Les chercheurs du PNNL ont mis au point un logiciel qui utilise des données géographiques pour construire un système de référence de grille à source ouverte, fournissant une méthode précise pour déclarer l’emplacement des structures. Le ministère de l’énergie espère que ce système gratuit – Unique Building Identifier – permettra aux programmes de mieux suivre et réduire la consommation d’énergie et les émissions des bâtiments. Crédit : Illustration de Cortland Johnson Pacific Northwest National Laboratory
Des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory créent un programme de géolocalisation avec des objectifs d’économie d’énergie.
Les cartes informatisées et leurs multiples fonctionnalités sont une merveille. Elles vous conduisent d’un point A à un point B. Elles vous conduisent même aux points C et D et à des endroits intermédiaires tout en vous suggérant les meilleurs magasins de quartier pour le café, la pizza et les fournitures de bureau.
Mais ils ne sont pas parfaits. Loin s’en faut.
Les défauts se cachent sous la surface pour une fraction sophistiquée des utilisateurs de cartes. Les utilisateurs soucieux de précision sont perplexes face aux cartes qui affichent des bâtiments sans adresse exacte. Ou bien elles affichent une adresse exacte, mais elle est appliquée à de nombreux bâtiments. Peut-être le bâtiment n’a-t-il pas d’adresse du tout. Ou peut-être qu’une carte a été développée avec une anomalie qui n’a été trouvée sur aucune autre carte. Même les lots d’impôts ne sont pas un moyen sûr de trouver l’emplacement d’un bâtiment.
Les chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ont créé un logiciel qui utilise des données géographiques pour établir un système de référence de grille ouvert, offrant une méthode précise pour désigner l’emplacement d’une structure. À terme, le DOE prévoit que ce système gratuit, connu sous le nom d’identifiant unique de bâtiment (UBID), permettra aux programmes de mieux suivre et de minimiser la consommation d’énergie et les émissions des bâtiments.
“Nous voulons décarboniser nos bâtiments à l’échelle nationale en les rendant plus efficaces sur le plan énergétique”, a déclaré Harry Bergmann, responsable de la technologie au sein du Building Technologies Office du DOE. “Pour ce faire, la première chose que nous devons comprendre est de savoir exactement de quels bâtiments nous parlons, et quels sont les actifs consommateurs d’énergie en leur sein. C’est une première étape importante pour savoir comment réduire la consommation d’énergie et les émissions de ces bâtiments.”
Il ne s’agit pas d’un programme de cartographie. Au lieu de cela, les développeurs d’UBID ont programmé le logiciel pour qu’il utilise un langage standard pour déclarer l’emplacement d’une structure, en utilisant un code qui correspond à des coordonnées de longitude et de latitude. Ces coordonnées forment un rectangle qui représente l’empreinte et l’emplacement d’une structure. D’autres m aps peuvent être utilisés en conjonction avec les données UBID.
Les données peuvent être comprises par un fournisseur de services publics, un propriétaire de bâtiment, un gestionnaire de bâtiment ou d’autres utilisateurs pour lesquels des données précises sur les bâtiments sont essentielles. Par exemple, les villes exigent de plus en plus que les bâtiments se conforment aux politiques ou aux lois sur l’énergie et les émissions. Pour que ces lois soient efficaces – permettant la comparaison d’un bâtiment à un autre – des données de localisation précises sont essentielles. UBID peut les fournir de manière fiable.
Des codes, et non des adresses, pour les propriétés
Pour un bâtiment, une parcelle de terrain ou toute autre empreinte bidimensionnelle, UBID attribue une chaîne de codes composée de lettres et de chiffres basée sur un système de référence de grille à source ouverte. UBID utilise ce système pour localiser le centre de masse d’une forme – un bâtiment, par exemple – puis utilise ce centre pour calculer les côtés nord, est, sud et ouest. Les chaînes de code reflètent ces limites et peuvent être lues et écrites par les utilisateurs d’UBID.
UBID est rapide. Il peut créer des identifiants et détecter les enregistrements en double en 5 à 10 minutes pour un ensemble de données typique d’environ 1 million d’enregistrements. Et UBID est gratuit. Les développeurs du PNNL ont décidé de rendre le logiciel open-source et de le rendre disponible pour la plus large distribution possible.
Le format simple et uniforme d’UBID peut servir à des fins autres que la localisation géospatiale précise, a déclaré Mark Borkum, informaticien du PNNL.
“Une ville peut attribuer des UBID à son parc immobilier et également attribuer ces UBID à ses données d’évaluation comparative de la consommation d’énergie “, a déclaré M. Borkum, qui a travaillé pendant plus de trois ans au développement de l’UBID. “Maintenant, ils peuvent croiser toutes ces données plus facilement – et avec plus de précision – et avoir accès aux données sur la consommation d’énergie.”
Contribuer à réduire l’empreinte carbone
Les avantages potentiels d’UBID pour la collecte et l’analyse des données énergétiques sont parmi les plus grands attributs du logiciel, a déclaré Borkum.
“Les décideurs politiques du monde entier ont déclaré que la réduction des émissions de gaz à effet de serre sera une composante essentielle de la lutte contre le changement climatique”, a déclaré Borkum. “La consommation d’énergie dans les bâtiments, ainsi que les systèmes de production de cette énergie, devront faire l’objet d’un suivi dans le cadre de cette initiative.Des données précises sur la localisation des bâtiments seront essentielles pour les comparaisons et la gestion. L’UBID fournira ces données.”
Les programmes de suivi de l’énergie comprennent Audit Template du DOE – développé au PNNL – et ENERGY STAR Portfolio Manager de l’Agence américaine de protection de l’environnement, a déclaré Sarah Newman, une scientifique des données du PNNL. Audit Template peut fonctionner avec UBID pour faciliter le suivi des actifs et des audits des bâtiments. Portfolio Manager ajoute une autre option pour recueillir des informations sur la consommation d’énergie en vue de leur partage et de leur analyse par les gestionnaires de l’énergie et autres. En outre, la plupart des villes qui ont mis en place des programmes d’analyse comparative de la consommation d’énergie utilisent Portfolio Manager comme outil de conformité.
La compatibilité d’UBID avec les programmes de suivi de l’énergie est un atout considérable, a déclaré M. Newman, chef de l’équipe Analytics and Tools du groupe Buildings and Connected Systems du PNNL. “Cela aidera les villes qui tentent de mettre en œuvre des programmes d’évaluation comparative de la consommation d’énergie pour leur inventaire de bâtiments “, a-t-elle déclaré.
Intéressant pour les villes, les organisations à but non lucratif et les entreprises.
Plusieurs collectivités locales ont exploité le logiciel libre UBID, notamment Washington, D.C., le comté de Miami-Dade et Portland, dans le Maine.
UBID est également attrayant pour les entreprises et les organisations à but non lucratif, a déclaré Newman. Par exemple, LightBox, une société de données connue pour ses analyses immobilières, a participé à l’accélérateur du projet UBID en tant qu’adopteur précoce et testeur de la méthodologie.
“Comme nous possédons des collections nationales de limites de parcelles et d’empreintes de bâtiments, nous sommes un partenaire naturel pour UBID”, a déclaré Zach Wade, vice-président des données chez LightBox. “Nos limites sont nécessaires pour calculer les UBID à l’échelle du pays, et nous l’avons déjà fait pour l’ensemble de notre base de données d’empreintes de bâtiments. Nous sommes favorables aux normes ouvertes pour résoudre les problèmes de connectivité des données immobilières, d’où notre étroite collaboration avec le PNNL sur cette initiative.”
LightBox assiste la Public and Affordable Housing Research Corporation et la National Low Income Housing Coalition. LightBox attribue un UBID aux propriétés locatives aidées par le gouvernement fédéral dans la base de données nationale sur la préservation du logement. Cette base de données de 80 000 propriétés, gérée par les organisations à but non lucratif, aide les communautés à préserver leur parc de logements publics et abordables.
“L’attribution d’UBID aux logements abordables dans la NHPD pourrait aider les chercheurs à les faire correspondre à d’autres sources de données administratives et à mieux comprendre leur proximité par rapport aux risques de catastrophe, aux options de transport en commun ou à d’autres commodités communautaires “, a déclaré Kelly McElwain, analyste principal de la Public and Affordable Housing Research Corporation.
Borkum et Newman ont réuni LightBox et les organismes de logement sans but lucratif en novembre 2020. Ils collaborent avec Wade pour attribuer des UBID à l’ensemble de données de la National Housing Preservation Database.
Gratuit pour les masses, en quatre langages de programmation
Selon M. Borkum, au début du développement d’UBID, les développeurs de logiciels du PNNL ont décidé de rendre UBID gratuit sur la plateforme open-source GitHub. De cette façon, le programme serait utilisé le plus largement possible. De plus, à ce jour, UBID a été implémenté dans quatre langages de programmation afin d’améliorer sa portée et son adoption, et d’autres implémentations pour d’autres langages de programmation sont prévues.
“Notre objectif est de faire en sorte que l’UBID atteigne le plus grand nombre d’utilisateurs dans le plus grand spectre géographique possible, afin d’avoir la plus grande clarté possible sur la localisation et l’utilisation des bâtiments”, a déclaré M. Borkum. “Dans un avenir pas si lointain, UBID jouera un rôle important dans la gestion de l’efficacité énergétique des bâtiments.”
La version open-source d’UBID est disponible à l’adresse suivante sur ce site GitHub.
Référence : “Unique Building Identifier : A natural key for building data matching and its energy applications” par Na Wang, Alex Vlachokostas, Mark Borkum, Harry Bergmann et Sarah Zaleski, 1er février 2019, Énergie et bâtiments.
DOI: 10.1016/j.enbuild.2018.11.052
