De nombreux pays se sont engagés à atteindre la neutralité climatique d’ici 2050. Pour les systèmes de construction et d’énergie, cela implique une transition rapide des énergies fossiles vers les énergies renouvelables et une plus grande interconnexion entre les différents secteurs. Les bâtiments, la mobilité, l’industrie ainsi que l’électricité, la chaleur et les combustibles synthétiques doivent interagir et être planifiés de manière intégrée. Matthias Sulzer de l’Empa et Michael Wetter du Lawrence Berkeley National Laboratory affirment que les processus de planification actuels ne répondent pas à cette complexité et qu’un changement de paradigme est donc nécessaire.
Processus de planification actuels – une pensée en silo
Les processus de planification actuels sont organisés par disciplines, ce qui conduit à des résultats inefficaces et sous-optimaux. Les ingénieurs et les architectes travaillent les uns après les autres, au lieu de collaborer de manière interdisciplinaire. Cette approche linéaire, de type « cascade », laisse peu de place aux itérations et à l’optimisation du système global. Sulzer souligne que cette approche n’est plus suffisante pour répondre aux exigences des futurs systèmes énergétiques flexibles.
Inspiration de l’industrie des puces
Sulzer et Wetter proposent une approche de planification inspirée de l’industrie des puces. Alberto Sangiovanni-Vincentelli, scientifique en électronique et en informatique, a révolutionné la fabrication des puces avec son « Platform-based Design ». Ce concept utilise différents niveaux d’abstraction pour analyser et optimiser les systèmes de manière globale et crée des modèles universels pouvant être combinés de manière modulaire. Ce modèle pourrait également être appliqué aux systèmes de construction et d’énergie afin d’automatiser et de modulariser la planification.
Avantages d’un processus de planification basé sur des modèles
Un processus de planification basé sur des modèles impliquerait l’utilisation de modèles non seulement pour l’analyse, mais aussi pour la spécification et la construction de systèmes. Ces plans pourraient être combinés de manière modulaire afin de déterminer clairement la conception et la fonctionnalité d’un système. Cela révolutionnerait les processus de planification, de construction et d’exploitation et favoriserait la numérisation et l’automatisation nécessaires pour atteindre les objectifs ambitieux de décarbonisation.
Projet pilote à l’Empa
Le projet européen GOES, dirigé par l’Empa, est une première étape vers l’application de la « conception basée sur une plate-forme » dans le secteur de l’énergie. Sur le campus de l’Empa à Dübendorf, une installation pilote de 144 sondes géothermiques est développée comme première application de ce concept. L’objectif est de définir les différents niveaux d’abstraction de la prise de décision et de standardiser les interfaces.
La mise en œuvre d’un processus de planification automatisé et modulaire est essentielle pour atteindre la neutralité climatique d’ici 2050. Sulzer et Wetter sont convaincus que ce changement de paradigme améliorera considérablement la flexibilité et l’efficacité des systèmes énergétiques. Cette approche offre une solution prometteuse pour relever les défis de la décarbonisation et garantir la sécurité d’approvisionnement.
