Entraîneur interactif en énergie pour les occupants des bâtiments résidentiels

par Amine Awada

Projet de thèse en Informatique

Sous la direction de Patrick Reignier et de Stéphane Ploix.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Mathématiques, Sciences et technologies de l'information, Informatique , en partenariat avec Laboratoire d'Informatique de Grenoble (laboratoire) depuis le 10-04-2017 .


  • Résumé

    Dans le domaine de l'efficacité énergétique des bâtiments, de nombreuses recherches se concentrent sur l'automatisation pour améliorer les performances opérationnelles du bâtiment et comment l'améliorer. Cependant, l'autonomisation des occupants en les intégrant dans la boucle, en les aidant à atteindre leurs propres objectifs et en les aidant à comprendre l'impact de leurs actions est la question de recherche globale qui doit être étudiée dans ce doctorat. Les travaux de recherche en cours développés dans le cadre du projet INVOLVED visent à mettre en œuvre de nouveaux services aux occupants, comme MIRROR, WHAT-IF et SUGGEST, dans un bâtiment d'énergie positif construit à Strasbourg par Elithis, partenaire du projet. Le service MIRROR vise à résumer de nombreuses mesures en indicateurs significatifs axés sur l'utilisation des occupants. Des représentations conviviales des indicateurs sont également étudiées. Des algorithmes d'apprentissage interactif sont en cours de développement Pour éviter l'utilisation de caméras vidéo pour déterminer l'occupation et les activités des gens grâce à des interactions avec les occupants. Il peut ensuite être utilisé dans les indicateurs. Le service WHAT-IF permet d'analyser l'impact de la modification de certains contrôles, comme le changement de la configuration d'un système HVAC, le changement de la position des portes, des fenêtres ou des volets. Il peut être fait dans le passé comme une relecture basée sur des données mesurées, ou à l'avenir en utilisant les données prédites pour obtenir des suggestions du système de gestion de l'énergie. Les recherches en cours portent sur la génération d'explications sur les différences entre les stratégies énergétiques des occupants. Le service SUGGEST est fermé au WHAT-IF sauf que, au lieu de laisser les occupants tester des actions potentielles, les meilleures actions selon certaines préférences sont suggérées. Néanmoins, les préférences ne sont pas faciles à mettre en place et parmi la portée du doctorat. Selon le sociologue, l'utilisation de l'efficacité énergétique est un processus de changement, qui est difficile à réaliser. Les occupants doivent améliorer leur comportement étape par étape, en se concentrant sur les objectifs atteignables. Le sujet de thèse proposé traite du développement d'algorithmes pour concevoir un Coach interactice énergie pour les occupants des bâtiments résidentiels. Deux directions différentes devraient être explorées: l'estimation et la prédiction des activités des occupants et la définition d'un principe de coaching avec application à un bâtiment résidentiel. Parce que les activités ne sont généralement pas conscient, les routines doivent être reconnues, mais aussi les intentions sous-jacentes avec les idées fausses possibles. Ensuite, un générateur de stratégie entraîneur proposant une cible accessible à court terme doit être conçu pour que les préférences et les valeurs des occupants puissent être identifiées en analysant les mesures et également grâce aux interactions avec les occupants.

  • Titre traduit

    Interactive energy coach for occupants of residential buildings


  • Résumé

    In the field of energy efficiency of buildings, many researches focus on automation to improve operational building performances and how to enhance it. However, empowering occupants by integrating them in the loop, helping them to achieve their own objectives, and assisting them to figure out the impact of their actions is the global research question that has to be investigated in this PhD. Ongoing research works developed within the INVOLVED project aim at implementing new occupant services, like MIRROR, WHAT-IF and SUGGEST, into a positive energy building constructed at Strasbourg by Elithis, partner of the project. The MIRROR service aims at summarizing lots of measurements into meaningful indicators focusing on occupant usage. User-friendly representations of indicators are also investigated. Interactive learning algorithms are under development to avoid the usage of video cameras to determine occupancy and people activities thanks to interactions with occupants. It then can be used in the indicators. The WHAT-IF service makes it possible to analyse the impact of changing some controls, like changing the configuration of a HVAC system, changing the position of doors, windows or shutters. It can be done in the past as a replay based on measured data, or in the future using predicted data to obtain suggestions from the energy management system. Ongoing researches focus on the generation of explanations of the differences between occupant energy strategies. The SUGGEST service is closed to the WHAT-IF except that, instead of letting the occupants testing potential actions, best actions according to some preferences are suggested. Nevertheless, the preferences are not easy to set up and among the scope of the PhD. According to sociologist, usage energy efficiency is a change process, which is difficult to carry out. Occupants should improve their behavior step by step, focusing on reachable objectives. The proposed PhD subject deals with the development of algorithms to design an interactice energy coach for occupants of residential buildings. Two different directions should be explored: the estimation and the prediction of occupant activities and the definition of a coaching principle with application to a residential building. Because activities are generally not conscious, routines have to be recognised but also the underlying intentions with the possible misconceptions. Then a coach strategy generator proposing short term reachable target should be designed providing occupants preferences and values can be identified by analysing the measurements and also thanks to interactions with occupants.