Un jumeau numérique pour réinventer la gestion énergétique des lycées du Grand Est
Un jumeau numérique pour réinventer la gestion énergétique des lycées du Grand Est
La Région Grand Est expérimente un jumeau numérique pour optimiser la rénovation énergétique et la gestion de ses lycées. Entre BIM, SIG et IoT, l’exemple du lycée Camille Claudel à Remiremont illustre le potentiel d’une plate-forme prédictive.
La Région Grand Est s’est engagée dans une transformation ambitieuse de son patrimoine immobilier scolaire. Avec plus de 5,3 millions de m² de bâtiments à gérer, la collectivité fait face à un double défi: accélérer la rénovation énergétique de ses lycées et optimiser la gestion quotidienne de ces infrastructures. Depuis 2021, la Région Grand Est s’appuie sur une charte BIM intégrée à son «Plan lycée vert», qui vise la rénovation thermique et énergétique de ses établissements. «Nous partageons largement notre charte «REGIO.BIM», non pour imposer un modèle, mais pour s’enrichir des échanges avec les autres acteurs, qu’ils soient artisans, partenaires publics ou établissements académiques, confie Fabrice Rodenburger, Chef de Projet à la Direction de l'Immobilier et de la Maîtrise d'Ouvrage de la Région Grand Est. Ce que nous souhaitions, ce n’est pas un BIM de conception détaillé jusqu’à la vis, mais une maquette sobre, bien structurée, qui devienne un outil de gestion du patrimoine et de maintenance. En effet, la maquette numérique est avant tout une porte d’entrée vers la connaissance de notre patrimoine de quelque 3.000 bâtiments et plus de 300.000 locaux».
Le jumeau numérique s’inscrit parfaitement dans cette démarche: il centralise, normalise et sécurise l’ensemble des données issues de l’architecture, de la construction et des équipements techniques. Pour le développer, elle a lancé un projet de jumeau numérique qui combine des données BIM, SIG et IoT, en partenariat avec le groupe Kardham et Esri France. «L’objectif est de disposer d’une base unique et fiable pour analyser, simuler et anticiper les besoins de chaque lycée, souligne Lionel Henry, Pilote du programme Solutions Architecture, Ingénierie et Construction chez Esri France. Cela permet à la fois de contribuer à la décarbonation et de réduire durablement la facture énergétique.»
Une plate-forme de démonstration construite autour du SIG
Au cœur du projet, le lycée Camille Claudel, à Remiremont (Vosges), sert de terrain d’expérimentation. Le site a été modélisé en 3D à partir de données multiples: orthophotos, relevés LiDAR, plans issus d’AutoCAD, modèles BIM et captations par drones. C’est pourquoi la convergence entre BIM et SIG est bien au cœur du dispositif. Les modèles BIM au format IFC fournissent une description géométrique et attributaire normalisée des bâtiments, interopérable avec les données CAO d’AutoCAD ou de Civil 3D. L’intégration au Cloud Autodesk Construction garantit que les maquettes restent à jour. À cela s’ajoutent les relevés LiDAR HD de l’IGN, les orthophotos haute précision et les maillages 3D réalisés à partir de drones avec la solution d’Esri Drone2Map, qui enrichissent le jumeau numérique de données contextuelles.
Toutes ces informations sont intégrées dans ArcGIS pour constituer une maquette numérique vivante, enrichie d’attributs techniques. ArcGIS Pro est donc utilisé pour préparer et traiter les données (LiDAR, orthophotos, CAO, BIM). Le partage et la sécurisation des informations sont ensuite via une plate-forme unique. Des interfaces web interactives adaptées aux différents profils d’utilisateurs permettent d’afficher des tableaux de bord et des indicateurs en temps réel. Ce socle numérique cohérent permet d’aller bien au-delà de la simple représentation géométrique. Le partage et la sécurisation des informations sont ensuite via une plate-forme unique. Des interfaces web interactives adaptées aux différents profils d’utilisateurs permettent d’afficher des tableaux de bord et des indicateurs en temps réel. «En un coup d’œil, nous avons accès aux informations essentielles, puis allons chercher si nécessaire plus de données dans les systèmes spécialisés, explique Fabrice Rodenburger, tout en rappelant que l’objectif n’est pas de remplacer les outils métiers, mais de les fédérer dans un hub numérique».
Un jumeau numérique connecté à l’IoT
L’apport de l’IoT est donc central pour ce jumeau numérique. Des capteurs judicieusement mis en place mesurent en temps quasi réel les températures des salles de cours et des chaufferies, les consommations d’eau ou encore les éventuelles fuites. Les données sont remontées dans le jumeau numérique via des API, notamment en lien avec Engie Solutions et la société Shaye. «Grâce au jumeau numérique, nous pouvons par exemple calculer automatiquement le nombre de fenêtres à remplacer, ou simuler l’impact thermique d’une rénovation. Ces analyses facilitent la planification budgétaire et la préparation des appels d’offres», explique Lionel Henry. Mais elles peuvent aussi servir à piloter l’ouvrage en temps réel. «On peut déclencher automatiquement des alertes, par exemple si une salle descend sous 13 °C le lundi matin, illustre Lionel Henry. L’information est envoyée par e-mail avec un lien vers l’application mobile. C’est un gain de réactivité et d’efficacité considérable.»
Au-delà de l’énergie, le projet ouvre la voie à de nouveaux usages. Le jumeau numérique facilite la préparation des interventions: grâce à des vues immersives développées par DOE 3D ou à des expériences de réalité virtuelle créées par AG Carto avec des moteurs de jeux comme Unity ou Unreal, les techniciens peuvent visiter une chaufferie à distance avant de s’y rendre physiquement. Des simulations de scénarios d’incendie, d’évacuation ou de mobilité réduite sont également possibles. «La 3D, combinée au BIM et au SIG, nous permet de simuler des implantations de caméras, de lampadaires ou encore d’évaluer l’effet des ombres portées des arbres, détaille Lionel Henry. On passe d’une simple visualisation à un véritable outil d’aide à la décision.»
La force du dispositif réside dans sa capacité à agréger des données hétérogènes –open data (Géo Risques, INSEE, Data’Est), relevés techniques, fichiers Excel, maquettes BIM et à les rendre accessibles via une interface unique et sécurisée. Chaque acteur (gestionnaire immobilier, technicien de terrain, décideur politique) accède aux informations utiles selon son rôle, que ce soit depuis un ordinateur, une tablette ou un smartphone. Pour Fabrice Rodenburger, «le credo, c’est l’unicité de la donnée. Pas de ressaisie, pas de doublon: une seule base, géoréférencée, qui alimente à la fois les volets statiques et dynamiques de l’hyperviseur». Lionel Henry le confirme: «Le jumeau numérique n’est pas un outil supplémentaire, mais une plate-forme fédératrice qui évite les doublons et garantit la mise à jour des données».
Des premiers résultats positifs
En quelques mois, l’expérimentation conduite sur le lycée Camille Claudel a démontré son potentiel: meilleure connaissance du patrimoine, suivi en temps réel des consommations, anticipation des rénovations, étude d'implantation des caméras (illustration), optimisation de la maintenance et appui à la planification budgétaire. L’extension à une centaine de lycées est déjà en cours. «Grâce aux compteurs d’eau communicants, nous avons détecté des fuites dans cinq lycées et économisé l’équivalent d’une piscine olympique en seulement deux mois», affirmait Pascal Weibel, directeur de l’immobilier et de la maitrise d’ouvrage de la Région Grand Est à l’origine du projet lors d'une conférence sur BIM World.
À terme, la Région ambitionne de déployer un véritable hyperviseur énergétique capable de rassembler, sur un seul écran, toutes les informations utiles à la gestion de ses établissements: consommations, confort thermique, état des toitures, diagnostics immobiliers ou encore scénarios de sécurité. Avec ce projet, le Grand Est démontre la capacité des jumeaux numériques à devenir des leviers de transformation écologique et organisationnelle, des outils puissants pour gérer durablement son patrimoine scolaire à l’échelle d’une région. «Le jumeau numérique change la manière dont les équipes travaillent ensemble, résume Lionel Henry. Il apporte une vision partagée, prédictive et tournée vers l’action.»
