Sécurité dans les bâtiments intelligents

Dans ce nouveau bâtiment, efficacité énergétique, sécurité et confort s’imbriquent parfaitement, à l’image des rouages d’une machine de haute précision. Cette solution repose sur la société Gatec AG de Dietikon, spécialiste de l’automatisation des bâtiments avec des systèmes ouverts. Sous la responsabilité de Thomas Nebl, membre de la direction, un bâtiment intelligent a vu le jour, qui n’est pas seulement convaincant sur le papier, mais prouve au quotidien comment technologie innovante et responsabilité entrepreneuriale peuvent être combinées.

Selon lui, trois mots clés décrivent le mieux ce nouveau bâtiment : normes ouvertes, jumeaux numériques et BACnet Secure Connect. Ils représentent une philosophie qui se distingue clairement des solutions propriétaires, une architecture qui ne stocke pas les données mais les rend utilisables et une sécurité qui va bien au-delà des contrôles classiques de sécurité incendie ou d’accès.

"Nous voulions un bâtiment qui offre plus que les technologies standard." François Seguin, directeur général d’Infotech AG

La modularité comme principe pour l’avenir

Alors que de nombreux fournisseurs dans le domaine de l’automatisation des bâtiments continuent de miser sur des systèmes fermés qui ne fonctionnent que dans leur propre univers, Gatec AG adopte une approche différente. "Seules les solutions basées sur des normes ouvertes sont pérennes. Les systèmes propriétaires n’apportent des avantages qu’à court terme. Ils peuvent sembler efficaces au début, mais à long terme, ils lient inutilement l’opérateur à un fabricant", souligne Thomas Nebl.

Cette attitude a des conséquences immédiates sur la planification et l’exploitation. Au lieu d’un monolithe imbriqué, Gatec AG s’appuie sur une modularisation finement structurée. Chaque unité fonctionnelle, qu’il s’agisse d’un circuit de chauffage, d’un réchauffeur d’air ou d’un contrôleur de sonde de terre, peut être adressée séparément et intégrée à l’architecture globale comme un élément de construction. Cela signifie que si un module doit être modernisé ou remplacé, le reste du système reste inchangé. "Pour nous, un système de chauffage n’est pas simplement une unité unique, mais plutôt une interaction d’unités que nous pouvons démonter et remonter à tout moment", explique Thomas Nebl.

Les avantages pour les exploitants de tels bâtiments sont évidents : extensibilité et interchangeabilité. Si dans quelques années, Infotech AG devait décider de mettre un étage supplémentaire sur le bâtiment, la logique de contrôle existante serait simplement copiée et intégrée dans la structure existante sans reprogrammation coûteuse ni problèmes d’interface. De même, les échanges extérieurs ou les nouvelles technologies peuvent être intégrés dès leur disponibilité.

Pour François Seguin, cette approche est synonyme de véritable sécurité pour l’avenir : "Nous ne voulions pas d’un système qui serait obsolète dans cinq ans. Il était important pour nous de rester flexibles et de pouvoir intégrer les nouveautés à tout moment". Dans la pratique, cette ouverture crée un bâtiment qui ne répond pas seulement aux exigences actuelles, mais qui peut évoluer comme un organisme vivant. La philosophie de l’ouverture devient ainsi la base d’une structure qui n’est jamais vraiment achevée, mais qui peut toujours être repensée et complétée.

Flux d’énergie visibles et contrôlables

Ce qui rend le nouveau bâtiment spécial, ce n’est pas seulement la technologie utilisée, mais la manière dont elle interagit. Son coeur est constitué de 28 sondes géothermiques, utilisées pour le chauffage en hiver et pour le refroidissement gratuit en été. Un contrôle précis de la régénération du champ de la sonde au sol est crucial, car le système ne peut fonctionner efficacement que si l’équilibre est correct. Une autre particularité est la façade en verre, qui réagit au rayonnement solaire et adapte dynamiquement sa perméabilité. Cela permet de garder les pièces lumineuses et d’empêcher la chaleur d’entrer. Comme la ventilation fonctionnant également avec une régulation CO2 et adapte exactement l’alimentation en air, l’interaction avec des capteurs de température et d’humidité crée un climat qui économise de l’énergie tout en favorisant la concentration des employés. "Une mauvaise qualité de l’air coûte cher en productivité", explique François Seguin, décrivant l’idée derrière cette approche, et ajoute : "C’est pourquoi il était important pour nous de pouvoir contrôler activement non seulement les circuits de chauffage et de refroidissement, mais aussi la qualité de l’air". Ceci est rendu possible par un système sophistiqué de cascade d’air d’alimentation/ d’évacuation qui détecte et compense immédiatement les écarts.

Dans le nouveau bâtiment, 1250 équipements matériels et 2500 points de données virtuels fournissent en continu des informations qui sont non seulement utilisées pour les opérations quotidiennes, mais également archivées et analysées. Le bâtiment devient ainsi un organisme apprenant qui collecte des données, en tire des conclusions et réagit. Les erreurs qui nécessitaient auparavant de longues recherches sont désormais immédiatement visibles : "Le bâtiment nous indique ce dont il a besoin et nous pouvons réagir avant même que les problèmes ne surviennent", explique Thomas Nebl.

Gestion du cycle de vie et IA

Un bâtiment comme celui d’Infotech AG n’est pas statique, mais évolue comme un système vivant qui apprend à chaque heure de fonctionnement. La gestion du cycle de vie est un outil central à cet effet. Au lieu d’attendre un an comme auparavant pour acquérir suffisamment d’expérience opérationnelle, Gatec AG mise sur une combinaison de jumeaux numériques et d’intelligence artificielle. Dès les premières semaines après la mise en service, des algorithmes analysent l’interaction entre le chauffage, le refroidissement, la ventilation et l’ombrage. Les écarts ne sont donc pas visibles uniquement lorsque le confort est en souffrance, mais immédiatement lorsque les valeurs s’écartent des paramètres de fonctionnement optimaux.

On optimise ici avec une multitude de données, qui vont des prévisions météorologiques à l’occupation réelle de l’espace en passant par les valeurs de consommation historiques. L’analyse des tendances permet d’identifier des modèles qui sont souvent cachés aux observateurs humains. Un exemple : si un régulateur de température de l’air soufflé fluctue régulièrement de quelques degrés, cela est à peine perceptible pour l’individu. Pour l’IA, cependant, c’est un signal clair que la stratégie de contrôle doit être adaptée.

Les avantages sont particulièrement impressionnants dans le domaine de la maintenance prédictive. Au lieu de courir après les erreurs, le système indique très tôt où les problèmes se développent : "Ce clapet coupe-feu ne s’ouvre pas correctement" ou "Ce circuit de chauffage fonctionne en dehors de la plage cible". Cela permet de gagner du temps, de réduire les interventions de service inutiles et de réduire les coûts.

Pour François Seguin, cette approche est bien plus qu’un simple gadget technique : "Nous économisons non seulement de l’énergie, mais nous réduisons aussi les coûts de maintenance. Au final, cela améliore directement notre retour sur investissement". Les analyses de Gatec AG montrent qu’avec un bâtiment intelligent, les coûts d’exploitation peuvent être réduits jusqu’à 30%.

Mise en réseau sécurisée avec BACnet Secure Connect

Plus les bâtiments sont mis en réseau, plus ils s’ouvrent vers l’extérieur. Ce qui était autrefois un monde autonome composé de circuits de chauffage, de systèmes de ventilation et d’éclairage est aujourd’hui un système complexe à commande numérique avec des interfaces pour les services cloud, la gestion de l’énergie et la maintenance à distance. Cela crée non seulement des opportunités, mais aussi des risques. "De mon point de vue, plus de la moitié des bâtiments en Suisse ne sont pas sûrs", explique Thomas Nebl, avant d’avertir : "Ils sont aussi facilement attaquables numériquement qu’un WLAN mal protégé."

La différence entre la sécurité physique et numérique est cruciale. Alors que les portes coupe-feu, les systèmes d’arrosage ou les systèmes d’alarme sont testés de manière standardisée, il subsiste souvent d’importantes lacunes en matière de sécurité numérique. Gatec AG s’attaque à ce problème avec l’intégration ou la préparation de la migration vers BACnet Secure Connect. Ce protocole étend la norme BACnet établie avec des mécanismes de sécurité tels que l’authentification et le cryptage. Ainsi, seuls les participants certifiés peuvent communiquer avec le bâtiment, tandis que l’échange des certificats numériques se fait directement via une interface Web. Pour Infotech AG, c’est un avantage stratégique. "Nos clients travaillent en partie dans des secteurs critiques pour la sécurité", explique François Seguin, qui ajoute : "Nous devons garantir que notre infrastructure répond aux mêmes normes que leurs systèmes de production".

"Seules les solutions basées sur des normes ouvertes sont viables à long terme." Thomas Nebl, membre de la direction, Gatec AG

Gestion des installations en transition

Aussi impressionnante que soit la technologie utilisée dans le nouveau bâtiment d’Infotech AG, c’est l’homme qui décide à quel point elle est bien utilisée. Cela est particulièrement évident pour les gestionnaires d’installations qui travaillent quotidiennement avec l’automatisation des bâtiments. Leur rôle a fondamentalement changé ces dernières années : de détecteur de pannes à interprète de données. Alors qu’auparavant, la détection d’un clapet coupe-feu défectueux ou le réajustement d’un système de ventilation prenaient souvent plusieurs heures, voire plusieurs jours, le système montre aujourd’hui en temps réel où des écarts se produisent.

C’est un grand soulagement pour le responsable des installations. Il n’a plus besoin de courir après des défauts individuels, mais reçoit des recommandations d’action claires : "Ici, le flux d’air ne fonctionne pas" ou "cet appareil de chauffage fonctionne en dehors de la norme". Cela rend le travail plus efficace, mais aussi plus exigeant. Car il ne s’agit plus seulement de resserrer des vis ou de changer des filtres, mais d’interpréter correctement des milliers de points de données.

Gatec AG soutient ce changement avec des formations ciblées. "La meilleure technologie est inutile si les utilisateurs ne la comprennent pas", affirme Thomas Nebl. C’est pourquoi les responsables d’installations sont formés aux systèmes, apprennent leur fonctionnement et savent comment intervenir sans perturber l’ensemble du système.

Cette interaction entre l’homme et la machine est plus qu’une nécessité technique, c’est un nouveau domaine de compétence. C’est pourquoi Thomas Nebl parle délibérément de collaboration cognitive : les humains et les systèmes se complètent mutuellement. Alors que le bâtiment collecte et analyse de grandes quantités de données, les gestionnaires d’installations décident quelles mesures sont judicieuses. François Seguin y voit également une dimension culturelle : "Nos collaborateurs ne doivent pas avoir le sentiment d’être contrôlés par la technologie, mais de pouvoir l’utiliser activement. C’est la seule façon de créer la confiance nécessaire pour pouvoir exploiter pleinement le potentiel du nouveau bâtiment".

Les bâtiments en tant que partie intégrante de l’écosystème

Pour Infotech AG, ce nouveau bâtiment n’est pas seulement un siège social fonctionnel, mais aussi une affirmation claire de sa vision de l’avenir. "Nos principaux clients attendent de nous chaque année une amélioration de notre empreinte CO2", déclare François Seguin, qui poursuit : "Si nous ne pouvons pas avancer dans notre bilan énergétique, nous risquons d’être déclassés en tant que fournisseur". Dans ce contexte, le bâtiment est plus qu’un investissement dans le confort : il est un élément central de la stratégie d’entreprise.

La mise en oeuvre technique montre à quel point cette exigence est suivie de manière cohérente. 28 sondes géothermiques fournissent non seulement de l’énergie de chauffage, mais permettent également un refroidissement gratuit en été. Sur le toit, une installation photovoltaïque de 550 kWp produit une grande partie de l’électricité nécessaire à cet effet. Dans le même temps, la chaleur résiduelle des compresseurs est récupérée dans les installations de production et injectée dans le chauffage. Même l’air extrait de l’enveloppe du bâtiment est utilisé via des échangeurs de chaleur afin de minimiser les pertes d’énergie.

L’interaction des systèmes est particulièrement passionnante : grâce à un contrôle intelligent, l’installation peut décider de manière flexible si l’énergie doit circuler dans le refroidissement, le chauffage ou le stockage. "Aujourd’hui, nous disposons d’une infrastructure qui non seulement consomme de l’énergie, mais qui raisonne en termes de cycles", explique François Seguin. L’entreprise se rapproche ainsi progressivement de l’objectif d’une neutralité carbone étendue.

Du projet pilote à la norme

Ce nouveau bâtiment marque un changement de paradigme dans l’automatisation des bâtiments : on passe de systèmes rigides et fermés à des architectures ouvertes, apprenantes et, surtout, sûres. L’alliance de l’ouverture, de l’efficacité, de la sécurité et de la durabilité envoie un signal fort à l’ensemble du secteur. À l’heure où les prix de l’énergie fluctuent, où les exigences réglementaires se durcissent et où les cybermenaces augmentent, ce projet propose un modèle de conception de bâtiments à la fois intelligents et résilients. Pour François Seguin, il est clair que "ce bâtiment est le point de départ, pas l’objectif. Nous voulons démontrer qu’il est possible de concilier automatisation intelligente et neutralité carbone".

Le projet est également un tremplin vers l’avenir pour Gatec AG. Thomas Nebl est convaincu que BACnet Secure Connect deviendra la norme dans les années à venir : "Nous n’en sommes qu’au début. Mais nous montrons ici que la technologie fonctionne et apporte une réelle valeur ajoutée à l’utilisateur".

C’est pourquoi Gatec utilise les composants WAGO

Derrière chaque bâtiment intelligent se cache une base technique qui doit fonctionner de manière robuste, flexible et fiable. Chez Infotech AG à Grenchen, cette colonne vertébrale est clairement reconnaissable : les solutions de Wago. Cette décision n’était pas un choix spontané, mais le fruit de nombreuses années d’expérience. "Nous installons les solutions Wago depuis de nombreuses années et savons que leurs modules d’E/S répondent à nos exigences", explique Thomas Nebl. Les avantages pour le membre de la direction de Gatec AG résident dans les détails. Les modules Wago sont non seulement compacts et permettent une très haute densité d’intégration dans l’armoire de commande, mais ils sont également robustes et fonctionnent de manière fiable même dans des conditions industrielles. Mais ce qui convainc le plus Thomas Nebl, c’est son ouverture. Ils prennent en charge différents protocoles de communication et permettent la transmission des données jusqu’au niveau du terrain et vers les systèmes de gestion et le cloud. Cela les rend parfaitement adaptés à une architecture qui place l’ouverture et la connectivité au coeur de son dispositif.

Pour Thomas Nebl, cependant, ce n’est pas seulement le matériel qui est crucial. La collaboration avec leurs développeurs est tout aussi importante. "Avoir un accès direct à des ingénieurs capables de répondre à nos questions, ça n’a pas de prix", dit-il. Cette proximité permet de trouver rapidement des solutions même dans le cas d’intégrations complexes et, en cas de doute, d’emprunter de nouvelles voies avec Wago. Le fait que Gatec AG, en tant que Solution Provider, soit étroitement intégrée dans le monde Wago, crée une confiance supplémentaire. L’entreprise dispose d’un savoir-faire spécifique pour utiliser la technologie de manière optimale et d’un accès direct à des experts lorsqu’il s’agit de détails. Pour François Seguin en tant que maître d’ouvrage, cela signifie qu’il peut compter sur une plateforme qui répond déjà aux exigences de demain.