REACTIVHOME, projet ANR

Gestion intelligente de l’énergie dans le bâtiment

Partenaires
 INES/CEA
 SCHNEIDER ELECTRIC
 ORANGE Labs
 LIG/MultiCom
 G-SCOP
 G2Elab

Contexte du projet

L’objectif est d’optimiser la consommation et la production d’énergie au niveau de la maison suivant différents critères comme : le coût pour l’utilisateur, la diminution de l’impact négatif sur l’environnement, le lissage des pointes de consommation d’énergie tout en respectant le confort de l’usager. Cette optimisation va être faite en pilotant les équipements de la maison : sources et charges électriques et thermiques ainsi que les générateurs locaux disponibles (PV, stockage électrique etc…). Pour son fonctionnement, le système d’appuiera sur des prévisions météorologiques pour anticiper les ressources thermiques et photovoltaïques, il apprendra également graduellement le comportement de l’utilisateur pour s’adapter au mieux à ses besoins. Enfin pour être bien accepté par les usagers, il se devra d’être simple à installer et à utiliser. Il devra donc être plug&play et doté d’interfaces homme/machine conviviales.

Objectifs scientifiques et techniques

L’objectif principal du projet est la création d’un système intelligent permettant d’optimiser la production, le stockage et l’utilisation de l’énergie dans les logements, en prenant en compte pour cela l’ensemble des équipements du logement, son état et celui de ses occupants, ainsi que ainsi que les énergies locales disponibles. Le système qui met en œuvre cette optimisation devra fonctionner sur la base du réseau local domestique* qui intégrera indirectement l’ensemble de ces équipements, en permettant d’interfacer les équipements anciens existants qui seront observés et commandés par l’intermédiaire d’un dispositif électrique spécifique inséré sur leur alimentation la prise gigogne* ReActivHome qui sera développée dans le cadre du projet. Pour ce qui est les équipements "état de l’art" du point de vue informatique, qui disposent d’une connectivité par un standard connu de réseau de données, comme Wifi ou Ethernet, ou par le réseau capillaire* et qui peuvent être intégrés directement dans le réseau, voire interfacés directement à haut niveau dans une architecture orientée-services (SOA*), la prise gigogne ReActivHome pourra être quand même utilisée à titre transitoire parce qu’aujourd’hui ces interfaces informatique ne permettent pas l’observation de la consommation électrique, et encore moins la commande électrique, à l’exception de la mise en veille ou du réveil dans certains cas comme UPnP low-power (UPnP) . L’interface informatique fournira quand même dans ce cas un point d’entrée complémentaire vers ces équipements, et il est important de la prendre en compte dans le système parce qu’elle correspond à l’évolution future des environnements domestiques, même si c’est seulement aujourd’hui une petite minorité d’équipements qui peuvent être interfacés ainsi. Dans les deux cas l’intégration de ces équipements dans le système ReActivHome devra se faire de manière spontanée et dynamique, sans nécessiter une configuration manuelle. L’infrastructure logicielle permettant cette découverte sera basée sur une architecture orientée-services, qui assure également la mise en relation des équipements pour leur observation et leur commande. Pour les équipements interfacés par la prise ReActivHome, c’est également le système qui en découvrira les caractéristiques de consommation électrique et pourra les identifier sur cette base en vu de les commander. Le système ReActivHome prendra en compte, outre les équipements électriques et thermiques, l’ensemble des paramètres d’environnement pertinents pour l’optimisation de l’énergie (météo, température, présence ou activités des occupants de la maison, etc..) A partir de l’agrégation, de l’analyse et de l’interprétation de toutes ces données et, le cas échéant, de prévisions de consommation sur le réseau électrique, le système ReActivHome pourra faire remonter vers les équipement les commandes qui permettront de rapprocher la consommation d’énergie d’un optimum qui sera un compromis entre des critères de coût, d’environnement et de confort. Il est important de noter que le système ReActivHome devra s’adapter à tous les types de bâtiments et à leur niveau d’équipement et d’instrumentation. Pour être économiquement viable et permettre un déploiement à large échelle, il faut que ce système puisse également apporter des gains dans l’habitat ancien avec des équipements standards et un investissement réduit.

Contribution de MultiCom

TACHE 3 : INTERFACES UTILISATEUR, ERGONOMIE ET ACCEPTABILITE
 Usage et prototypage rapide
 Développement de prototypes pour validation

L’objectif de cette tâche est de définir, de spécifier et de faire des recommandations sur les interfaces homme-machine du projet tant sur le contenu des informations que sur les dispositifs d’interface eux-mêmes – à supposer qu’on ait besoin de plusieurs types d’interfaces dans le bâtiment. Ces interfaces auront pour seule contrainte d’être adaptées à l’usage des personnes dans le bâtiment. On envisagera différents types d’interfaces (classiques, tangibles ou multimodales), distribuées ou centralisées, mobiles, semi-mobiles (une partie pouvant être amovible) ou non. On fera des recommandations en fonction des tâches à réaliser, des profils de personnes concernées et des contextes d’usage. Pour cela on fera des focus group (groupe spécifique culturel, sociétal ou idéologique afin de déterminer la réponse de ce groupe et l’attitude qu’il adopte au regard d’un produit) et des expérimentations en Magicien d’Oz (cette technique permet de simuler un fonctionnement qui n’a pas encore été implémenté).

Du côté des contenus, différents scénarios seront également testés avec des sujets pour s’assurer que l’utilisation des interfaces se fait correctement du moins quant à l’interprétation des données. Par exemple il s’agira d’éviter l’effet dit de « rebond » du au biais produit par une information trop pessimiste ou trop optimiste sur la consommation d’énergie qui peut entraîner une méfiance ou une confiance exagérée dans le comportement du consommateur. Pour cela on fera des mesures de type oculométrie avec description orale des messages affichés à l’écran, pour vérifier que l’utilisateur ne surestime ni ne sous-estime les données qu’il lit.

Il n’est pas prévu dans cette tâche de développer des interfaces innovantes complètement spécialisées pour le bâtiment mais par contre d’intégrer ou d’adapter des interfaces existantes qui pourraient répondre au cahier des charges. Un prototypage rapide des interfaces sera fait pour illustrer ce que l’on veut obtenir in fine et un démonstrateur sera intégré au système.

Programme détaillé

Partant d’un état de l’art sur les usages des interfaces dans le bâtiment intelligent et d’un ensemble de cas d’usage ou d’expérience on concevra les interfaces de manière participative (ingénieurs, ergonomes et panel d’utilisateurs constituant les focus group). Les résultats de la conception (maquettes) serviront à spécifier plus précisément les interfaces qui seront validées par la technique du Magicien d’Oz. Ensuite ces maquettes statiques seront illustrées par des démonstrateurs (partiellement dynamiques) et validés par les ergonomes. Un autre focus group sera fait sur le contenu des informations et le besoin d’information des consommateurs. La cible concernera différents types d’interfaces comme indiqué ci-dessus : interfaces de type centralisé (écran tactile par exemple), aux interfaces distribuées (petits écrans dans certaines pièces), aux interfaces mobiles et aux interfaces non conventionnelles (tangibles ou multimodales : ie plusieurs moyens de communication, tactile, visuel etc…).

Sous-tâche 3.1 :

Conception participative des interfaces

Cette sous-tâche vise à produire les spécifications précises des interfaces quant à leur contenu, leur présentation et leur simplicité d’usage. Il s’agit de faire deux séances de conception participative (membres du projet et un panel d’utilisateurs, le tout ne dépassant pas 12 personnes) pour, dans un premier temps définir les types d’interfaces adaptés aux tâches et services définis dans la tâche 1 (par exemple, les dispositifs, les formats, les modalités, etc.), et dans un second temps définir dans chaque type les spécifications précises et les recommandations ergonomiques des interfaces cibles. On testera également la pertinence des informations présentées sur les interfaces en utilisant une méthode de type Photolangage avec narration. Cela consiste à présenter divers contenus d’écrans sur des photos/images et de faire manipuler ces photos dans une tâche-test précise (par ex. contrôler la consommation d’électricité dans une pièce). A l’issue de cette sous-tâche tous les éléments (contenu et contenant) des interfaces seront spécifiés pour une réalisation « idéale » (sans contrainte de coût de développement ou technique).

Sous-tâche 3.2. :

Evaluation de maquettes statiques par magicien d’Oz et réalisation d’un démonstrateur

Une fois toutes les spécifications réunies (contenant et contenu) on réalisera des maquettes statiques d’interfaces que l’on testera avec la technique du magicien d’Oz auprès de sujets. Pour cela on leur demandera d’effectuer des tâches avec ces interfaces-maquettes pour les évaluer en situation. Après analyse des comportements des sujets les recommandations ergonomiques seront faites et les derniers choix de conception opérés. Suite à ce travail on mettra en pratique les recommandations pour développer un démonstrateur en prototypage rapide, plus réaliste, intégrant les fonctions les plus essentielles et l’on intégrera ce démonstrateur au système dans la tâche 6.