Des bâtiments durables pour un avenir meilleur
Électrification de demain
12 octobre 2023
9 min
Sustainable buildings

De nos jours, fortement engagés dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), les gouvernements du monde entier font pression sur le secteur de la construction et du bâtiment pour qu’il réduise ses émissions carbonées et sa consommation de matières premières.

Et pour cause. Les bâtiments commerciaux et résidentiels sont responsables de presque 40 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) et consomment 30 % de l’énergie finale au niveau mondial. La décarbonation du secteur du bâtiment et de la construction est critique pour atteindre l’objectif « zéro émissions nettes » en 2050. Cela nécessite des changements fondamentaux dans la manière de concevoir, construire et exploiter les bâtiments partout dans le monde. Cette évolution demande au secteur de favoriser des matériaux de construction et des pratiques plus compatibles avec l’environnement, d’adopter des stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux et de réduire l’utilisation des matières premières.

Des matériaux de construction innovants

Le passage aux matériaux de construction bas carbone innovants est essentiel pour réduire l’impact environnemental du secteur du bâtiment et de la construction. Non seulement le béton est le matériau de construction le plus utilisé, mais il est responsable de 8 % des émissions mondiales de GES.

Une alternative viable au béton traditionnel est la brique bas carbone fabriquée à partir de matériaux recyclés, ou la brique traditionnelle en argile cuite dans un processus bas carbone, utilisant du biogaz provenant des déchets, de la méthanisation de biomasse ou de l’énergie solaire ou éolienne.

Saint-Gobain, par exemple, qui fabrique des matériaux de construction, ouvre la voie des produits bas carbone plus durables. Cette année, cette société d’envergure mondiale a annoncé la production de plaques de plâtre zéro carbone dans son usine modernisée de Fredrikstad, en Norvège. La décarbonation du processus de fabrication a été rendue possible par le passage du gaz naturel à l’hydroélectricité, ce qui évite l’émission annuelle de 23 000 tonnes de CO2. En outre, la société est la première du secteur à produire du verre plat zéro carbone, grâce à l’utilisation exclusive de verre recyclé (calcin) et d’énergie verte issue du biogaz et d’électricité décarbonée.

Les matériaux éco compatibles tels que le chanvre et le lin sont des alternatives viables pour réduire l’impact environnemental du secteur. Cavac Biomatériaux, spécialisée dans l’utilisation industrielle des fibres végétales, fabrique des isolants à partir du chanvre et du lin.

Des stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux

Le Rapport sur la situation mondiale 2022 des bâtiments et de la construction prévoit un doublement de la consommation mondiale de matières premières d’ici 2060. D’après ses auteurs, la mise en œuvre de stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux comporte un potentiel énorme de réduction des émissions de GES pour le secteur du bâtiment.

De plus, dans les pays du G7, les stratégies d’efficacité matérielle y compris le recyclage des matériaux pourraient réduire les émissions de plus de 80 % d’ici 2050 dans le cycle des matériaux utilisés dans les bâtiments résidentiels. La Fondation Ellen MacArthur estime qu’au niveau mondial, l’économie circulaire réduirait de 38 % d’ici 2050 les émissions de CO2 liées aux matériaux de construction.

Le passeport numérique des produits (DPP) est une initiative cruciale du plan d’action pour une économie circulaire de l’Union Européenne. Cette initiative vise à faire des produits durables la norme dans l’UE en facilitant la transparence tout au long de la chaine de valeur et en favorisant les modèles d’économie circulaire. L’adoption d’un modèle d’économie circulaire dans le secteur du bâtiment et de la construction est cruciale pour atteindre d’importants objectifs de durabilité.

Réduire l’utilisation de matières premières

On estime que les matériaux et les produits de construction consomment 50 % de tous les matériaux extraits de l’écorce terrestre, et que les activités de démolition représentent 50 % de tous les déchets générés. Pour réduire l’empreinte environnementale de ses câbles, Nexans utilise une part croissante de matériaux à faible impact dans toute la chaîne de valeur.

Il est prévu que la disponibilité de matières premières importantes continuera à baisser dans les années à venir. Cela concerne par exemple le cuivre, un composant essentiel des câbles et des fils électriques par sa grande conductivité et sa robustesse. L’extraction du cuivre ne pouvant plus répondre à la demande mondiale, 40 % de la production de cuivre s’appuie sur le cuivre recyclé.

Depuis plus de 35 ans, Nexans recycle les rebuts de cuivre et d’aluminium dans le cadre de sa politique de développement durable, pour réduire l’utilisation de matières premières et promouvoir un modèle d’économie circulaire. En 2008, Nexans et SUEZ ont lancé RECYCÂBLES, le leader du recyclage des câbles et des métaux non ferreux en France. Cette coentreprise traite chaque année 36 000 tonnes de câbles, générant 18 000 tonnes de grenaille de métal et 13 000 tonnes de plastique. La combinaison de plusieurs technologies de pointe permet de produire de la grenaille de cuivre pure à 99,9 %.

Aujourd’hui, Nexans utilise jusqu’à 15 % de cuivre recyclé dans sa fabrication de câbles et vise à utiliser de l’aluminium recyclé en 2024. L’emploi de cuivre, d’aluminium et de plastiques recyclés permet aux clients de Nexans de disposer d’un produit durable sans compromis sur la qualité.

Des matériaux de construction compatibles avec l’environnement

Comme il est prévu que la surface de planchers dans le monde double d’ici 2060, il est vital de mettre en œuvre des matériaux de construction et des pratiques efficaces sur le plan énergétique et compatibles avec l’environnement.

Nexans travaille à améliorer l’impact de ses produits en se procurant des composants qui répondent aux orientations de réduction de la consommation d’énergie, établies par les directives de responsabilité sociale des entreprises (RSE) de l’entreprise.

De plus, la R&D de Nexans pour le développement de ses produits vise à protéger l’environnement et la santé humaine en gérant les substances chimiques utilisées dans les processus de fabrication, et en garantissant que tous les nouveaux projets tiennent compte de l’empreinte environnementale du produit final. Par exemple, à partir de 2025, une grande partie des câbles fabriqués dans l’usine Nexans d’Autun, en France, sera exempte d’halogènes afin de réduire les émissions de gaz toxiques en cas d’incendie.

Pour atteindre l’efficacité énergétique et la neutralité carbone des bâtiments, il est nécessaire d’étudier la manière dont les matériaux de construction sont conçus, fabriqués et utilisés. Cela signifie qu’il faut examiner la chaîne de valeur et changer notre manière de créer, utiliser et réutiliser tous les matériaux – du produit lui-même à son emballage et à son transport – afin de réduire l’impact environnemental global du secteur.

Christophe Demule

Auteur

Christophe Demule est Directeur de l’Innovation Bâtiment chez Nexans, au sein du Département Innovation Service et Croissance. Auparavant, il a occupé le poste de vice-président de l’ingénierie pour notre Business Group Industry Solutions & Projects, mettant à profit son expérience dans le domaine de la fabrication. En 2021, il a conçu et lancé la mise en œuvre de la stratégie d’innovation dans le bâtiment avec la création de six Design Labs dans le monde. En mettant l’accent sur l’expérience utilisateur, et en y associant la méthodologie du Design Thinking, les innovations permettent de résoudre les problématiques de nos clients et apportent une valeur ajoutée à toutes les parties prenantes.

Les câbles supraconducteurs, miracles de connectivité électrique
Électrification de demain
06 septembre 2023
6 min
Superconducting cables

La supraconductivité suscite actuellement un vif intérêt et des débats passionnants, alimentés notamment par la recherche sur les supraconducteurs à température et pression ambiante dont la découverte provoquerait une révolution technologique. Les nombreuses questions soulevées par ces travaux rappellent les défis scientifiques que les chercheurs ont dû surmonter lorsqu’ils ont découvert les supraconducteurs à haute température en 1986. Retour sur cette technologie cruciale pour l’industrie du câble, en explorant les avancées récentes, les défis persistants, mais aussi comment Nexans fournit le tout premier système de câbles supraconducteurs au monde intégré à un réseau ferroviaire.

Alors que nous nous dirigeons vers un avenir tout électrique, la nécessité d’augmenter l’approvisionnement en énergie dans les villes devient de plus en plus urgente. Le besoin de résilience est tout aussi important : l’électricité devenant la principale source d’énergie, l’approvisionnement devra être fiable à 100 %. Les temps d’arrêt ne sont pas une option.

Pourquoi les supraconducteurs ?

Les câbles supraconducteurs sont des miracles de connectivité électrique. Ils présentent des qualités uniques qui les rendent parfaitement adaptés aux projets.

Tout d’abord, les câbles supraconducteurs peuvent transporter des courants extraordinairement élevés, bien supérieurs à ceux des câbles classiques en cuivre ou en aluminium. Il est donc possible de transmettre et de distribuer l’électricité à des tensions relativement faibles. En pratique, cela signifie qu’il est moins nécessaire d’installer des sous-stations dans les centres-villes, ce qui représente une économie importante.

Deuxièmement, les supraconducteurs peuvent transmettre une énorme quantité de puissance par rapport à leur taille. Par exemple, un seul câble supraconducteur d’un diamètre de 17 cm seulement peut transmettre 3,2 GW, soit suffisamment pour alimenter une grande ville. Les couloirs pour les câbles supraconducteurs peuvent être aussi étroits qu’un mètre, ce qui signifie qu’ils peuvent être déployés avec un minimum de perturbations.

Enfin, les câbles supraconducteurs ne produisent pas de chaleur et peuvent être entièrement blindés d’un point de vue électromagnétique, ce qui évite toute interférence avec les réseaux d’électricité, de télécommunications et de canalisations qui sillonnent généralement les villes. Bon nombre des contraintes qui régissent l’acheminement des câbles ne s’appliquent pas lorsque des supraconducteurs sont utilisés.

En outre, les supraconducteurs sont incroyablement efficaces. Les câbles supraconducteurs ont une résistance extrêmement faible lorsqu’ils transportent un courant alternatif et aucune résistance lorsque le courant est continu, de sorte que les pertes sont minimes.

superconductor-cable-nexans

Une première pour le rail

Nexans travaille avec la SNCF, la société nationale des chemins de fer français, sur un projet pionnier visant à renforcer l’alimentation électrique de la gare Montparnasse à Paris à l’aide de câbles supraconducteurs.

Montparnasse est l’une des gares les plus fréquentées de France et accueille plus de 50 millions de voyageurs par an. Ce chiffre devrait dépasser les 90 millions d’ici 2030. Pour faire face à cette nouvelle demande, il faudra des trains supplémentaires – et de l’énergie supplémentaire.

Comme pour toute mise à niveau de l’alimentation électrique d’un centre-ville, le grand défi à Montparnasse était de trouver un moyen de mettre en place une nouvelle alimentation électrique sans avoir à creuser les routes environnantes, ce qui peut être un processus long, coûteux et perturbateur.

Heureusement, le chemin de câbles existant entre la gare Montparnasse et la sous-station qui la dessert disposait de conduits de rechange. Malheureusement, il n’y en avait que quatre. L’utilisation de câbles en cuivre classiques pour fournir la puissance requise nécessiterait une douzaine de câbles. Que pouvait-on faire ?

Les câbles supraconducteurs sont la solution. La solution de Nexans n’utilise que deux câbles, chacun d’un diamètre inférieur à 100 mm, afin de pouvoir les enfiler facilement dans les conduits existants. Malgré leurs petites dimensions, chaque câble est capable de transporter 5,3 MW, soit 3500 A à 1500 VDC – une énorme quantité d’énergie électrique.

Ce projet est d’autant plus important qu’il s’agit de la toute première utilisation de câbles supraconducteurs en France et de la première intégration de supraconducteurs dans un réseau ferroviaire dans le monde. La nouvelle alimentation électrique de Montparnasse sera mise en service en 2023.

Que nous réserve l’avenir ?

Le projet Montparnasse souligne l’énorme potentiel des systèmes de câbles supraconducteurs pour renforcer l’alimentation électrique des villes, en particulier lorsque les contraintes de site limitent l’utilisation des câbles classiques en cuivre et en aluminium.

Mis à part le transport ferroviaire, les systèmes de câbles supraconducteurs sont appelés à jouer un rôle de plus en plus important dans la satisfaction de la demande croissante d’électricité. Celle-ci est alimentée par de nouvelles utilisations commerciales – telles que les centres de données – et par de nouvelles sources de consommation domestique, notamment la recharge des véhicules électriques, les pompes à chaleur et la climatisation.

En plus de répondre à la demande accrue d’énergie en vrac, les systèmes supraconducteurs joueront un rôle essentiel dans le renforcement de la résilience des réseaux électriques urbains.

Le projet REG (Resilient Electric Grid) à Chicago, aux Etats-Unis, souligne cette orientation. Nexans a conçu, fabriqué et installé un câble supraconducteur pour le système REG, qui contribue à prévenir les pannes de courant en interconnectant et en partageant la capacité énergétique excédentaire des sous-stations voisines, et en empêchant les courants de défaut élevés.

Nexans est le leader mondial des systèmes de câbles supraconducteurs. Grâce à nos capacités uniques en matière de R&D, d’innovation, de test, de fabrication et de déploiement, nous sommes parfaitement placés pour aider nos clients, partenaires et parties prenantes à se préparer à électrifier l’avenir.

Libérer la puissance des bâtiments à courant continu
Électrification de demain
25 juillet 2023
10 min
Direct current powered buildings

Alors que la demande mondiale d’électricité devrait augmenter de 20 % d’ici à 2030 et que la pression pour passer aux énergies renouvelables se fait de plus en plus forte, la « guerre des courants » est à nouveau d’actualité.

Cette référence renvoie aux années 1880, quand Westinghouse et Edison confrontaient leurs visions respectives de la distribution d’électricité. Mais à l’époque, l’infrastructure de transmission du courant continu (CC) était aussi coûteuse qu’inefficace. C’est donc l’approche de Nikola Tesla, utilisant le courant alternatif (CA), qui a finalement remporté cette bataille, et notre infrastructure électrique est encore aujourd’hui dominée par la technologie du courant alternatif. Mais le vent du changement s’est levé.

Aujourd’hui, plus de 70 % des appareils dans le bâtiment ont besoin de courant continu pour fonctionner. Selon EMerge Alliance, la conversion du courant alternatif en courant continu entraîne un gaspillage d’énergie qui peut s’élever jusqu’à 20 %. Réduire le besoin de conversion peut avoir des implications majeures, en termes d’économies d’énergie et d’impact sur l’environnement. Il est devenu essentiel de réduire, voire d’éliminer, ce besoin de conversion dans les bâtiments.

L’International Energy Agency indique qu’en 2021, le fonctionnement des bâtiments représentait 30 % de la consommation mondiale d’énergie finale et 27 % des émissions totales du secteur de l’énergie. Les gouvernements exercent de plus en plus de pression sur le secteur du bâtiment, avec des directives ambitieuses en matière de performance énergétique, afin de réduire l’empreinte carbone des bâtiments. Des directives telles que « le bâtiment à énergie zéro » (en anglais « Zero-Energy Buildings ») en Europe et aux Etats Unis, œuvrent pour des bâtiments nécessitant peu d’énergie, issue de sources renouvelables, produites sur place ou à proximité.

De telles directives, ainsi que l’intérêt croissant pour l’autoconsommation, le stockage sur batteries et les appareils alimentés en courant continu (éclairage LED, systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, véhicules électriques et tous les équipements à base de composants électroniques), incitent le secteur du bâtiment à passer à la distribution d’électricité en courant continu.

Vers des systèmes de câbles Courant Continu fiables pour les micro-réseaux CC

S’agissant de la distribution d’énergie électrique, on observe une évolution progressive vers le courant continu en raison de l’intérêt croissant pour les micro-réseaux à basse tension (BT) et à moyenne tension (MT). Cette évolution reflète des changements fondamentaux à l’œuvre, dans la manière dont l’électricité est générée, stockée et consommée. Nous sommes aujourd’hui convaincus que les réseaux à courant alternatif et à courant continu coexisteront dans une large mesure.

Cependant, une connaissance experte du comportement du système d’isolation est essentielle pour garantir la fiabilité des câbles BT et des accessoires dans les bâtiments.

En effet, le comportement des systèmes de câbles LVAC est bien connu, mais pas celui des systèmes LVDC.

L’un des axes de travail du centre de R&D de Nexans – AmpaCity, consiste à optimiser le design des câbles. Cette optimisation est réalisée grâce à la compréhension du comportement électrique des systèmes d’isolation sous contrainte, mais aussi des effets sur la rupture, le vieillissement et la corrosion des câbles à courant continu. Nous sommes également engagés à étudier des polymères plus efficaces pour l’isolation des câbles à courant continu, avec un impact environnemental plus faible que les solutions utilisées pour le courant alternatif.

La transformation des bâtiments en plein essor

Comme indiqué précédemment, la production d’électricité se rapproche de la demande. Les installations solaires photovoltaïques sur les toits deviennent de plus en plus courantes. Selon la stratégie de l’UE en matière d’énergie solaire, l’UE rendra obligatoire l’installation de panneaux solaires sur les toits des nouveaux bâtiments publics et commerciaux d’une superficie utile supérieure à 250 m2 d’ici à 2026 et de tous les nouveaux bâtiments résidentiels d’ici 2029. Or, ces panneaux solaires photovoltaïques sont, par défaut, en courant continu. Autres mesures qui se généralisent : le stockage sur batteries destinées à l’alimentation sans interruption (ASI) dans les centres de données, pour assurer la continuité de l’approvisionnement, et le déploiement croissant des systèmes de stockage d’énergie sur batteries (SSEB) pour l’équilibrage du réseau.

Par ailleurs, ces dernières années, nous avons assisté à l’essor du secteur des véhicules électriques (VE), avec un besoin accru de stations de recharge à courant continu dans les bâtiments commerciaux, résidentiels et de bureaux. Avec des politiques mondiales qui encourageant ou imposent le passage aux VE, le marché des chargeurs connaît une croissance rapide, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) estimé à 29 % entre 2023 et 2050.

Distribution locale d’électricité en courant continu

Le déploiement du courant continu dans le bâtiment offre des avantages importants en termes de sécurité, de coûts et de fiabilité des appareils.

Du point de vue de la sécurité, le courant alternatif est intrinsèquement plus dangereux. Il est communément admis que le risque d’électrocution du corps humain par le courant continu est plus faible que par le courant alternatif, car l’impédance totale du corps humain diminue à mesure que la fréquence augmente. Et pour les catégories à forte croissance, comme les chargeurs de VE, l’adoption du courant continu apporte plus de sécurité.

Le secteur des centres de données représente environ 4 % de la consommation mondiale d’électricité et devrait continuer à croître. Il est donc essentiel de décarboner ce secteur. Dans les bâtiments à forte consommation d’énergie, tels que les centres de données alimentés en courant continu, il serait possible de réaliser une économie de 4 à 6 % par rapport aux installations classiques en courant alternatif.

Outre la réduction des pertes électriques liées au transport par câble, il y a la réduction des pertes de conversion entre courant alternatif et courant continu.

L’alimentation en courant continu des appareils prévus à cet effet permet d’éliminer les pertes de puissance dues à la conversion et ainsi d’éviter un gaspillage d’énergie estimé entre 5 et 20 %. En outre, le processus de conversion au niveau des appareils eux-mêmes peut raccourcir leur durée de vie. Par exemple, la distribution de courant continu directement à un luminaire à LED (évitant ainsi la conversion de courant alternatif en courant continu) peut considérablement prolonger sa durée de vie. Enfin, la distribution électrique en courant continu au niveau du bâtiment réduit le coût et l’encombrement des adaptateurs et convertisseurs.

Une transition en cours vers des bâtiments alimentés en courant continu

En conclusion, la distribution d’énergie à courant continu dans les bâtiments se profile à l’horizon, mais le changement prendra du temps. Si les micro-réseaux à courant continu devraient se généraliser, il reste un certain nombre de défis à relever, notamment l’adoption par les professionnels du secteur. La plupart, en effet, ont tendance à privilégier l’alimentation en courant alternatif, dont ils ont une plus longue expérience.

En outre, il faut faire évoluer les normes et les codes du bâtiment portant sur les appareils alimentés en courant continu, mais aussi analyser plus en détail le gain de rentabilité dans le cadre des rénovations et des nouvelles constructions.

Les câbles, qui sont un élément fondamental de l’infrastructure électrique des bâtiments, sont un acteur essentiel de la transition vers des structures alimentées en courant continu. Les bâtiments de demain seront intelligents, connectés, durables et alimentés en courant continu. Nexans s’engage dans cette transformation en fabriquant des systèmes de câbles spécifiques, compatibles avec ces nouvelles infrastructures. En nous appuyant sur nos partenariats stratégiques et en nous impliquant dans des groupes industriels clés, nous contribuons à la transition vers des bâtiments alimentés en courant continu.

Lina Ruiz

Auteur

Lina Ruiz est responsable des plateformes techniques LVDC, MVDC et nouvelles architectures pour Nexans au sein du Techno Centre Recherche et Territoires.

Elle a précédemment travaillé en tant que chef de projet et chef d’équipe d’innovation technique dans le domaine des énergies renouvelables. En 2023, elle rejoint Nexans pour accélérer le programme d’exploration sur le courant continu basse et moyenne tension. Dans son rôle actuel, elle est chargée de fournir des solutions nouvelles et différenciées dans le domaine du courant continu.

Solutions numériques pour la construction : Une voie vers le progrès
Électrification de demain
18 juillet 2023
8 min
Digitalization in building construction

Un vent nouveau souffle sur le secteur de la construction. Nous l’avons observé ces deux dernières années ; le secteur que l’on appelait « de la brique et du mortier », s’apprête désormais à opérer une révolution numérique. Le secteur a été généralement assez lent à adopter les nouvelles technologies et ceci a fait stagner la productivité, pendant des dizaines d’années. La numérisation du marché de la construction, qui pèse 7 500 milliards de dollars, se fait attendre depuis longtemps.

D’après une enquête mondiale menée par McKinsey en 2022, auprès de plus de 500 cadres du secteur de la construction, plus de 70% d’entre eux prévoient d’augmenter leurs investissements dans l’innovation et la R&D. À tel point que les sondés placent les outils de conception numériques tels que le BIM (building information modeling), les solutions logicielles et l’automatisation, avant le développement durable.

L’investissement dans l’innovation et la R&D deviendrait le principal facteur de différenciation sur le marché, au cours des trois à cinq années à venir. Cette réalité aura des effets en cascade sur l’ensemble de la chaîne de valeur et sera motivée en partie par le changement climatique et la productivité.

Numérisation du secteur de la construction et du bâtiment

La productivité a depuis longtemps été le nerf de la guerre pour le secteur, notamment avec des projets d’investissement, qui accusent en moyenne 20 mois de retard et dépassent jusqu’à 80% le budget initial. L’industrie dans son ensemble, s’applique à utiliser de plus en plus d’outils numériques, de la conception à la construction jusqu’aux opérations, mais à des niveaux différents, selon la phase en question.

Améliorer la productivité implique de combler le fossé entre les systèmes de gestion des document et des produits, afin de simplifier les tâches des opérateurs et d’accroître leur productivité.

Bien que des progrès aient été enregistrés, il y a encore beaucoup à faire pour améliorer la productivité, notamment en ayant recours aux technologies numériques, tout au long du processus : conception, construction et opérations.

Nombre de réglementations gouvernementales visent à décarboner le secteur et la numérisation joue un rôle crucial, afin de réduire les répercussions environnementales des projets de construction, à l’échelle mondiale.

Électrification des bâtiments

Alors que l’électrification des bâtiments va continuer à se développer et à s’étendre, il est essentiel d’assurer un déploiement efficace des solutions de câblage, pour garantir la sécurité et les gains de productivité. Combler le fossé entre les outils de gestion de la productivité et les systèmes de gestion des documents est un premier pas pour faciliter le travail des électriciens. Par ailleurs, face à une pénurie de main-d’œuvre qualifiée, il est nécessaire d’améliorer la traçabilité et l’accès à l’information.

Le lien numérique entre produits physiques et documentations liées fait aujourd’hui défaut. C’est notamment souvent le cas pour les produits électriques – les installateurs ont rarement accès à la documentation à jour. De par l’absence de traçabilité, de nombreuses informations se perdent une fois le travail terminé, notamment l’identité de l’installateur.

Tandis que les bâtiments se détourneront progressivement des combustibles fossiles, en faveur des énergies renouvelables, la demande d’électriciens qualifiés augmentera. À quoi s’ajoutera le besoin de recruter des experts en technologie pour gérer l’afflux de systèmes et d’outils numériques, essentiels pour opérer ce changement au sein de l’industrie.

Le fondement de la révolution numérique

À mesure que le secteur du bâtiment progresse dans sa transformation numérique, la modélisation des données du bâtiment (BIM) deviendra de plus en plus la norme et le fondement des projets de construction. Ce lien entre les éléments physiques du bâtiment et le format numérique qui les accompagne (appelé contenu BIM) facilite les processus de travail tout au long du cycle de valeur d’un projet de construction, de la planification à la conception et de la construction à l’exploitation.

Le contenu BIM permet aux architectes, concepteurs et constructeurs d’accéder facilement aux informations essentielles sur les produits, telles que les instructions d’installation, la consommation d’énergie, les écolabels, les coûts d’exploitation et le cycle de vie des produits. Nexans travaille avec des fournisseurs de BIM pour intégrer ses offres afin de faciliter l’installation, la maintenance et la sécurité des câbles électriques.

Alors que les nouvelles technologies telles que les drones, la robotique et l’impression 3D deviennent de plus en plus courantes sur les chantiers, il est essentiel de s’assurer que le BIM constitue le fondement de la stratégie numérique du secteur de la construction. Selon McKinsey, le passage à la BIM 5D, qui combine des modèles physiques en 3D des bâtiments avec des données sur les coûts, la conception et le calendrier, pourrait entraîner une économie de 10% de la valeur du contrat en détectant les conflits, en réduisant la durée de vie du projet et en réduisant potentiellement les coûts des matériaux de 20%.

Passer de l’analogique au numérique

Le passage de la documentation analogique à la documentation numérique et la traçabilité sont des éléments essentiels, afin que le marché des produits de la construction puisse aller encore plus loin. Il s’agira également de réduire la fragmentation de l’industrie, pour assurer plus de productivité, de sécurité et de rentabilité. Ceci est d’autant plus important dans le cadre de l’électrification des bâtiments, afin de fournir des installations sûres et de mener des opérations en toute sécurité.

Grâce à son application basée sur le cloud, Evermark™, Nexans permet à ses clients d’avoir facilement accès aux informations liées aux produits installés, notamment le suivi de la maintenance, les schémas électriques et les données produits. Grâce à l’étiquetage NFC, Evermark™ crée un lien numérique entre les produits physiques et la documentation liée. Ceci assure ainsi une traçabilité totale des installations électriques, tout au long du cycle de vie des produits (phases d’installation, de maintenance et de remplacement). L’application donne un accès immédiat aux informations importantes sur site et hors site, en réduisant ainsi les coûts et le temps dédié, tout en améliorant la productivité.

Les nouvelles technologies sont synonymes de nouvelles opportunités. Il est essentiel d’intégrer progressivement les nouveaux outils numériques, afin d’enregistrer de meilleurs taux de satisfaction client.

Jenny Nyström

Auteur

Jenny Nÿstrom est Nordics Design Lab & Innovation au sein de Nexans. Elle travaille dans l’industrie du câble depuis près de 20 ans, dans le domaine du marketing et de la gestion des produits, notamment pour les secteurs du bâtiment, des télécommunications et des services publics.

Sécurité incendie dans les bâtiments : une certification holistique pour une protection renforcée
Électrification de demain
04 juillet 2023
10 min
Fire safety and buildings

Aujourd’hui, un incendie se déclare toutes les 30 secondes en Europe, dont 25 % sont dus à des défaillances électriques, soit 275 000 par an. Aujourd’hui, plus de la moitié de la population mondiale vit dans des zones urbaines et la demande en électricité est en constante augmentation : la sécurité électrique des bâtiments devient donc une priorité essentielle.

Or, pour assurer la sécurité des bâtiments contre les incendies, il convient d’adopter une approche globale du risque et de tester et certifier les câbles électriques avec les composants qui leur sont associés.

Pour mettre en œuvre cette approche, nous devons comprendre comment les variations de la consommation électrique et la hausse des exigences de charge affectent la sécurité incendie des bâtiments, qu’ils soient nouveaux ou anciens. On estime que 25 % des incendies sont causés par des défaillances électriques ou des installations obsolètes ou en surcharge. Ce chiffre est encore plus élevé sur les marchés émergents, où 80 % des incendies de bâtiments sont dus à des câbles non conformes.

La sécurité incendie est une préoccupation grandissante dans le monde entier et nous devons veiller à la sécurité des occupants des bâtiments.

L’électricité, au cœur des bâtiments

Le câblage électrique est la colonne vertébrale d’un bâtiment. Dans un immeuble de bureaux, il y a généralement plus de 200 kilos de câbles électriques pour 100 mètres carrés. Les câbles sont donc omniprésents et pourtant, ils passent généralement inaperçus. Dans les bâtiments anciens, il n’est pas rare de constater des négligences dans la mise à niveau des câbles et des systèmes électriques obsolètes au moment des mises aux normes de sécurité modernes. Sans compter qu’avec la hausse de la demande en électricité, les installations des bâtiments anciens sont souvent sous-dimensionnées, ce qui renforce encore le risque d’incendies d’origine électrique.

Aujourd’hui, la plupart des bâtiments anciens nécessitent d’importantes rénovations pour que leurs systèmes électriques soient conformes avec la réglementation et capables de supporter les charges requises par l’activité des bureaux, des bâtiments publics et résidentiels.

Nous savons aujourd’hui que pour assurer la sécurité de l’ensemble d’un bâtiment, l’architecture électrique doit être prise en compte dès les premières étapes de la construction. Dans le monde, il arrive encore trop souvent que l’économie soit menacée par des incendies dans des datacenters alors qu’il existe, souvent, des solutions intégrées. Soulignons que les installations photovoltaïques sont, elles aussi, exposées au risque.

La plupart des bâtiments fonctionnent avec plusieurs combustibles. Ils utilisent évidemment de l’électricité pour les systèmes d’éclairage et les appareils électriques, mais ils consomment également des combustibles fossiles tels que le gaz naturel ou le propane pour les systèmes de chauffage. Cette dépendance persistante à l’égard des combustibles fossiles fait des bâtiments l’une des plus grandes sources de pollution qui réchauffe la planète.

Les termes “électrification des bâtiments” et “décarbonation des bâtiments” décrivent tous la transition des combustibles fossiles vers l’utilisation de l’électricité pour le chauffage et la cuisine.

Outre les systèmes de chauffage et de refroidissement utilisant des pompes à chaleur électriques de dernière génération, des bornes de recharge pour véhicules électriques équiperont systématiquement les bâtiments à l’avenir et contribueront à réduire une source majeure d’émissions de carbone dans les économies développées : la mobilité.

L’objectif d’une telle transition : des bâtiments entièrement électriques alimentés par l’énergie solaire, éolienne et d’autres sources d’électricité sans carbone. En d’autres termes, il ne s’agit pas seulement d’augmenter le niveau d’électrification des bâtiments, mais aussi la fiabilité de leurs réseaux électriques.

Pour une approche plus globale de la certification

Les câbles eux-mêmes sont rarement la cause première des incendies, mais ils sont exposés aux risques au niveau de leurs interconnections avec d’autres équipements, en raison de la nature des arcs électriques. Pour assurer la sécurité incendie des bâtiments, il faut donc pleinement comprendre les interactions entre les différents composants.

Aujourd’hui, les organes de normalisation et de certification s’intéressent aux éléments d’isolation de manière individuelle et non aux interactions entre les différents composants électriques, une situation qui doit alerter le secteur. Heureusement, des organes tels que le National Fire Protection Association (NFPA) & Life Safety Ecosystem™ s’attachent à identifier les composants qui doivent fonctionner ensemble pour limiter au maximum le risque d’incendie.

Pour évoluer en ce sens, il faut changer les mentalités au sein du secteur. Une approche globale et systémique permet d’effectuer des tests pour valider la performance globale du système, en se basant sur l’utilisation des composants en conditions réelles.

L’adoption d’une approche systémique pour la certification nécessite la pleine adhésion des fournisseurs. En effet, ceux-ci devront mettre sur le marché des offres de systèmes intégrés, ayant fait l’objet de tests approfondis et répondant aux exigences de performance des clients et des processus d’installation à sécurité intégrée. Il s’agira de mettre en œuvre des produits électriques modulaires et prêts à l’emploi, réduisant le risque d’erreurs d’installation sur site et garantissant la compatibilité des composants.

La compatibilité, au cœur de l’approche Fire Safety de Nexans

Nexans s’efforce d’assurer les plus hauts niveaux de sécurité électrique et incendie en veillant à ce que ses câbles et ses fils évitent la propagation du feu, limitent les dégagements de fumée et les émissions dangereuses lors d’un incendie, et maintiennent l’intégrité des systèmes de sécurité incendie. Ces principes sont le fondement des solutions et services Fire Safety de Nexans.

Pour limiter les émissions dangereuses, par exemple, l’offre de Nexans Fire Safety se concentre sur les câbles à faible risque d’incendie (LFH pour Low Fire Hazard) et sur l’abandon de matériaux obsolètes tels que le PVC.

Au-delà de notre offre de produits et solutions innovants répondant aux besoins de sécurité de nos clients, nous nous donnons pour mission de faire évoluer le secteur vers la mise en œuvre de tests de compatibilité et de certification des systèmes. C’est à la fois une opportunité de garantir la sécurité incendie des nouvelles solutions et un besoin de plus en plus urgent.

Par exemple, Nexans a récemment adopté une approche systémique dans son offre de recharge pour véhicules électriques. Nous avons sélectionné des partenaires clés pour construire une solution intégrée, ce qui nous a permis de prouver la viabilité de cette approche.

Défis et opportunités

La création de bâtiments plus sûrs nécessite un changement des mentalités en profondeur. Du côté des clients, la décision d’achat ne devra plus se fonder sur le seul coût des composants, mais aussi intégrer le coût total de possession (TCO ou cost-of-ownership) englobant la gestion des risques d’incendie.

Le secteur doit également encourager la collaboration entre les partenaires clés, pour que l’ensemble des parties prenantes y trouvent leur compte, au-delà de la certification et des normes de performance, avec une participation active des organismes d’assurance.

Dans les années à venir, les nouvelles offres devront adopter une approche axée sur les solutions, afin d’insister sur la valeur ajoutée pour les clients, notamment une meilleure protection contre les incendies, la sécurité et la facilité d’installation.

En outre, les approches intégrées des systèmes de sécurité incendie pour les composants électriques sont en phase avec l’évolution du secteur, avec la modélisation des données du bâtiment (BIM), les jumeaux numériques et les technologies IoT.

Franck Gyppaz

Auteur

Franck Gyppaz est responsable du laboratoire de conception de systèmes de sécurité incendie à AmpaCity, le pôle d’innovation de Nexans. Il travaille dans l’industrie du câble depuis plus de 20 ans, s’impliquant dans le domaine de la sécurité incendie et développant des technologies innovantes, des conceptions de câbles et un laboratoire de test incendie avec l’accréditation ISO17025 et la certification UL. Il est également actif dans le domaine de la normalisation, membre de différents groupes au niveau national et international.Sa position l’amène à gérer les relations avec tous les acteurs de l’écosystème de la sécurité incendie pour proposer des systèmes intégrés à nos clients.

L’industrie du bâtiment transformée grâce à
l’impression 3D et la construction modulaire
Électrification de demain
27 juin 2023
10 min
3D printing & modular wiring in buildings

Le secteur du bâtiment et de la construction s’appuie de plus en plus sur les nouvelles technologies et solutions pour répondre à ses différents impératifs : une demande croissante de surface au sol, des normes de plus en plus strictes en matière de durabilité et de sécurité, la hausse des coûts et la pénurie de main-d’œuvre qualifiée.

La demande de bâtiments résidentiels, commerciaux, industriels et de haute sécurité étant amenée à augmenter dans les années à venir, des méthodes de construction plus efficaces seront nécessaires. Aujourd’hui, le secteur se tourne entre autres vers l’impression 3D, les drones, la robotique et la construction modulaire.

Au cœur de cette évolution du secteur du bâtiment et de la construction se trouve la demande croissante en électricité, qui devrait augmenter de 20 % d’ici à 2030. Les constructions futures devront tenir compte de cette évolution, qui se traduira par un plus grand nombre de câbles électriques, de connecteurs, de systèmes et de sous-systèmes, mais aussi d’installations et d’opérations plus intelligentes et plus sûres.

L’impression 3D, bientôt incontournable ?

L’impression 3D, qui était encore récemment une source de curiosité, est aujourd’hui un outil crédible dans le secteur de la construction. Également connue sous le nom de « fabrication additive », cette technologie est en passe de transformer le secteur, en réduisant considérablement les délais et les coûts de construction. D’autant que les avantages de l’impression 3D ne se limitent pas à la construction sur site, mais permettent aussi de préfabriquer des éléments de construction hors site : une autre application majeure, qui renforce encore son attrait.

L’une des initiatives phares dans ce domaine est la Dubai 3D Printing Strategy, qui prône l’impression 3D pour un quart des bâtiments de Dubaï d’ici 2030. Citons par exemple le complexe de bureaux de 250 mètres carrés abritant le siège de la Dubai Future Foundation (DFF) et la municipalité de Dubaï, réalisé par la société de construction robotique Apis Cor.

Les avantages de l’impression 3D dans le secteur de la construction ont été mis en évidence lors de la conférence Construction Technology ConFex de 2023 :

  • Rapidité et efficacité : le processus de fabrication additive couche par couche de l’impression 3D peut réduire considérablement le temps de construction par rapport aux approches classique, permettant d’achever les projets plus rapidement.
  • Réduction des coûts : en optimisant l’utilisation des matériaux et en réduisant les besoins en main-d’œuvre, l’impression 3D permet de réduire les coûts de construction.
  • Personnalisation : l’impression 3D permet de créer des designs personnalisés et des éléments architecturaux complexes et uniques, difficiles à réaliser avec des méthodes de construction classiques, qui permettent aux architectes et aux concepteurs d’explorer des possibilités de conception innovantes.
  • Construction durable : la fabrication additive permet d’utiliser uniquement la quantité de matériaux nécessaire, et donc de limiter le gaspillage, pour plus de durabilité dans la construction.

Toutefois, certains défis restent à relever :

  • Limites en matière d’échelle et de dimensions : la mise à l’échelle de l’impression 3D pour des bâtiments ou infrastructures de grande dimension reste une difficulté. Les technologies actuelles ne peuvent pas toujours produire efficacement des structures au-delà d’une certaine taille.
  • Intégrité structurelle et assurance qualité : il est essentiel de garantir l’intégrité structurelle et la durabilité à long terme des composants imprimés en 3D. Des tests rigoureux et des processus d’assurance qualité sont nécessaires pour répondre aux normes de sécurité.
  • L’intégration de systèmes électriques et d’autres services dans des structures imprimées en 3D nécessite une planification et une coordination minutieuses pour garantir un bon fonctionnement.
  • Considérations réglementaires et juridiques : à mesure que l’impression 3D se généralise dans la construction, des cadres réglementaires et des normes juridiques doivent être établis pour répondre aux exigences en matière de sécurité, de responsabilité et de conformité.

Robots et drones : de nouveaux paradigmes pour les chantiers de construction

La technologie des robots de construction est passée de la science-fiction à la réalité en un temps record. Un rapport de MarketsandMarkets prévoit que le marché des robots de construction atteindra 166,4 millions de dollars d’ici 2023, soit un taux de croissance annuel composé de 16,8 % entre 2018 et 2023. Selon un rapport IDC publié en janvier 2020, la demande de robots de construction augmentera d’environ 25 % par an jusqu’en 2023.

Les robots offrent de nombreuses possibilités : ils peuvent poser des briques, souder, actionner des pelleteuses. Les drones autopilotés sont capables de parcourir et de cartographier les chantiers de construction et d’en surveiller l’avancement. Il est communément admis que les robots dispenseront les ouvriers d’effectuer certaines tâches répétitives et dangereuses, tout en aidant le secteur à relever les défis de la productivité et de la pénurie de main-d’œuvre.

Un exemple : le robot de chantier semi-autonome Jaibot de Hilti. Conçu pour aider les entrepreneurs en mécanique, électricité et plomberie (MEP), Jaibot utilise les données BIM pour localiser et percer des trous pour les installations d’électricité et de plomberie en intérieur.

Certaines technologies, qui n’avaient pas été immédiatement adoptées par le secteur de la construction ces deux dernières années, ont maintenant trouvé leur place. D’un objet de curiosité, elles sont devenues un outil crédible.

Le câblage modulaire transforme le paysage électrique

Le câblage modulaire, dont les origines remontent au milieu des années 1990, révolutionne le paysage électrique en proposant une technologie plug-and-play au lieu des méthodes d’installation classiques. Il s’agit d’une solution à la fois rapide, sûre et facile pour connecter les circuits depuis le tableau électrique jusqu’au point de connexion final. Le câblage modulaire, initialement utilisé dans les bâtiments de haute sécurité tels que les établissements de santé, est aujourd’hui largement utilisé dans les écoles et les bâtiments publics, où il apporte des solutions à la pénurie de main-d’œuvre et aux impératifs réglementaires.

Au cours des 30 dernières années, le câblage modulaire a gagné en popularité pour devenir une alternative rentable et pratique aux installations électriques classiques. Il offre de nombreux avantages tout au long du processus de construction, depuis la conception et l’exploitation, jusqu’à la fin de vie. Les gouvernements, les constructeurs et les entrepreneurs en électricité ont progressivement acquis une certaine confiance dans la sécurité, la rentabilité et l’efficacité du câblage modulaire, tant dans le cadre des nouvelles constructions que des rénovations.

Pour répondre à la demande croissante de surface au sol, les architectes et les constructeurs s’appuient de plus en plus sur les techniques de la construction modulaire. Selon une étude récente de MarketsandMarkets, le marché mondial de la construction modulaire devrait passer de 91 milliards de dollars en 2022 à 120,4 milliards de dollars en 2027, soit une augmentation de 5,7 % entre 2022 et 2027.

Cette tendance est motivée par le besoin d’approches innovantes et la pénurie constante de main-d’œuvre qualifiée. Le câblage modulaire, au même titre que d’autres sous-ensembles et composants, peut contribuer à améliorer la productivité et les performances, tout en offrant une vision globale des coûts, y compris pour la fin de vie, les déchets et la sécurité. À mesure que le secteur s’oriente vers la préfabrication et la construction hors site, le câblage modulaire progresse, apportant des réponses aux exigences gouvernementales, aux impératifs de réduction des coûts, aux questions de qualité et de sécurité, tout en réduisant les effets sur l’environnement.

Câbler l’avenir

Les plus grands défis pour le secteur, à l’avenir, seront le changement des mentalités face aux nouvelles technologies et méthodes de construction, ainsi que l’apparition de critères de mesures plus complets.

Dans ce nouveau contexte, les câbles électriques ne devraient pas être considérés comme une simple marchandise et, à ce titre, être sélectionnés sur d’autres critères que leur seul prix, comme leur modèle, leurs matériaux, leur niveau de sécurité, etc. Ce changement de système de mesure prend en compte la performance, le risque et la durabilité comme des critères essentiels dans l’évaluation globale d’un projet de construction.

En Océanie, Nexans accompagne ses clients dans leur démarche de transition énergétique en leur proposant une solution complète de câblage modulaire. Il s’agit d’une solution efficace et durable pour réduire les déchets électriques sur les sites et les coûts d’installation. Elle englobe également les tableaux électriques, le câblage des couloirs, le câblage intérieur et les accessoires en bout de circuit.

La gestion de l’information et la conception des bâtiments étant de plus en plus détaillées dès le stade de la conception, le câblage modulaire gagne du terrain. En outre, les difficultés de l’approvisionnement et les coûts des matériaux incitent les professionnels de l’électricité à inclure le câblage modulaire dans leurs appels d’offres et leurs phases de conception.

Les solutions de câblage modulaire sont prometteuses et devraient continuera à gagner en popularité, en raison des avantages qu’elles offrent en termes de réduction des coûts, de fiabilité, de facilité d’installation, de sécurité, de qualité et de durabilité.

 

Souvent considéré comme une industrie de commodité, le secteur de la construction n’échappe pas à la tendance des nouvelles technologies et de l’innovation. Il a aujourd’hui à sa disposition une multitude d’outils et de solutions qui révolutionnent non seulement les processus, mais aussi les méthodes de travail et la préparation des chantiers. De nombreuses innovations s’avèrent déjà indispensables pour améliorer l’organisation des chantiers, la qualité du travail et l’efficacité des équipes. Les projets sont de plus en plus souvent conçus et réalisés en un temps record.

Développement durable, sécurité accrue sur les chantiers, solutions technologiques permettant de gagner du temps et de l’argent, outils numériques pour construire des structures plus respectueuses de l’environnement… L’innovation est omniprésente dans le secteur de la construction.

Christophe Demule

Author

Christophe Demule est Directeur de l’Innovation Bâtiment chez Nexans, au sein du Département Innovation Service et Croissance. Auparavant, il a occupé le poste de vice-président de l’ingénierie pour notre Business Group Industry Solutions & Projects, mettant à profit son expérience dans le domaine de la fabrication. En 2021, il a conçu et lancé la mise en œuvre de la stratégie d’innovation dans le bâtiment avec la création de six Design Labs dans le monde. En mettant l’accent sur l’expérience utilisateur, et en y associant la méthodologie du Design Thinking, les innovations permettent de résoudre les problématiques de nos clients et apportent une valeur ajoutée à toutes les parties prenantes.

IoT et électrification : Les innovations qui façonnent l’avenir
Transformation digitale
18 avril 2023
10 min
Internet of Things IoT

Internet des objets et produits connectés : les enjeux pour le futur

En 2030, on estime que le nombre d’objets connectés s’élèverait à 30 milliards dans le monde, dont 244 millions en France, selon l’ADEME (Agence de la transition écologique) et l’Arcep (Autorité de régulation des communications électroniques, des postes et de la distribution de la presse). Cela vaut aussi bien pour les objets de la vie quotidienne que pour les équipements professionnels.

L’Internet des objets (IoT, « Internet of Things » en anglais) est donc un marché au fort potentiel de développement qui laisse entrevoir de belles opportunités tant pour les particuliers que les professionnels. Avec son développement, l’IoT apporte de nouvelles solutions innovantes pour l’électrification. Les industriels pourront gagner en productivité sur leurs installations et les particuliers pourront réduire leur consommation énergétique. Quel que soit le secteur concerné, sa croissance est de 15 à 20 % par an.

Retour sur le concept, les perspectives d’exploitation pour l’électrification et les enjeux de l’Internet des objets.

Mieux comprendre le principe de l’Internet des Objets

L’Internet des Objets (IoT) est un réseau d’appareils connectés comprenant des microprogrammes intégrés, des capteurs et une connectivité permettant de communiquer avec l’internet. Il peut s’agir d’appareils électroménagers, de compteurs électriques ou de tourets.

L’IoT permet à ces produits de base de devenir “intelligents”. Ils peuvent ainsi collecter des données, les traiter localement, les partager en ligne ou avec d’autres appareils pour une analyse plus approfondie. Ils peuvent ensuite prendre des mesures pour améliorer les opérations ou automatiser des tâches.

Le transfert de données en ligne permet de mettre en place un écosystème intelligent, où l’usage des équipements est réfléchi et modulable. On parle alors de Smart Home pour un logement, de Smart City pour une ville, ou de Smart Grid pour un réseau électrique. Avec 35 millions de compteurs intelligents en France, l’électrification est l’un des secteurs les plus numérisés grâce à l’IoT. Celui-ci est d’ailleurs amené à évoluer encore avec l’annonce d’Enedis de déployer 250 000 capteurs sur le réseau en France dans les 5 prochaines années.

Le potentiel d’exploitation offre de nombreuses perspectives. C’est notamment le cas d’un environnement domotique capable d’administrer la consommation énergétique d’un lieu. Afin que la communication demeure effective entre les objets connectés, il est nécessaire de prévoir l’aménagement de dispositifs dédiés. Parmi ceux-ci figurent des modules à ondes radio, des capteurs, des routeurs cellulaires, ainsi que des passerelles. Des équipements indispensables pour gérer les flux de données et faire face aux enjeux de l’Internet des objets.

Les contribution de l’IoT à l’électrification : des solutions innovantes

L’Internet des objets (IoT) offre de nombreuses solutions pour l’électrification en créant de la valeur pour les consommateurs et les entreprises :

  • Gestion de la consommation d’énergie : l’IoT peut aider les consommateurs à surveiller leur consommation d’énergie et à la gérer de manière plus efficace en leur permettant de suivre en temps réel leur consommation d’électricité et de gaz. Les appareils intelligents connectés peuvent également être programmés pour éteindre automatiquement lorsqu’ils ne sont pas utilisés, réduisant ainsi les coûts d’énergie.
  • Surveillance des équipements : grâce à l’IoT, les entreprises peuvent surveiller à distance leurs équipements, tels que les panneaux solaires et les éoliennes, pour s’assurer qu’ils fonctionnent correctement et optimiser leur production d’énergie.
  • Stockage de l’énergie : l’IoT peut jouer un rôle dans la gestion du stockage de l’énergie, en aidant à la surveillance des niveaux de stockage et en optimisant la charge et la décharge des batteries.
  • Réduction des coûts : l’IoT aide à réduire les coûts d’exploitation et de maintenance en permettant une maintenance prédictive, en réduisant les temps d’arrêt et en optimisant la supply chain et l’utilisation des ressources.
  • Optimisation des réseaux : l’IoT permet d’optimiser les réseaux électriques en surveillant la demande d’énergie en temps réel et en ajustant la production en conséquence. Cela peut favoriser une réduction des coûts de production d’énergie et une optimisation de la distribution de l’énergie.

Les défis et les enjeux des produits connectés

Qu’ils soient d’ordre pratique ou économique, on distingue plusieurs enjeux à l’exploitation de l’Internet des objets.

La communication IoT

Lorsque vous avez des produits répartis partout dans le monde, le premier défi à relever est la connectivité / connexion. Cela passe par les centres-villes jusqu’aux zones les plus isolées, qui sont moins couvertes par les réseaux de télécommunication. Pour relever ce défi et garantir une meilleure évolutivité, Nexans utilise différents protocoles de communication et s’associe à des opérateurs de télécommunications du monde entier.

Il est nécessaire de prévoir l’intégration des composants précédemment évoqués, comme des routeurs ou des capteurs. Le déploiement d’un réseau IoT s’appuie sur trois grands principes :

  • la portée des équipements et des produits connectés ;
  • la consommation énergétique ;
  • les besoins et la capacité de la bande passante.

À l’échelle locale, nationale ou mondiale, il faut donc adapter les moyens disponibles à la complexité de l’infrastructure. D’où l’importance de mettre en place des partenariats entre différents experts, à l’instar de celui entre Nexans et Orange initié en 2020.

La cybersécurité dédiée à l’IoT

Si l’efficacité des systèmes IoT est un enjeu incontournable, la cybersécurité doit toujours être au cœur de tout déploiement IoT. En effet, le développement des produits connectés multiplie le risque d’attaques car ceux-ci collectent des données sensibles et représentent une porte d’accès aux systèmes de l’entreprise, souvent ciblée par les pirates informatiques (“hackers”). Cela peut passer par différents supports tels que les ordinateurs ou les objets connectés eux-mêmes.

Une simple caméra peut constituer une porte d’entrée pour accéder au système core. À titre d’exemple, un casino londonien a été victime d’un vol de données. Les hackers ont exploité les failles d’un thermomètre connecté d’un aquarium, lui-même relié au réseau du casino. Il est donc primordial d’instaurer des protocoles de sécurité rigoureux quant à l’Internet des objets. D’apparence anodine, le moindre équipement peut présenter un risque.

Le business model de l’IoT

Bien qu’il faille considérer la complexité d’intégration, les perspectives de déploiement de l’IoT à grande échelle sont viables. Dans le cadre d’une industrialisation ou d’une exploitation dans la supply chain, l’Internet des objets présente de nombreux avantages :

  • des flux de marchandises plus fluides avec suivi et mises à jour en temps réel ;
  • un travail collaboratif qui gagne en efficacité entre les différents services ;
  • une meilleure organisation dédiée au suivi et au transit des marchandises ;
  • une collecte de données rapide et sécuritaire ;
  • un contrôle des stocks accrus.

Par ailleurs, le service client se veut plus réactif, notamment dans la gestion des problèmes ou des retards de livraison.

Ultracker : la solution Nexans pour optimiser les flux de la supply chain

Chez Nexans, nous avons développé la solution digitale Ultracker, une solution innovante utilisant le potentiel de données collectées via des capteurs IoT, l’intelligence artificielle et les services d’hébergement cloud.

Cette solution permet à nos clients Installateurs et Utilities

  1. d’optimiser leurs « working capital » et les flux logistique
  2. de réduire leur impact carbone en favorisant les retours de tourets de câbles vides plus rapidement.
  3. de réduire les perte et prévenir les vols de câbles.

Grâce aux capteurs IoT intégrés dans nos tourets de câbles, mais également sur nos flottes logistiques de transport ainsi que nos produits autour du câble, nos clients bénéficient d’une meilleure traçabilité, d’un meilleur contrôle des stocks et d’une surveillance à distance des chantiers. Cela limite le gaspillage des matières premières et des équipements.

L’expertise Nexans dans le domaine de l’IoT et les solutions mises en place avec nos partenaires permettent de gérer le cycle de vie des produits et système de câbles, de leur livraison sur chantier au contrôle de la longueur résiduelle des câbles avant leur enlèvement. L’adoption de la solution Ultracker par un leader européen de la distribution électrique montre que le monitoring des câbles via l’IoT permet d’économiser +1 million d’euros par an.

Big data et IA dans l’énergie : le tournant de l’électrification
Transformation digitale
01 mars 2023
12 min
Big data & AI

L’intelligence artificielle (IA) n’est pas si récente qu’on peut le croire. Les premiers modèles remontent aux années 70, mais ces concepts sont restés théoriques jusqu’à ce que nous soyons réellement capables d’apprendre aux ordinateurs à penser par eux-mêmes. Aujourd’hui, l’intelligence artificielle est partout. Elle permet aux ordinateurs et aux appareils connectés au cloud de reproduire des comportements humains tels que le raisonnement, la planification et la créativité. L’intelligence artificielle dépend principalement de la quantité de données qui lui sont fournies. C’est là que le big data joue un rôle déterminant. Avec l’augmentation de la collecte et de l’analyse des données numériques, le big data et l’IA apparaissent désormais comme de riches domaines d’opportunités pour les professionnels de l’électrification.

Le big data et l’IA pour une gestion plus intelligente de l’énergie

Le big data est une tendance majeure dans le secteur de l’énergie. Le réseau électrique devient un réseau intelligent grâce aux données collectées à partir de sources diverses, telles que les compteurs intelligents, les capteurs, les jumeaux numériques. Une fois stockées, ces données constituent une ressource inestimable pour l’industrie afin de prendre de meilleures décisions en matière de production et de consommation d’énergie.

L’électricité a été déployée à grande échelle à la fin du XIXe siècle, ce qui correspond à la première vague d’électrification, de 1880 à 1920. Cette période a vu l’adoption généralisée de l’énergie électrique dans l’industrie et le développement du premier réseau électrique. Est arrivée ensuite la deuxième vague d’électrification, entre 1920 et 1950, avec l’expansion du réseau électrique dans les foyers et le développement de nouveaux appareils électriques tels que les réfrigérateurs, les machines à laver… Au cours de la troisième vague d’électrification, de 1980 à aujourd’hui, nous avons assisté à la croissance de la révolution numérique et au développement de nouvelles technologies telles que les ordinateurs, Internet et les téléphones portables.

Aujourd’hui, la quatrième vague d’électrification, appelée Électricité 4.0, se caractérise par l’intégration de technologies numériques telles que l’intelligence artificielle (IA), l’Internet des objets (IoT) et l’analyse avancée des données dans l’infrastructure électrique.

L’objectif de l’électricité 4.0 est de créer un système électrique plus intelligent, plus efficace et plus durable, capable de répondre à l’évolution rapide de la demande (+20% d’ici 2030, +40% d’ici 2040).

L’électricité 4.0 devrait permettre d’optimiser l’utilisation des actifs existants, d’intégrer les sources d’énergie renouvelables dans le réseau, d’accroître l’efficacité énergétique, de réduire les émissions de gaz à effet de serre, d’améliorer la stabilité du réseau, de réduire les coûts pour les clients et de fournir des services énergétiques plus fiables et plus flexibles aux clients.

De plus, l’IA générative et les modèles adjacents changent la donne. En effet, la technologie de support atteint un nouveau niveau, le temps de développement des applications est réduit et des capacités puissantes sont mises à la portée des utilisateurs non techniques.

Tout récemment, nous avons vu le buzz autour de ChatGPT et ce qu’il peut accomplir. Par exemple, si nous posons la question “quel est l’impact du big data et de l’IA sur l’électrification”, nous devons admettre que la réponse de ChatGPT n’est peut-être pas parfaite mais elle est tout de même très impressionnante.

Explique comment le big data et l'intelligente

Ces technologies auront certainement un impact sur le monde de l’électrification. Mais l’IA dépend principalement de la quantité et de la qualité des données qui seront utilisées pour apprendre. Le big data fournit les capacités de stockage et de traitement nécessaires pour éduquer l’IA en la nourrissant d’un grand nombre d’informations.

Le Machine Learning et l’IA constituent le combo gagnant pour exploiter efficacement le big data. Il s’agit d’identifier des modèles via le data mining et plus généralement la data science.

Big data: le cloud a gagné

A l’ère du big data, la fameuse vague 2 de ” move to cloud ” annoncée par les fournisseurs est en cours et s’accélère. Pour rappel, la première phase de migration vers le cloud est la phase de découverte qui permet d’analyser les forces et faiblesses d’une infrastructure et de déterminer les besoins futurs.

Le nombre de détracteurs diminue chaque jour, les questions de confidentialité et de souveraineté sont à la fois résolues par les engagements stratégiques des “clouders” et balayées par la facilité d’utilisation… Tous les secteurs – banques, télécoms, assurances, etc. – adoptent rapidement des solutions de big data hébergées dans le cloud.

Les premiers changements de paradigme apparaissent dans le monde de l’électrification, sous l’impulsion notamment d’opérateurs tels que Total Energie ou Schneider. On peut également noter la prédominance des services estimés Azure de Microsoft Vs Aws d’Amazon dans le domaine du cloud public lié au big data.

Explorer les défis de l’IA générative et du Big Data en 2023

L’IA générative promet de faire de 2023 l’une des années les plus passionnantes pour l’IA et, par extension, pour le big data !

Il ne faut pas oublier que les prouesses de ChatGPT sont basées sur le net enregistré en 2021, mais, comme pour toute nouvelle technologie, le pragmatisme et la mesure sont de mises, car la technologie présente de nombreux défis :

  • Ethique : quelle souveraineté pour les données ? Quelle protection pour les données personnelles ? Quel engagement de transparence et de lisibilité par les acteurs ?
  • Environnement : L’IA et le big data constituent un paradoxe dans la mesure où ils sont à la fois une solution pour optimiser la consommation d’énergie et la mobilisation des ressources, mais aussi une cause de cette augmentation ;
  • Cybersécurité : L’IA et le big data dans le domaine de l’énergie reposent en grande partie sur des instruments de mesure, donc sur l’IoT, offrant une surface de sécurité toujours plus importante ;
  • Modèle économique : si la valeur de l’IA dans le domaine de l’énergie n’est plus à démontrer, le modèle économique associé aux services est très complexe. Par exemple, si l’on prend le segment résidentiel, l’assistant virtuel Chat GPT a fait le buzz tout comme Amazon avec l’annonce d’un licenciement massif, notamment de la division Alexa (l’assistant virtuel d’Amazon), dans la même semaine ;
  • Talents : le développement de services numériques nécessite l’intégration d’excellentes compétences techniques, mais pas seulement. C’est l’ensemble du modèle opérationnel qui est à reconstruire. La dimension humaine est l’un des plus grands défis portés par l’IA et le big data : attractivité, sens du travail, conditions, etc.

L’analyse du big data combinée à l’intelligence artificielle comporte également divers risques. Parmi les principales préoccupations, citons les conséquences involontaires de la prise de décision automatisée, le risque accru de cyberattaques en raison de la dépendance à la technologie, les prédictions inexactes conduisant à de mauvaises décisions, la confiance excessive dans les algorithmes au lieu du jugement humain, le manque de transparence dans le processus de développement, etc….

Big data et IA pour Nexans

L’IA dans le domaine de l’énergie est le plus souvent portée par un système phygital, c’est-à-dire logiciel + matériel. A cet effet, une part importante de notre travail en termes d’IA et de big data concerne la mise en place d’un apprentissage basé sur les réseaux neuronaux. Le rôle de ces derniers est de traduire en chiffres des images ou des textes issus d’instruments de mesure (thermomètres, drones, etc.). L’objectif de ces approches est de comprendre les récurrences, de les dater, de les prédire et de les localiser. Nous sommes dans l’IA pour le “grid sensing”.

L’une des activités importantes dans le domaine de l’électrification est la surveillance des réseaux pour tous les segments : production, transmission, distribution et utilisation de l’électricité dans les bâtiments et les industries. Cela nécessite le développement et la mise en œuvre de capteurs qui mesurent l’activité électrique tout au long de la chaîne de valeur.

C’est déjà le cas dans les économies développées à la maison ou dans l’industrie avec les Smartmeters. Les lignes de transmission à haute tension font également l’objet d’un contrôle systématique de la température et de la tension. Les réseaux de distribution d’électricité à moyenne tension et les réseaux de raccordement des énergies renouvelables distribuées sont moins fréquemment surveillés. Il est donc essentiel d’obtenir des données sur l’ensemble de la chaîne de déploiement de l’électricité.

Une deuxième activité importante est l’analyse des données afin d’optimiser les produits ou les systèmes, ce qui est au cœur de l’intelligence artificielle et du big data.

En termes techniques, nous mobilisons les technologies développées essentiellement pour le domaine du traitement du langage naturel avec les réseaux neuronaux récurrents et plus précisément les réseaux neuronaux convolutifs. En d’autres termes, les infrastructures technologiques de ChatGPT & DALL-E.

Une transition énergétique sur le long terme

Le big data est un sujet tendance qui a d’énormes implications pour le secteur de l’énergie. C’est un outil puissant qui peut être utilisé pour améliorer l’efficacité des systèmes, de la production et de la consommation d’énergie. Il peut également être utilisé pour améliorer les réseaux électriques et les technologies intelligentes.

Grâce au big data, il est possible d’explorer différents scénarios et objectifs liés à la transition énergétique. Cette technologie permet notamment d’analyser comment les différents systèmes et sources d’approvisionnement sont interconnectés et comment ils pourraient être optimisés sur le long terme. Ainsi, elle offre une perspective inestimable pour atteindre une certaine autonomie dans un objectif de transition énergétique à long terme.

Les 3S (smart, small & selectivity) sont les défis des années à venir. Abordés de manière désordonnée aujourd’hui, ils deviendront demain les véritables défis des applications de l’IA :

  • Smart data : Comprendre et surveiller les écosystèmes locaux.
  • Small data : Limiter l’utilisation du big data, très énergivore.
  • Selectivity : Optimiser les ressources nécessaires.
La puissance des jumeaux numériques : révolutionner les stratégies de réduction des émissions de carbone
Transformation digitale
23 février 2023
11 min
Digital twins

Utiliser les jumeaux numériques pour réduire les émissions de CO2

Mentionnée pour la première fois en 1991 par David Gelernter, l’idée du “jumeau numérique” a été appliquée par la NASA dans les années 1960 avec le programme Apollo. C’est l’agence spatiale qui a inventé le terme “jumeau numérique”.

Le concept de jumeau numérique consiste à reconstituer des objets, des processus ou des services physiques dans un environnement virtuel. Son utilisation contribue à améliorer la conception et la fonctionnalité des systèmes, à optimiser leur maintenance et à diagnostiquer d’éventuels problèmes. Les jumeaux numériques sont également devenus de puissants outils d’aide à la décision pour la planification stratégique.

Quel est le principe derrière les jumeaux numériques ?

Un jumeau numérique (Digital twins – DT) est une représentation virtuelle d’un service ou d’un objet physique. Cela va des objets les plus simples aux plus complexes tels que des composants, des pièces mécaniques, des engrenages, des bâtiments, des villes ou encore des réseaux électriques aussi grands qu’un pays. Il comprend également la numérisation des processus industriels.

Le jumeau numérique génère des simulations afin d’observer un scénario potentiel. Les résultats peuvent changer en fonction d’une multitude de facteurs, tels que les conditions environnementales.

au numérique permet de raccourcir la durée de la phase de conception, mais aussi de réduire les coûts d’exploitation et de maintenance. L’utilisation des jumeaux numériques est souvent combinée avec d’autres technologies numériques, telles que l’Internet des objets (IoT), l’intelligence artificielle, le cloud computing. Les principaux domaines d’application se retrouvent dans des secteurs aussi divers que la santé, l’aérospatiale, l’énergie et l’automobile.

Les trois types de jumeaux numériques
Il existe 3 catégories de jumeaux numériques :

Jumeaux numériques de produit

Une représentation virtuelle d’un composant unique ou d’un ensemble plus vaste d’un objet physique, tel qu’un moteur de voiture ou un pont routier.

Jumeaux numériques de processus

Une vue numérique de l’ensemble d’un processus de fabrication ou d’un flux de logistique et de chaîne d’approvisionnement

Jumeaux numériques de systèmes

Une image multidimensionnelle générée d’un système plus complexe tel qu’un bâtiment ou même une ville.

Fonctionnement et conception d’un jumeau numérique

Les jumeaux numériques sont des outils accessibles à un large panel d’utilisateurs. De nombreuses fonctions peuvent bénéficier de leur mise en œuvre :

  • Les concepteurs et les ingénieurs peuvent construire des architectures de réseau optimisées en termes d’efficacité et de coût, ou simuler la résistance d’une machine dans des conditions environnementales sévères (par exemple, le comportement d’une turbine d’avion vibrant à haute fréquence).
  • Les responsables de la chaîne d’approvisionnement et de la production peuvent surveiller des systèmes, tels qu’un réseau électrique ou des flux logistiques, et anticiper des dysfonctionnements ou des défaillances (par exemple, ils peuvent prévoir l’impact d’une perturbation majeure des flux logistiques ou d’une pénurie de matières premières sur l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement).
  • Les planificateurs et gestionnaires d’investissements peuvent évaluer les impacts de scénarios alternatifs d’arbitrage entre les dépenses d’entretien et les dépenses d’investissement.

Les jumeaux numériques reposent sur trois éléments principaux :

  • Collecte et organisation des données du monde réel pour créer la réplique virtuelle. Cette étape n’est pas seulement basée sur des données mais recueille également des équations physiques, la modélisation lorsqu’elle existe de l’interaction entre les composants du système.
  • Traitement par l’utilisateur des données au moyen d’une interface permettant d’effectuer des configurations ainsi que de visualiser les résultats de la simulation et donc “d’interagir” avec le jumeau numérique.
  • L’analyse et la puissance de calcul rendues possibles par les technologies cloud capables de traiter des quantités massives de données et de modéliser des systèmes multidimensionnels très complexes et leurs interactions.

Comme pour tout programme majeur de transformation numérique, la mise en œuvre de routines d’évaluation des risques de cybersécurité, de procédures d’atténuation et d’une organisation dédiée sont des prérequis importants avant de lancer un programme de jumelage numérique.

D’ici 2027, les entreprises et autres acteurs de ce marché devraient dépenser jusqu’à 73 milliards de dollars pour les jumeaux numériques, et le marché devrait connaître une croissance de 30 à 45 %. En outre, les jumeaux numériques pourraient augmenter la vitesse de mise sur le marché de 50 % et la qualité des produits proposés de 25 %.

Quels sont les principaux avantages des jumeaux numériques ?

Les entreprises qui adoptent une stratégie de conception de jumeaux numériques peuvent dégager une valeur considérable :

  • Capacité à prendre des décisions plus éclairées dans des environnements complexes grâce à une meilleure compréhension de l’impact sur de multiples indicateurs de multiples possibilités. Il s’agit d’un outil d’aide à la décision capable d’exécuter des milliers ou des centaines de milliers de scénarios et d’en analyser les conséquences et les goulets d’étranglement.
  • Renforcer la gestion des risques en testant les plans d’atténuation pour répondre à des scénarios extrêmes (par exemple, en simulant la propagation d’un incendie dans un bâtiment pour identifier les voies d’évacuation optimales).
  • Capacité à réagir en temps quasi réel à l’état des équipements critiques (par exemple en équilibrant la charge du réseau électrique pour réduire ou éliminer la congestion locale).
  • Réduction des cycles de développement de nouveaux produits grâce à l’essai virtuel de prototypes alternatifs, conçus en fonction du coût.
  • Réduction des coûts d’exploitation grâce à une optimisation de la productivité et de l’efficacité des lignes de fabrication.
  • Amélioration de la qualité des produits grâce à la surveillance des capteurs en temps réel et à un meilleur contrôle des paramètres du processus de production.
  • Création de services personnalisés, de nouvelles offres et de nouveaux modèles commerciaux : passage de la maintenance périodique à la maintenance prédictive.
  • La gestion et le partage des connaissances, comme la codification des meilleures pratiques informelles mises en œuvre dans l’atelier en procédures opérationnelles standard.

Comment Nexans utilise les jumeaux numériques pour une électrification décarbonée ?

Le monde qui nous entoure, nos vies et notre mobilité devront être plus électriques à l’avenir car l’électrification est l’un des leviers immédiatement actionnables pour combattre et limiter les impacts du changement climatique. Les réseaux d’énergie doivent toutefois être fiables, car un avenir électrique ne pourra pas se permettre des coupures de courant. Plus nous devenons dépendants du réseau, plus ces systèmes doivent devenir résilients.

En partenariat avec Cosmo Tech et Microsoft, Nexans développe une solution de jumeau numérique dédiée aux réseaux électriques. Les opérateurs de réseaux bénéficieront d’un logiciel puissant leur permettant de réduire leur empreinte carbone en adoptant de nouvelles politiques d’investissement et de maintenance, tout en préservant leur rentabilité en maximisant la valeur de leurs infrastructures.

En s’appuyant sur les données du monde réel, Nexans agit également sur l’installation, l’exploitation et la maintenance des réseaux électriques. En s’appuyant sur les données des capteurs installés sur le réseau, Nexans fournit une vue en temps quasi réel des zones de congestion du réseau et peut également détecter et localiser les pannes imminentes avant même qu’elles ne se produisent.

Pour atteindre ses objectifs en termes de dimensions financières, environnementales et sociales, Nexans a construit sa propre solution Digital Twin E³, un outil de performance commerciale aussi puissant qu’unique. Cet outil mesure et surveille la performance sur la base de trois indicateurs clés de performance, à savoir le rendement du capital investi, le rendement environnemental du carbone employé et le rendement des compétences employées.

Quelle est la principale leçon à tirer des jumeaux numériques ?

Le jumeau numérique vient enrichir les compétences humaines avec une intelligence augmentée. Sa conception et son déploiement font appel à des outils de modélisation, à l’analyse de données et à une grande puissance de calcul pour prédire différentes issues à des scénarios dans toute l’entreprise. Un des grands avantages des jumeaux numériques : ils prennent en compte les données et interactions futures ou les équations entre les composants qui n’existent pas nécessairement dans les données passées.

Situés à la croisée de l’intelligence artificielle, de l’analyse des données et de l’internet des objets, les jumeaux numériques ouvrent des possibilités de productivité et de performance inexploités à une variété d’utilisateurs. Des responsables de l’ingénierie et de la chaîne d’approvisionnement aux décideurs de haut niveau, les jumeaux numériques nous plongent dans l’industrie du futur.

Olivier Pinto

Auteur

Olivier Pinto est Directeur de l’Innovation de Nexans en charge des services et solutions numériques pour les réseaux électriques. Il dirige une équipe d’experts en réseaux électriques développant un portefeuille d’offres innovantes conçues pour résoudre les problèmes et relever les défis auxquels sont confrontés les opérateurs de réseaux électriques, en s’appuyant sur un solide écosystème de partenaires technologiques. Olivier a rejoint Nexans en 2001 et a occupé divers postes dans les domaines de la R&D, de l’exploitation et des ventes et du marketing. Il est titulaire d’un Master en Sciences de l’Ecole de Chimie, Physique et Electronique de Lyon, France.

Solutions de sécurité incendie électrique : protéger les vies et les biens
Électrification de demain
01 février 2023
13 min
Fire safety

L’électrification sûre et durable est au cœur de notre mission

On dénombre plus de 1,1 million d’incendies chaque année en Europe. Cela signifie qu’un incendie se déclare toutes les 30 secondes. L’impact sur la vie humaine est énorme : les incendies font 4 000 morts et 134 000 blessés par an. L’impact économique est également considérable, les coûts se chiffrant en milliards. Dans sa Revue Mondiale des Sinistres de 2022, Allianz a cité l’incendie comme la plus importante cause identifiée de pertes pour les assureurs d’entreprises, ayant entraîné plus de 18 milliards d’euros de dédommagements sur cinq ans. On estime que 70 % de ces entreprises touchées par un incendie ne redémarrent pas.

Les dernières recherches de la FEEDS (Forum for European Electrical Domestic Safety) montrent que 25 % des incendies sont causés par des défaillances électriques. Celles-ci sont souvent le résultat d’installations électriques obsolètes et surchargées, ou bien dues aux appareillages électriques.

Le vieillissement des infrastructures n’est qu’un aspect du problème. À l’échelle mondiale, la croissance démographique rapide et l’urbanisation accélérée signifient que le nombre d’utilisateurs d’électricité augmente chaque jour. Dans ce contexte, la consommation d’électricité continue de croître, la demande devant augmenter de 20 % d’ici à 2030 et de 40 % d’ici à 2040.

Les nouveaux modes d’utilisation de l’électricité génèrent de nouveaux risques. Des tablettes aux smartphones, nous nous appuyons de plus en plus sur des appareils numériques fonctionnant à l’électricité. Parallèlement, l’essor des véhicules électriques et la généralisation de la production solaire sur les toits alourdissent la charge pesant sur les systèmes de câblage domestiques, augmentant ainsi les risques d’incendie.

Cette électrification accrue a un impact fort : selon une étude de la NFPA (National Fire Protection Association) les équipements de distribution électrique, d’éclairage et de transfert d’énergie sont responsables de la moitié des incendies domestiques impliquant une panne ou un dysfonctionnement électrique. Connaissant l’impact dévastateur du feu, une telle menace exige une réponse adéquate pour protéger les biens et les personnes.

Comment les systèmes électriques contribuent-ils à un monde plus sûr ?

Les câbles constituent l’ossature électrique d’un bâtiment, présents partout et en grande quantité pour transporter de l’énergie et des données. Ils relient les pièces et les étages, traversent les murs sans interruption, et leur nombre ne cesse d’augmenter avec les nouveaux usages énergétiques. Comme les câbles et les fils sont généralement dissimulés dans les murs, les sols et les plafonds, il est facile d’oublier qu’ils sont là. Pourtant, un immeuble de bureaux typique compte plus de 200 kg de câbles par 100 m². Il est donc essentiel de s’assurer que les câbles ne seront pas un vecteur de propagation des flammes à travers le bâtiment.

Ces dernières années, l’accent a été mis sur l’amélioration des performances en matière d’incendie en réponse à de nouvelles réglementations, telles que le règlement européen sur les produits de construction (CPR). Nexans est profondément engagé dans ce processus, travaillant avec ses partenaires, clients, et organismes de standardisation pour promouvoir la sécurité incendie électrique dans les bâtiments, et adopter des normes de sécurité plus élevées, tant au niveau national qu’international.

Lutter contre la propagation des incendies

Les câbles ne représentent pas un danger en tant que tel, mais du fait de leur omniprésence, ils peuvent servir de combustible pour le feu et être un vecteur de propagation des flammes : un incendie qui se déclare dans une installation électrique verticale comprenant des câbles peu performants atteindra le premier étage du bâtiment en moins de trois minutes, et continuera à se propager de plus en plus vite.

Chez Nexans, nous avons pour objectif de révolutionner la sécurité des bâtiments, des infrastructures et des habitations, en utilisant notre expertise technologique pour concevoir des câbles et des fils offrant le plus haut niveau de performance au feu. Notre gamme Nexans Sécurité Incendie souligne ce qui peut être réalisé. Grâce à nos câbles de protection au feu, la production de fumées et de gaz incapacitants, la propagation du feu et le dégagement de chaleur sont minimisés. De plus, la cohésion de la structure du câble est maintenue pendant l’incendie, ce qui réduit ou élimine la production de gouttelettes enflammées, évitant ainsi le démarrage d’incendies secondaires et limitant les risques de blessures pour les pompiers.

Tous ces éléments ont un impact majeur sur la capacité des personnes à évacuer à temps et de façon sécurisée grâce à une visibilité optimum. Parallèlement, nos câbles de protection au feu facilitent le travail des pompiers en libérant de l’eau lorsqu’ils sont exposés aux flammes, ce qui réduit la température du feu et dilue les gaz combustibles.

Chez Nexans, une percée technologique permettant d’améliorer la performance des câbles de protection au feu va bientôt voir le jour. Basée sur la technologie des géopolymères, elle fonctionne en créant une croûte dure et hermétique autour des fils toronnés qui les rend incombustibles. Outre l’amélioration de la résistance au feu, cette innovation présente l’avantage d’améliorer la performance environnementale des câbles en réduisant leur contenu en carbone incorporé, ce qui permet de réduire les émissions de CO2 de 10 à 15 % au niveau de la fabrication.

Réduire les émissions de fumées lors d’un incendie

La fumée et les émissions de gaz toxiques sont les principales causes de décès lors d’un incendie à l’intérieur d’un bâtiment, étant responsables de 80 % des décès liés aux incendies. Les gaz incapacitants contenus dans la fumée attaquent les poumons, ainsi que les yeux et la peau. En outre, la fumée limite fortement la visibilité, rendant la fuite des bâtiments beaucoup plus difficile.

La gamme Nexans Fire Safety est conçue pour transformer la sécurité incendie. Tout d’abord, nos câbles minimisent les émissions de fumée, permettant une visibilité dix fois plus élevée qu’avec les modèles traditionnels en cas d’incendie, soit cinq fois plus que le seuil recommandé. De plus, ils réduisent les émissions de gaz incapacitants et corrosifs, augmentant drastiquement les chances d’évacuation, tout en aidant les pompiers à lutter contre l’incendie.

Les systèmes de sécurité incendie

Les câbles résistants au feu jouent un rôle crucial dans le maintien du fonctionnement continu des systèmes électriques de protection contre l’incendie et de sécurité des personnes – même lorsqu’un bâtiment est en feu. Les durées minimales de maintien de l’alimentation électrique en cas d’incendie sont définies dans les réglementations nationales. Les câbles doivent être capables de fonctionner de manière fiable même dans des conditions extrêmes, avec des températures allant jusqu’à 1 000°C, et ce pendant une durée pouvant aller jusqu’à 2 heures.

Les systèmes de protection contre les incendies et de sécurité des personnes comprennent :

  • Les systèmes de détection incendie : détecteurs de fumée, détecteurs de chaleur, déclencheurs manuels
  • Systèmes d’alarme incendie : alarmes et panneaux de contrôle
  • Les systèmes de protection contre les incendies : active (gicleurs) et passive (comme les murs et les portes coupe-feu)
  • Les systèmes de contrôle de fumée (systèmes de pressurisation et d’extraction)
  • Les systèmes d’évacuation des bâtiments (y compris la signalisation des sorties).
Fire safety systems

Les systèmes de sécurité incendie

Les composants des systèmes de sécurité doivent être connectés au réseau électrique. Les câbles résistants au feu sont souvent utilisés pour fournir de l’énergie, ou pour établir des connexions entre les équipements de secours et les panneaux de commande. Lorsque c’est le cas, ils fonctionnent comme des éléments “actifs” puisqu’ils doivent maintenir la continuité électrique ou transmettre un signal pendant une durée adéquate.
Trois technologies principales sont utilisées pour produire des câbles résistants au feu.

Les conceptions de première génération étaient basées sur des conducteurs en cuivre enveloppés de rubans de mica et de polyoléfine réticulée. Dans ce cas, la technologie de base est le mica, et les performances du câble sont liées à sa qualité, sa nature, ses fournisseurs et son enrobage.

Les câbles de deuxième génération étaient basés sur des conducteurs isolés avec du caoutchouc de silicone. Ce matériau a la propriété de former un écran céramique lorsqu’il est brûlé. Cela maintient une résistance électrique élevée et c’est la solution la plus courante pour les applications de construction.

Pour la dernière génération de câbles résistants au feu, nous avons développé des câbles basés sur la technologie brevetée INFIT™ qui combine les avantages des isolations en mica et en caoutchouc de silicone, mais sans leurs inconvénients. Les performances au feu des câbles INFIT™ sont similaires aux technologies traditionnelles du marché, mais ces câbles possèdent des propriétés mécaniques avancées, simplifiant grandement l’installation des câbles, apportant des gains de temps et de coûts précieux.

Avec les câbles INFIT™, il est possible de connecter tous les dispositifs d’un système de détection d’incendie, y compris les détecteurs de fumée, afin de garantir la détection des incendies et le déclenchement des alarmes. Tout cela garantit une évacuation rapide et contribue à une lutte efficace contre les incendies.

Nous nous concentrons sur vos besoins

Chez Nexans, notre mission est de fournir des produits et solutions innovants qui répondent aux besoins de sécurité de nos clients câbliers. Nous donnons à nos clients les capacités de planifier, bâtir et gérer leurs projets avec le plus haut degré de protection. La gamme Nexans Sécurité Incendie permet d’Anticiper les risques d’incendies, Sécuriser les biens et Protéger les personnes. Nous soutenons cette mission par des informations et des conseils complets pour vous aider à prendre des décisions éclairées en matière de sécurité incendie – afin que nous puissions électrifier l’avenir en toute confiance.

Franck Gyppaz

Auteur

Franck Gyppaz est responsable du laboratoire de conception de systèmes de sécurité incendie à AmpaCity, le pôle d’innovation de Nexans. Il travaille dans l’industrie du câble depuis plus de 20 ans, s’impliquant dans le domaine de la sécurité incendie et développant des technologies innovantes, des conceptions de câbles et un laboratoire de test incendie avec l’accréditation ISO17025 et la certification UL. Il est également actif dans le domaine de la normalisation, membre de différents groupes au niveau national et international.Sa position l’amène à gérer les relations avec tous les acteurs de l’écosystème de la sécurité incendie pour proposer des systèmes intégrés à nos clients.