudit local, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : - définition, pour chaque usager, d'un premier ensemble de données, appelé agenda d'usager, qui comprend une ou plusieurs tâche(s) formée(s) chacune d'une activité, composée d'une ou plusieurs valeurs de consigne d'équipements, et d'une ou plusieurs plage(s) horaire(s), chaque plage horaire étant formée d'un horaire de début et d'un horaire de fin ; -détermination d'un deuxième ensemble de données, appelé planning local, en 30 procédant à l'union, sur les usagers du local, des tâches définies dans les agendas d'usager ; - détermination, pour chaque équipement, d'un troisième ensemble de données, appelé planning d'ambiance, comprenant les valeurs de consigne dudit équipement et les horaires associés, qui correspondent aux activités et aux plages horaires définies dans le planning local, - calcul des valeurs de commande en fonction des valeurs de consigne des 5 équipements définies dans le planning d'ambiance, et - transmission aux équipements desdites valeurs de commande en fonction des horaires correspondants des plannings d'ambiance. Préférentiellement, ledit procédé comprend aussi les étapes de : 10 - définition d'une activité par défaut associée au local, composée d'une ou plusieurs valeur(s) de consigne d'équipement(s) prédéfinie(s) ; et - lors de la détermination du planning local, en cas de recouvrement au moins partiel de deux plages horaires de deux activités dont l'une présente au moins une valeur de consigne d'un équipement différente de la valeur de consigne 15 dudit équipement associée à l'autre activité, attribution de ladite activité par défaut à ladite plage horaire de recouvrement desdites activités. Avantageusement, ledit procédé comprend aussi l'étape d'attribution automatique d'une activité prédéfinie à chaque plage horaire du planning local 20 qui est dépourvue d'activité associée à au moins un usager. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un local utilisé par trois usagers et qui 25 comprend trois équipements ; - la figure 2 est une vue schématique illustrant plusieurs agendas d'usager et le planning local correspondant obtenu par le système selon l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique illustrant le planning local de la figure 2 et les plannings d'ambiance correspondant obtenus par le système selon 30 l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique illustrant les plannings d'ambiance de la figure 3 et le jeu de valeur de commande des équipements correspondants obtenu par le système selon l'invention. Dans l'exemple illustré aux figures, on a représenté à la figure 1 un local Li utilisés par trois usagers Ul , U2, U3. Le local Li comporte trois équipements : 5 un équipement El de chauffage, un équipement E2 d'éclairage et un équipement E3 de ventilation. Le système de pilotage selon l'invention comprend des moyens de définition 2 permettant de définir pour chaque usager du local, un agenda d'usager AU1, 10 AU2, AU3. Un agenda est une suite de tâche, chaque tache comprenant : au moins une plage horaire comprenant un horaire de début et un horaire de fin, et une activité. Chaque activité est composée d'une ou plusieurs valeurs de consigne 15 d'équipements, et d'une ou plusieurs plage(s) horaire(s). Dans l'exemple illustré aux figures, une activité est définie par une consigne de température, une consigne de ventilation et une consigne de luminosité. 20 Ainsi, l'activité ACT1, qui peut correspondre par exemple à une activité de type « hall d'accueil », est définie par les valeurs de consigne suivantes : Température : 19°C Ventilation : 2 m3/h Luminosité : 600 Lux 25 L'activité ACT2, qui peut correspondre par exemple à une activité de type « sanitaires », est définie par les valeurs de consigne suivantes : Température : 20°C Ventilation : 5 m3/h 30 Luminosité : 300 Lux L'activité ACT3, qui peut correspondre par exemple à une activité de type « bureautique », est définie par les valeurs de consigne suivantes : Température : 21°C Ventilation : 3 m3/h Luminosité : 800 Lux Le système attribue aussi au local L1 du bâtiment une activité par défaut AD correspondant à un jeu de consignes d'équipement prédéfinies. L'affectation d'une activité par défaut à chaque local permet de gérer les conflits d'agenda entre plusieurs usagers du local comme détaillé ci-après. Dans l'exemple illustré aux figures, l'activité par défaut AD comprend les valeurs de consigne suivantes : Température : 20°C Ventilation : 5 m3/h Luminosité : 300 Lux Dans l'exemple illustré aux figures, l'activité A2 et l'activité par défaut AD présentent les mêmes valeurs de consigne, mais en variante ces valeurs peuvent être différentes. Chaque usager définit ou sélectionne ses activités et la ou les plages horaires correspondantes à l'aide desdits moyens de définition 2. Le système comprend des moyens de planification MP permettant de recopier les données des agendas des usagers AU1, AU2, AU3 dans l'agenda du local, appelé planning local PL, en effectuant l'union des tâches correspondant aux couples (activité, plage horaire). Cette union est réalisée sur les différents usagers et consiste à ramener les activités des usagers sur un même emploi du temps correspondant à celui du planning local PL en gérant les conflits de recouvrement horaire entre deux activités distinctes comme détaillé ci-après. Lorsque des plages horaires d'activités des usagers se superposent, le système attribue à la plage horaire de recouvrement l'activité par défaut AD du local. En l'absence de recouvrement, le système recopie les activités définies par les usagers sur les plages horaires correspondantes du planning local PL. Ainsi dans l'exemple illustré aux figures 2 à 4, les usagers U1 et U2 du local L1 ont choisi deux activités différentes ACT1 et ACT3 sur le recouvrement de plage horaire 10H - 11H. Les moyens de planification MP attribuent alors à cette plage de recouvrement, dans le planning local PL, l'activité par défaut AD. L'union des activités des usagers sur les autres plages horaires du planning local PL ne présente pas de problème de recouvrement de deux activités différentes sur une même plage horaire, de sorte que les moyens de planification MP affectent auxdites plages horaires du planning local PL les activités correspondantes comme illustré à la figure 2. Les moyens de planification MP du système affectent automatiquement aux plages horaires du planning local PL correspondant à un intervalle libre entre deux activités, des activités prédéfinies : l'activité d'absence courte Abs C ou l'activité d'absence longue Abs L. Les moyens de planification MP du système affectent l'activité d'absence courte Abs C si le temps qui sépare les deux activités est inférieur à une valeur de temps prédéfinie, égale par exemple à 1h. Sinon les moyens de planification MP du système affectent à l'intervalle libre l'activité d'absence longue Abs L. L'activité d'absence courte Abs C comprend les valeurs de consigne suivantes : température 18°C, éclairage 0 lux, ventilation 1 m3/h. L'activité d'absence longue Abs L comprend les valeurs de consigne suivantes: température 16°C, éclairage 0 lux, ventilation 1 m3/h. Comme illustré à la figure 2, le planning local PL est défini de la manière suivante par lesdits moyens de planification MP du système : - entre 8h et 9h, seul l'usager U3 est présent, l'activité Al qu'il a choisi est alors appliquée à cette plage horaire du planning local ; - entre 9h et 10h, les usagers U1 et U3 sont présents, mais ils ont choisi la même activité Al, c'est donc celle-ci qui est appliquée sur cette plage horaire 5 du planning local ; - entre 10h et 11h, les tâches des usagers U1 et U2 se superposent, ils ont choisi des activités différentes, c'est donc l'activité par défaut AD qui est appliquée à cette plage horaire du planning local ; - entre 11 et 13h, seul l'usager U2 est présent, l'activité A3 qu'il a choisi pour le 10 planning local est alors appliquée à cette plage horaire. - entre 13h et 14h, aucune tâche n'est définie par U1, U2 ou U3. L'absence de tâche étant inférieure à 1h, les moyens de planification MP affectent l'activité d'absence courte Abs C à cette plage horaire du planning local ; - entre 14 et 15h, seul l'usager U3 est présent, l'activité A3 qu'il a choisi est 15 alors appliquée à cette plage horaire du planning local ; - entre 15h et 16h, aucune tâche n'est définie par U1, U2 ou U3. L'absence de tâche étant inférieure à 1h, les moyens de planification affectent l'activité d'absence courte Abs C à cette plage horaire du planning local ; - entre 16h et 18h, seul l'usager U1 est présent, l'activité A2 qu'il a choisie pour 20 le planning local PL est alors appliquée à cette plage horaire ; - entre 18h et ..., l'absence d'activité est supérieure à 1h, les moyens de planification affectent donc l'activité d'absence longue Abs L au planning local pour cette plage horaire. 25 Les moyens de planification MP déterminent pour chaque équipement El, E2, E3 le planning d'ambiance PA1, PA2, PA3 correspondant au planning local PL précédemment déterminé. Le planning d'ambiance PA1, PA2, PA3 de chaque équipement comprend les valeurs de consigne de cet équipement qui correspondent aux activités définies dans le planning local PL, et les horaires 30 qui correspondent aux plages horaires desdites activités. Dans l'exemple illustré aux figures, chaque planning d'ambiance est une suite de couples [heure, valeur de consigne], tandis que le planning local est une suite de triplets [heure de début, heure de fin, activité]. Pour rappel une activité regroupe des valeurs de consigne de différents équipements. Les plannings d'ambiance des équipements comprennent ainsi, pour chaque équipement, les valeurs de consigne correspondant aux activités déterminées dans le planning local en fonction des plages horaires associées à ces activités. Ces valeurs de consigne sont les valeurs que l'usager correspondant souhaite obtenir, mais ne correspondent pas nécessairement aux valeurs de commande transmises aux équipements. Comme illustré à la figure 4, pour commander les équipements, le système comprend des moyens de pilotage UP, encore appelés module hypercontrôle, qui sont configurés pour calculer les valeurs de commande CMD transmises aux équipements en fonction des valeurs de consigne d'activité et avec des horaires correspondants aux horaires de début des plages horaires correspondantes. L'horaire de début de transmission d'une nouvelle valeur signifie l'horaire de fin de la précédente valeur. Ces valeurs de commande sont calculées en fonction des données des plannings d'ambiance PA des équipements. En outre, le module d'hypercontrôle UP peut affiner le calcul desdites valeurs de commande CMD à l'aide de caractéristiques CB du bâtiment (inertie thermiques de locaux, températures intérieures...) et/ou à l'aide de données CE météorologiques (température extérieure, ensoleillement...). Ledit système est de préférence un système de type électronique et/ou informatique, comprenant par exemple un microcontrôleur ou un microprocesseur associé à une mémoire. Ainsi, lorsqu'il est précisé que le système ou des moyens du système sont configurés pour réaliser une opération donnée, cela signifie que le système comprend des instructions informatiques et les moyens d'exécution correspondants qui permettent de réaliser ladite opération. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante 5 conforme à son esprit. REVENDICATIONS1. Système de pilotage d'équipements (El, E2, E3) consommateurs d'énergie ou de fluide utilisés dans un local (L1), en fonction des activités (Ai, A2, A3, 5 A4) des usagers (U1, U2, U3) dudit local (L1), caractérisé en ce que ledit système de pilotage comprend : - des moyens de définition (2), pour chaque usager (U1, U2, U3), d'un premier ensemble de données, appelé agenda d'usager (AU1, AU2, AU3), qui comprend une ou plusieurs tâche(s) formée(s) chacune d'une activité (Ai, 10 A2, A3, A4), composée d'une ou plusieurs valeurs de consigne d'équipements (CS) et d'une ou plusieurs plage(s) horaire(s), chaque plage horaire étant formée d'un horaire de début et d'un horaire de fin ; -des moyens de planification (MP) configurés pour déterminer un deuxième ensemble de données, appelé planning local (PL), en procédant à l'union, 15 sur les usagers (U1, U2, U3) du local, des tâches définies dans les agendas d'usager (AU1, AU2, AU3), lesdits moyens de planification (MP) étant aussi configurés pour déterminer, pour chaque équipement (El, E2, E3), un troisième ensemble de données, appelé planning d'ambiance (PA1, PA2, PA3), comprenant les 20 valeurs de consigne dudit équipement et les horaires associées, qui correspondent aux activités et aux plages horaires définies dans le planning local (PL), -des moyens de pilotage (UP) configurés pour calculer des valeurs de commande (CMD) en fonction des valeurs de consigne des équipements 25 définies dans les plannings d'ambiance (PA1, PA2, PA3), lesdits moyens de pilotage (UP) étant aussi configurés pour piloter lesdits équipements (El, E2, E3) en leur transmettant lesdites valeurs de commande (CMD) en fonction des horaires correspondants des plannings d'ambiance (PA1, PA2, PA3). 30 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système comprend des moyens de définition d'une activité par défaut (AD) associée aulocal (Li), composée d'une ou plusieurs valeur(s) de consigne d'équipement(s) prédéfinie(s) ; et en ce que lesdits moyens de planification (MP) sont configurés pour, lors de la détermination du planning local (PL), en cas de recouvrement au moins partiel de deux plages horaires de deux activités (Ai, A2) dont l'une présente au moins une valeur de consigne d'un équipement différente de la valeur de consigne dudit équipement associée à l'autre activité, attribuer ladite activité par défaut (AD) à ladite plage horaire de recouvrement desdites activités (Ai, A2). 3. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système comprend des moyens d'attribution automatique permettant d'attribuer une activité prédéfinie à chaque plage horaire du planning local (PL) qui est dépourvue d'activité associée à au moins un usager. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit système de pilotage comprenant des moyens de définition d'une activité d'absence courte (Abs C) et d'une activité d'absence longue (Abs L) différente de l'activité d'absence courte, et lesdits moyens d'attribution automatique sont configurés pour attribuer à une plage horaire du planning local (PL), dépourvue d'activité associée à au moins un usager, une activité d'absence courte (Abs C) lorsque ladite plage horaire est de durée inférieure ou égale à une valeur seuil donnée, et pour attribuer à ladite plage horaire une activité d'absence longue (Abs L) lorsque ladite plage horaire est de durée supérieure à ladite valeur seuil donnée. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pilotage (UP) des équipements sont configurés pour calculer lesdites valeurs de commande (CMD) des équipements aussi en fonction de données de contexte environnemental (CE) et/ou en fonction de données caractéristiques du bâtiment (CB) dans lequel se situe ledit local (Li). 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de définition (2) pour chaque usager (U1, U2, U3) d'un agenda (AU1, AU2, AU3) comprennent soit une interface d'entrée de données de type homme-machine permettant à chaque usager de définir ses activités prévues et les plages horaires correspondantes soit un mécanisme de récupération automatique de données. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits équipements (El, E2, E3) comprennent des équipements d'éclairage, et/ou de renouvellement d'air, et/ou de chauffage/climatisation, et en ce que les instructions de commande comprennent respectivement des instructions d'éclairage, et/ou de renouvellement d'air, et/ou de température. 8. Procédé de pilotage d'équipements (El, E2, E3) consommateurs d'énergie 15 ou de fluide utilisés dans un local (L1), en fonction des activités (Ai, A2, A3, A4) des usagers (U1, U2, U3) dudit local (L1), caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : - définition (2), pour chaque usager (U1, U2, U3), d'un premier ensemble de données, appelé agenda d'usager (AU1, AU2, AU3), qui comprend une ou 20 plusieurs tâche(s) formée(s) chacune d'une activité (Ai, A2, A3, A4), composée d'une ou plusieurs valeurs de consigne d'équipements, et d'une ou plusieurs plage(s) horaire(s), chaque plage horaire étant formée d'un horaire de début et d'un horaire de fin ; -détermination d'un deuxième ensemble de données, appelé planning local 25 (PL), en procédant à l'union, sur les usagers du local, des tâches définies dans les agendas d'usager (AU1, AU2, AU3); - détermination, pour chaque équipement (El, E2, E3), d'un troisième ensemble de données, appelé planning d'ambiance (PA1, PA2, PA3), comprenant les valeurs de consigne dudit équipement et les horaires associés, 30 qui correspondent aux activités et aux plages horaires définies dans le planning local (PL), - calcul des valeurs de commande (CMD) en fonction des valeurs de consignedes équipements définies dans le planning d'ambiance (PA1, PA2, PA3), et - transmission aux équipements (El, E2, E3) desdites valeurs de commande (CMD) en fonction des horaires correspondants des plannings d'ambiance (PA1, PA2, PA3). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend aussi les étapes de : - définition d'une activité par défaut (AD) associée au local (L1), composée d'une ou plusieurs valeur(s) de consigne d'équipement(s) prédéfinie(s) ; et - lors de la détermination du planning local (PL), en cas de recouvrement au moins partiel de deux plages horaires de deux activités (Ai, A2) dont l'une présente au moins une valeur de consigne d'un équipement différente de la valeur de consigne dudit équipement associée à l'autre activité, attribution de ladite activité par défaut (AD) à ladite plage horaire de recouvrement desdites activités (Ai, A2). 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend aussi l'étape d'attribution automatique d'une activité prédéfinie à chaque plage horaire du planning local (PL) qui est dépourvue d'activité 20 associée à au moins un usager.