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Les bâtiments intelligents à notre service

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Dans un avenir rapproché, nous vivrons et travaillerons dans des bâtiments autonomes qui pourront prévoir, détecter et répondre aux besoins en énergie des occupants, en plus de gérer cette énergie qui fera partie intégrante du réseau électrique, explique Meli Stylianou, du centre de recherche CanmetÉnergie de Ressources naturelles Canada. Le bâtiment devient ainsi une extension du réseau électrique.

Lors de la conférence Nouvelles technologies et marché québécois de l’électricité donnée au Rendez-vous sur l’électrification 4.0 en octobre dernier, M. Stylianou a expliqué le contexte actuel de la numérisation de l’énergie et de l’intelligence artificielle. La numérisation des réseaux électriques est de fait un chantier lié de près au concept de bâtiments intelligents résidentiels ou industriels.

La construction des bâtiments dans les années 60 et 70 ne prévoyait pas l’intégration des TIC (technologies de l’information et des communications), aujourd’hui utilisées pour optimiser les performances énergétiques, surveiller les systèmes électromécaniques et surtout assurer la sécurité et le confort des occupants et des travailleurs.

Les anciens bâtiments comportent peu de capteurs ou de dispositifs de contrôles de la température, de l’humidité, de l’éclairage et de la ventilation. Le plus souvent, ce sont des dispositifs pneumatiques, considérés comme révolus. Dans ces édifices, les consommateurs d’électricité sont dits passifs et un opérateur est nécessaire dès qu’on dépasse une certaine taille.

Aujourd’hui, des capteurs en tous genres sont omniprésents dans l’environnement et les contrôles sont de plus en plus intelligents. Ces capteurs permettent d’identifier et de diagnostiquer des anomalies sur les panneaux de contrôle installés dans la majorité des nouveaux grands bâtiments et résidences. Avec l’avènement de ce contexte numérique, le consommateur devient actif : un consom’acteur. Toutefois, la présence d’un opérateur demeure nécessaire dès que la structure atteint une certaine taille.

Un bâtiment à notre service

L’expert en bâtiment intelligent, M. Stylianou, explique les deux axes d’évolution : identifier la meilleure façon d’opérer pour fournir un environnement sain et sécuritaire pour l’occupant et identifier la meilleure façon de consommer et produire de l’électricité.

On cherche à optimiser l’opération de systèmes électromécaniques, par exemple en modulant la température de l’eau de refroidissement selon les conditions météo, en identifiant les anomalies ou bris d’opération et en avisant l’opérateur.

Dans un bâtiment en chantier, le concepteur peut déjà prévoir l’intégration des systèmes de contrôle. Pour ceux déjà existants, des systèmes de supervision en intelligence artificielle sont disponibles sur le marché. Ces systèmes agissent en utilisant les données du système de contrôle provenant des capteurs.

Mathieu Gillet, responsable du développement et du programme quartiers et municipalités durables pour Écohabitation, rappelle que la recherche et le développement sont également avancés dans le domaine des convertisseurs de compteurs électriques et à basse tension, en mettant l’accent sur les TIC et la commutation haute fréquence.

De même, on développe des onduleurs intelligents de nouvelle génération qui permettront l’adoption massive des ressources d’énergie distribuées (RED) résidentielles, tout en fournissant des services d’optimisation du réseau aux services publics.

Des conditions à prévoir

Pendant sa conférence au Rendez-vous sur l’électrification 4.0, Mathieu Gillet a tenté de répondre à ces questions importantes : est-ce qu’un bâtiment intelligent définit un bâtiment vert, un bâtiment durable? Sommes-nous vraiment dans la bonne direction?

Il a d’abord rappelé les avantages de la numérisation et de l’intelligence numérique (contrôles pour une meilleure efficacité énergétique, confort et sécurité, entre autres), mais mentionne aussi qu’un bâtiment ne sera intelligent qu’à certaines conditions, soit s’il :

  • répond à un besoin collectif;
  • est localisé intelligemment, contribuant à créer des écocitoyens sur un territoire intelligent;
  • permet de consommer beaucoup moins d’énergie;
  • est conçu en pensant à ce qu’il sera une fois sa fin de vie dépassée;
  • respecte les capacités portantes des écosystèmes.

Autrement, prévient M. Gillet, on ne fait qu’un traitement palliatif – on soigne sans guérir.

Lire aussi nos articles Défis et promesses de la numérisation et des nouvelles technologies et L’industrie 4.0 nous bousculera-t-elle pour le mieux?

L’industrie 4.0 nous bousculera-t-elle pour le mieux?

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Les industries manufacturières et les usines de fabrication se trouvent au tournant de la quatrième révolution industrielle. Le défi : prévoir de quelles façons ce virage majeur affectera les habitudes de travail du personnel de maintenance et des autres professionnels de l’électricité.

À ceux qui se demandent quel sera l’impact de l’avènement des robots sur la main-d’œuvre, il suffit de savoir que 200 robots pourraient non seulement remplacer de 600 à 1000 travailleurs, mais aussi multiplier leur productivité. Ces robots ne peuvent toutefois pas tout faire.

Avant de les voir remplacer les humains, nous verrons certains types d’emplois disparaitre. Par exemple, des postes manuels aux tâches répétitives. D’autres se transformeront ou seront créés, notamment des postes qui demandent des compétences techniques de pointe.

Déjà, les nouvelles technologies répondent à la pénurie de main-d’œuvre et pallient les aspects du travail qui sont physiquement plus exigeants. Et on approche du jour où les systèmes intelligents – tout comme les robots dans plusieurs films de science-fiction – fonctionneront de façon autonome et apprendront par eux-mêmes en analysant l’information gérée et accumulée. Ce qu’on appelle l’apprentissage profond (deep learning).

En fait, les robots deviennent « collaboratifs », observe-t-on dans un reportage du magazine Prévention au travail. On les appelle cobots; ils apportent une aide aux employés dans la réalisation de tâches difficiles ou répétitives.

À l’ère d’une 4e révolution industrielle

On entend souvent de nouveaux termes technologiques, tels que Industrie 4.0, robots, intelligence artificielle, mégadonnées, infonuagique sans nécessairement les comprendre, indique l’article Comment la révolution 4.0 changera-t-elle nos habitudes de travail ?

L’organisation du travail a connu des bouleversements majeurs depuis l’avènement de la mécanisation au 18e siècle, l’électrification au 19e siècle, la robotisation dans les 40 dernières années et l’automatisation plus récemment. On parle maintenant d’une révolution numérique, de cybersystèmes, de connectivité et de l’apparition de machines autonomes.

Dans de nombreux pays, incluant le Québec, cette transformation 4.0 s’est entamée, mais n’en est qu’à ses balbutiements. Ses aspects les plus visibles sont évidemment nos téléphones intelligents connectés aux ordinateurs de nos véhicules. Les gadgets de la domotique sont aussi en voie d’éclosion dans nos maisons.

Impact sur la gestion et la productivité

Plusieurs aspects du quotidien des entreprises seront profondément transformés avec l’industrie 4.0, tant au niveau de la gestion, de la productivité, de la durée de vie des équipements – en minimisant les temps d’arrêt sur la ligne de production –, que dans la façon d’accomplir le travail.

Ce nouveau concept annonce le règne de la technologie et de la connectivité, explique le magazine Prévention au travail. « Les objets sont munis de capteurs pour recevoir de l’information, la traiter et l’interpréter. L’usine intelligente se caractérise par la connectivité et l’autonomisation de ses composantes. Plus les machines enregistrent de données (input), plus leurs algorithmes en traitent et plus elles sont en mesure de générer une information précise et fiable (output). »

L’humain c. la machine

Les craintes persistent à propos du travail désincarné, soit un rôle diminué pour l’humain, qu’impliquent l’industrie 4.0, les robots et l’intelligence artificielle. Ces préoccupations sont discutées depuis fort longtemps et pourtant peu d’information filtre sur les impacts de cette «modernisation» sur le travail et la société. Il est assez aisé de les concevoir quand on sait que la cadence de travail de la machine et son efficacité dépassent ceux de l’humain. Mais qu’en est-il de leur faculté à réfléchir et à réagir comme seul un travailleur doté d’intelligence sait le faire?

La productivité « augmentée » est un aspect essentiel à la rentabilité des entreprises, mais encore faut-il qu’un humain puisse diriger le travail du robot alors que le « deep learning » est en phase d’expérimentation. Cet apprentissage profond implique que le robot est capable d’apprendre par lui-même et non de simplement exécuter les tâches qui lui sont assignées.

Yoshua Bengio, chercheur et spécialiste en intelligence artificielle qui a fondé l’Institut québécois d’intelligence artificielle (Mila), en parlait en juin dernier dans La Presse. « Pour le moment, même le plus intelligent des ordinateurs, même celui qui a battu l’humain au jeu de go, a à peine la même intelligence qu’une grenouille ou un chat à qui l’on aurait passé sa vie à apprendre une seule chose. Ce que la recherche permet, actuellement, c’est d’amener l’ordinateur à construire sa propre intuition, basée sur l’expérience. »

Tirer avantage de la robotisation

Le travail de l’humain est appelé à se transformer, bien avant de disparaitre, comme l’entrevoient avec pessimisme les futurologues et autres experts de la gestion de la main-d’œuvre et de la production.

Rappelons-le, la première utilité d’un environnement intelligent consiste à recueillir des données, les stocker et les analyser.

Toutefois, l’expertise du travailleur demeure une valeur réelle et l’information récoltée par les systèmes intelligents pourra aussi être exploitée pour optimiser les compétences humaines et en faciliter le transfert.

Le magazine Prévention au travail offre un exemple concret d’exploitation de l’environnement intelligent au service du travail humain, en parlant de la technologie des textiles intelligents.

Une étude de l’Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (IRSST) conclut que ces matériaux souples intelligents caractéristiques de l’industrie 4.0 offrent un potentiel très pertinent en matière de santé et de sécurité au travail.

Les chercheurs de l’Université Laval ont mis au point en 2014 des textiles capables de capter des informations et de les transmettre par ondes Wifi ou cellulaires. En intégrant des capteurs pour faire ce « vêtement intelligent », on peut localiser une personne, calculer son rythme cardiaque ou son degré de sudation. Des éléments chauffants et refroidissants pourront être intégrés au tissu, tout comme des capteurs d’énergie ou autres, en réponse à l’information enregistrée. On entrevoit une foule d’applications tant pour les personnes malades que pour des travailleurs, tels les pompiers et les policiers.

Dans la même veine, les experts s’intéressent aux exosquelettes, une technologie en forte croissance.

L’exosquelette désigne un équipement revêtu par une personne pour rehausser ses capacités motrices et sa force. Un peu comme les hommes et femmes « bioniques » dépeints à la télévision et dans les films.

Encore une fois, la réalité et la fiction s’entrecroisent, pour nous faciliter la vie et alléger notre travail.

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