Actility engages in thermal renovation in Toulouse

In Toulouse, the Public Housing Office has equipped a sample of its social housing with sensors connected to a long-distance network (LoRa) to measure the real gain in thermal performance, after renovation. Actility, M2M start-up, and the CSTB Carnot Institute provide the technology. A first in France.

Like all social landlords, Habitat Toulouse has the obligation (Grenelle 1 law) to renovate its most energy-intensive housing stock by 2020. To facilitate its task, the legislator authorizes it to recover up to 50% of the economy on the resulting energy bill by increasing rents. But on one condition: that it proves to its tenants that the real gain corresponds to the estimate a priori. The Toulouse lessor has decided to go beyond the obligation, as explained by its heritage director, Gérald Lepain: “Following our discussions with tenants’ associations, we decided to collect real energy performance data on three years. This allows us to bring more transparency to the tenants.

For the two technical service providers, Actility and the CSTB research center, it is also an opportunity to test the LoRa transport network, as well as their modeling algorithms. In a context of buzz around connected objects and unlicensed transport networks (ISM frequency bands) for the M2M, use in real conditions could give them a head start.

Four years after the agreement in principle between the tenants and the lessor, in Toulouse, most of the 160 social housing units chosen for the operation were equipped with sensors in November 2014. They are representative of the 1,250 housing units of a housing program. heavy renovation, “closed and covered”, on eight residences. While this program is almost complete, the first data collection campaign could begin with the arrival of the cold season. First results expected for June 2015.

For energy performance after construction, Habitat Toulouse has called on the Center Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). This public research institute covers all the issues related to the building. “Like all Carnot institutes, we have targeted R & D offers. But we are also able to support developments with operational deliverables, “says Lionel Bertrand, head of the Innovation Development Division at CSTB’s Energy and Environment Division.

This is the work of his team, carried out on behalf of the Breton start-up Actility, which are used: they consisted of developing “smart EPC”, the algorithmic module that serves as an engine for analyzing the data sent by the sensors , which will restore the intrinsic performance gain and the thermal signature of the dwellings. It is also the CSTB that manages the project for the installation of some thousand sensors and five antennas needed. “For a T3, 4 or 5 sensors are necessary”, illustrates Lionel Bertrand. Each main room houses a triple temperature-humidity-brightness sensor, to which are added impulse sensors placed on the central electricity meter, or even on the gas meter for the equipped dwellings.

With some 40 employees, Actility is at the crossroads of machine to machine (M2M) – that is, the connection and exchange of data between objects – and energy. Its founder, Olivier Hersent, is a “serial entrepreneur” from Orange’s labs.

“We are on an extreme case of low speed network, with a problem that is to collect data for three years with some measurements every ten seconds,” he says. The sensors, supplied by a Breton company, NKE Electronics, operate without batteries and without power supply, by “energy harvesting”, by collecting diffuse light energy. As for data transport, it uses differential compression techniques and the ThingPark Wireless low-speed and long-distance network, which is based on the French LoRa technology and the ISM free frequency band (Industrial Scientific and Medical).

This type of network is not the only one to see itself as the future of M2M for professional applications. But LoRa would have serious advantages over its competitors, according to Olivier Hersent: in addition to a range of 15 km (3 km in town), it is distinguished by a variable bit rate that allows it to go from a few hundred bits / sec to 50 kbits / dry when the sensor is close to the antenna. With shorter transmissions, life expectancy and average energy consumption would be optimized, says Olivier Hersent. In Toulouse, five antennas will have been enough to cover the eight residences. While the budget is 5,000 euros per unit, an envelope of 800,000 euros, the three partners already see further. Actility defends the idea of a national LoRa network at lower cost, in support of M2M. “We have plenty of ideas for new services,” slips Lionel Bertrand of CSTB. Fire detection, distribution of heating costs according to use, home automation applications …, the tracks go far beyond energy efficiency.

A Toulouse, l’Office public de l’habitat a équipé un échantillon de ses logements sociaux avec des capteurs reliés à un réseau longue distance (LoRa) afin de mesurer le gain réel de performance thermique, après rénovation. Actility, start-up du M2M, et l’institut Carnot CSTB fournissent la technologie. Une première en France.

Comme tous les bailleurs sociaux, Habitat Toulouse a l’obligation (loi Grenelle 1) de rénover son parc de logements les plus énergivores d’ici à 2020. Pour lui faciliter la tâche, le législateur l’autorise à récupérer jusqu’à 50% de l’économie sur la facture énergétique qui en découle en augmentant les loyers. Mais à une condition : qu’il prouve à ses locataires que le gain réel correspond bien à l’estimation a priori. Le bailleur toulousain a décidé d’aller au delà de l’obligation, comme l’explique son directeur du patrimoine, Gérald Lepain: « Suite à nos discussions avec les associations de locataires, nous avons décidé de collecter des données réelles de performance énergétique sur trois ans. Cela nous permet d’apporter plus de transparence aux locataires. L’autre intérêt est de constituer une base de données qui permettra de valider la performance des choix techniques pour les futures rénovations.»

Pour les deux prestataires techniques, Actility et le centre de recherche CSTB, c’est aussi l’occasion de tester le réseau de transport LoRa, ainsi que leurs algorithmes de modélisation. Dans un contexte d’effervescence autour des objets connectés et des réseaux de transport sans licence (bandes de fréquences ISM) pour le M2M, l’utilisation en conditions réelles pourrait leur donner une longueur d’avance.

Quatre ans après l’accord de principe entre les locataires et le bailleur, à Toulouse, la plupart des 160 logements sociaux choisis pour l’opération ont été équipés de capteurs en novembre 2014. Ils sont représentatifs des 1 250 logements d’un programme de rénovation lourd, « clos et couvert », sur huit résidences. Alors que ce programme est presque achevé, la première campagne de collecte de données pouvait commencer avec l’arrivée de la saison froide. Premiers résultats attendus pour juin 2015.

Pour connaître la performance énergétique après travaux, Habitat Toulouse a fait appel au Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). Cet institut de recherche public couvre l’ensemble des problématiques liées au bâtiment. « Comme tous les instituts Carnot, nous avons des offres R&D ciblées. Mais nous sommes également capables de prendre en charge des développements avec des livrables opérationnels », explique Lionel Bertrand, chef de la division Innovation Développement à la direction Energie Environnement du CSTB.

Ce sont les travaux de son équipe, réalisés pour le compte de la start-up bretonne Actility, qui sont utilisés : ils ont consisté à développer « smart EPC », le module algorithmique qui sert de moteur d’analyse des données envoyées par les capteurs, et qui restituera le gain de performance intrinsèque ainsi que la signature thermique des logements. C’est aussi le CSTB qui assure le pilotage du projet pour l’installation des quelque mille capteurs et cinq antennes nécessaires. « Pour un T3, 4 ou 5 capteurs sont nécessaires », illustre Lionel Bertrand. Chaque pièce principale héberge un triple capteur température-humidité-luminosité, auxquels s’ajoutent des capteurs d’impulsion placés sur le compteur central d’électricité, voire sur celui de gaz pour les logements équipés.

Avec quelque 40 salariés, Actility est à la croisée du « machine to machine » (M2M) – c’est-à-dire la connexion et l’échange de données entre objets – et de l’énergie. Son fondateur, Olivier Hersent, est un « serial entrepreneur » issu des labos d’Orange.

« Nous sommes sur un cas extrême de réseau bas débit, avec une problématique qui est de collecter des données pendant trois ans avec certaines mesures toutes les dix secondes », explique-t-il. Les capteurs, fournis par une entreprise bretonne, NKE Electronics, fonctionnent sans piles et sans alimentation électrique, par « energy harvesting », en collectant l’énergie lumineuse diffuse. Quant au transport des données, il utilise des techniques de compression différentielle et le réseau à bas débit et longue distance ThingPark Wireless, qui repose sur la technologie d’origine française LoRa et la bande de fréquences libre ISM (Industriel Scientifique et Médical).

Ce type de réseau n’est pas le seul à se voir comme l’avenir du M2M pour des applications professionnelles. Mais LoRa aurait de sérieux avantages sur ses concurrents, selon Olivier Hersent : outre une portée de 15 km (3 km en ville), il se distingue par un débit variable qui lui permet de monter de quelques centaines de bits/sec à 50 kbits/sec quand le capteur est proche de l’antenne. Avec des transmissions plus courtes, c’est la durée de vie et la consommation d’énergie moyenne qui seraient optimisées, affirme Olivier Hersent. A Toulouse, cinq antennes auront donc suffi pour couvrir les huit résidences. Alors que le budget est de 5 000 euros par logement, soit une enveloppe de 800 000 euros, les trois partenaires voient déjà plus loin. Actility défend l’idée d’un réseau LoRa national à moindre coût, en support au M2M. « Nous avons plein d’idées de nouveaux services », glisse de son côté Lionel Bertrand, du CSTB. Détections incendie, répartition des frais de chauffage suivant l’usage, applications domotiques…, les pistes vont bien au-delà de l’efficacité énergétique.

The Actility Newsroom

Actility engages in thermal renovation in Toulouse

Actility s’engage dans la rénovation thermique à Toulouse

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