08.10.2026
6 minutes
Suivi énergétique sur le chantier
Mesurer la consommation d'énergie et gérer les charges de manière ciblée
Le suivi énergétique sur le chantier permet d'identifier les appareils consommateurs d'énergie et de déterminer à quel moment leurs charges sollicitent le raccordement. Avec les engins de chantier électriques, cette analyse temporelle revêt une importance croissante. Le chauffage des conteneurs, la grue et les points de recharge se partagent une puissance limitée. Leurs profils de charge varient en fonction des conditions météorologiques, du déroulement des travaux et de la phase de construction.
Grâce aux données de mesure, la direction des travaux identifie les consommations évitables et adapte les temps de recharge des engins au déroulement du chantier. Si les charges doivent être automatiquement réduites ou reportées, un système de commande supplémentaire est nécessaire. Seule la combinaison entre la mesure et des mesures concrètes a un impact sur le fonctionnement réel.
De quelles valeurs un système de suivi sur chantier a-t-il besoin pour la gestion de l’énergie ?
Le compteur totalisateur installé sur le tableau de distribution électrique du chantier enregistre la consommation totale d'électricité. Des points de mesure supplémentaires au niveau des sorties indiquent la répartition de cette consommation. Le comptage séparé des containers, des activités de chantier et de l'infrastructure de recharge permet de comparer différents états de fonctionnement.
Grandeur de mesure | Affirmation | Avantage opérationnel |
Énergie active par sortie | Consommation d'un circuit électrique au cours de la période considérée | Répartition de l'énergie et des coûts entre les groupes de consommateurs |
Puissance active en fonction du temps | Intensité et durée des charges simultanées | Planification des fenêtres de charge et dimensionnement du stockage |
Courants de phase et tensions | Charge sur chaque conducteur extérieur | Identifier les charges asymétriques et les goulots d'étranglement électriques |
Horodatage et affectation opérationnelle | Lien avec le temps de travail, l'appareil et la phase de construction | Évaluer les charges de base et expliquer les variations |
Une simple mesure du courant ne permet pas à elle seule d'établir un bilan complet de l'énergie active. Un appareil de mesure de puissance polyphasée enregistre simultanément le courant et la tension. Des rapports de transformation et des affectations de phases incorrects peuvent fausser les résultats.
Quelles charges de base peuvent réellement être réduites ?
Un potentiel d'économies apparaît lorsque la consommation des appareils dépasse les besoins réels. Dans le cas des systèmes de chauffage des conteneurs, ce sont le taux d’occupation, la protection contre le gel et les températures ambiantes requises qui déterminent ces besoins. Une baisse des températures en dehors des périodes d’occupation peut réduire la consommation de chauffage, à condition que les températures minimales requises soient maintenues.
D’autres charges de chauffage servent directement au processus de construction. Dans un projet de construction résidentielle étudié, des radiateurs électriques à soufflerie généraient en hiver une charge de base d’environ 20 kW en dehors des heures de travail. Le chauffage garantissait notamment les températures de mise en œuvre nécessaires pour les liants hydrauliques. Cette consommation ne pouvait donc être réduite qu’en tenant compte des exigences liées aux matériaux.
Dans le complexe de conteneurs du même projet, la surveillance énergétique et un système de régulation du chauffage complémentaire ont permis de réduire la consommation de chauffage d’environ 60 %. Ce chiffre se rapporte au système de chauffage du conteneur étudié et à ses conditions d’exploitation spécifiques.
Les engins de chantier électriques modifient la consommation et les besoins de connexion
Si le raccordement électrique du chantier alimente également des engins de chantier, les besoins en électricité augmentent. Dans le cas des appareils fonctionnant sur batterie, la planification de la recharge détermine à quel moment des charges supplémentaires apparaissent. L'infrastructure de recharge, le chauffage des conteneurs et la grue sollicitent alors la même puissance connectée limitée.
L'autonomie de la batterie et les besoins en recharge dépendent du modèle de la machine, de la tâche à accomplir et des conditions d'utilisation. La recharge pendant la nuit ou pendant les pauses prévues permet de s’adapter au déroulement des travaux. La puissance de recharge, l’état de charge actuel et les besoins énergétiques de la prochaine intervention déterminent si ces créneaux horaires sont suffisants.
Les profils de charge indiquent à quel moment ces consommateurs se chevauchent et quelles réserves de puissance restent réellement disponibles. Ils permettent une planification des raccordements plus réaliste que la simple addition de toutes les puissances nominales. Il est important de déterminer quelles charges surviennent simultanément et lesquelles peuvent être décalées au cours du déroulement du chantier.
En matière d’alimentation électrique, plusieurs interdépendances se font sentir :
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Les processus de recharge simultanés peuvent se superposer au chauffage des conteneurs, au fonctionnement des grues et à d’autres charges.
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Des créneaux de recharge plus courts nécessitent une puissance de recharge moyenne plus élevée pour une même quantité d’énergie à recharger.
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Le décalage dans le temps des opérations de recharge peut limiter la charge sur le raccordement, à condition que l'utilisation prévue des machines permette ce décalage.
Dans quels cas les systèmes de stockage d'énergie mobiles sont-ils utiles ?
Les batteries de stockage mobiles peuvent couvrir les pics de puissance et se recharger pendant les phases de charge plus faibles. Ce « peak shaving » limite la puissance prélevée sur le réseau. La puissance de décharge, la capacité utile et les créneaux de recharge disponibles sont des facteurs déterminants pour le dimensionnement.
Un exemple de calcul simplifié illustre ce principe :
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Une charge dépasse de 30 kW la puissance de raccordement disponible pendant dix minutes.
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Le système de stockage doit fournir au moins 30 kW pendant cette période.
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Pour cela, il a besoin, dans l’idéal, de 5 kWh d’énergie utile, en plus des pertes et des réserves de fonctionnement.
Si les besoins en énergie restent durablement supérieurs à la capacité de recharge, le système de stockage se vide. Une batterie de grande capacité ne peut donc pas remplacer un approvisionnement énergétique suffisant sur l’ensemble de la journée de travail.
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La gestion de la charge nécessite des priorités et des interventions vérifiables
Un système de contrôle détermine les réserves de raccordement disponibles et les répartit entre les consommateurs autorisés. Pour ce faire, des systèmes de contrôle de charge en réseau relient les compteurs d'énergie à une gestion dynamique de la charge. Les charges critiques pour l'exploitation et les processus de charge différés se voient attribuer des priorités différentes. Le cycle de régulation comprend quatre étapes interconnectées :
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La mesure enregistre la charge actuelle au point de raccordement commun.
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Le système de contrôle calcule la puissance disponible en tenant compte des réserves définies.
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Les points de recharge autorisés ou d’autres consommateurs flexibles adaptent leur consommation de puissance.
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De nouvelles valeurs de mesure indiquent si la réduction de charge souhaitée se produit effectivement.
Une plage de recharge nocturne fixe tient compte du déroulement habituel des opérations. Une régulation dynamique réagit en outre à la puissance disponible à court terme. La charge par phase reste un paramètre de conception à part entière. Une puissance totale acceptable n’exclut pas la surcharge d’un conducteur extérieur individuel.
Un mode de fonctionnement de secours défini limite les charges autorisées en cas de défaillance des communications. Les dispositifs de protection électrique protègent les circuits indépendamment de la mesure et de la régulation.
L’IoT relie les points de mesure et l’analyse
Les systèmes IoT transmettent les valeurs mesurées et des données d'état supplémentaires à une plateforme d'analyse. Pour ce faire, les passerelles utilisent par exemple le réseau mobile ou un réseau local. Selon leur équipement, les compteurs peuvent être intégrés via des sorties d'impulsions ou des interfaces numériques.
Les sorties d'impulsions signalent une quantité d'énergie définie. Des interfaces telles que Modbus permettent d'accéder à d'autres grandeurs de mesure. Les registres et les cycles d'interrogation de l'appareil concerné déterminent quelles données sont effectivement disponibles.
LoRaWAN, par exemple, permet de mettre en place des réseaux de capteurs sans fil à faible consommation d'énergie et à grande portée. Les fenêtres de réception et les temps de réponse dépendent de la classe de l'appareil. Le temps de réponse requis détermine si une connexion locale est nécessaire pour la régulation.
Les répartiteurs électriques CEE constituent le niveau de distribution électrique. La connexion des données nécessite une technologie de communication robuste sur le chantier. L'humidité, la poussière et les déplacements répétés influencent la conception des boîtiers et des raccordements.
Quelle doit être la fraîcheur des données de consommation ?
L'intervalle de mesure et le délai de transmission décrivent des caractéristiques différentes. Les valeurs quart-heures peuvent refléter l'évolution de la charge, même si elles ne sont disponibles que le lendemain. Les pics de courte durée peuvent disparaître dans la moyenne de l'intervalle.
Pour les analyses de consommation, des données différées suffisent souvent. Une régulation active nécessite en revanche des valeurs de mesure permettant de transmettre une commande efficace en temps utile.
L’absence de valeurs de mesure ne doit pas être interprétée comme une baisse de la consommation. De même, un tableau de distribution modifié perd de sa pertinence dès qu’il alimente d’autres consommateurs.
La qualité des données repose donc sur :
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des horodatages synchronisés,
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des correspondances univoques entre le point de mesure et le circuit électrique,
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des lacunes dans les données clairement signalées,
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des modifications documentées au niveau de la distribution.
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L’IA et les jumeaux numériques ont besoin du contexte du déroulement des travaux
Le BIM structure les informations relatives à l'ouvrage et au projet. Les jumeaux numériques relient ces modèles à des données actualisées sur l'état de l'ouvrage. Leur architecture technique comprend des capteurs, des systèmes de communication, des dispositifs de stockage, d'analyse et de visualisation.
En matière de gestion de l'énergie, cela ouvre la voie à un cas d'application potentiel : les points de mesure sont associés à des sites, à des groupes de consommateurs et à des phases de construction. Une évolution modifiée de la courbe de charge peut ainsi être mise en relation avec une modification du déroulement des travaux.
L'IA peut analyser les schémas récurrents et les écarts significatifs. Les prévisions nécessitent toutefois des données historiques ainsi que des informations sur les conditions météorologiques et le fonctionnement prévu des machines. L'évolution des phases de construction limite la transposabilité des profils de charge antérieurs. Le suivi de l'avancement des travaux par caméra peut compléter le contexte de construction. Les points de mesure électriques fournissent les données relatives à la consommation d'énergie.
Pour le chantier numérique, le lien entre le système de mesure et les informations relatives au projet est donc essentiel. Des données d'exploitation correctement associées permettent d'obtenir des analyses traçables et de comparer les différentes phases de construction.
L’électrification rend les données énergétiques plus pertinentes dans le secteur du bâtiment en Suisse
Dans le cadre des projets de construction urbaine à Zurich, les activités de chantier représentent environ 5 à 10 % des émissions liées à la construction. Cela inclut les engins de chantier ainsi que la logistique des matériaux et du personnel. L'électrification agit donc sur plusieurs flux énergétiques liés à l'exploitation.
Pour les moteurs électriques, des simulations prévoient une réduction pouvant atteindre 70 % des besoins en énergie finale et primaire d’ici 2026. Ce potentiel résulte d’un rendement plus élevé des moteurs. Le suivi permet de documenter les consommations et les profils de charge générés par l’utilisation réelle des machines.
Les mesures effectuées sur les chantiers complètent ces modèles en fournissant des données d’exploitation réelles. Pour les rapports énergétiques, la distinction entre l’électricité et les carburants reste nécessaire. Une part importante d’électricité renouvelable caractérise l’approvisionnement en électricité. Un bilan énergétique complet prend donc également en compte le diesel et les autres carburants.
Le suivi énergétique permet de vérifier les changements opérationnels
La surveillance sur un chantier sert de base à la répartition de la consommation, à la planification des raccordements et à une recharge coordonnée. L'effet est obtenu grâce à des interventions concrètes : gestion des conteneurs en fonction des besoins, décalage des créneaux de recharge ou absorption des pics de charge appropriés.
Les comparaisons tiennent compte de la phase de construction, des conditions météorologiques et de l'ampleur des travaux. Sur le plan économique, ce qui compte, ce sont les économies d’énergie réalisées, les éventuels effets sur les coûts du réseau et les coûts liés aux mesures et à l’exploitation. La réduction des pics de puissance permet-elle de réduire les coûts ? Cela dépend du modèle de raccordement et du tarif en vigueur.
Pour évaluer le succès de ces mesures, il faut se référer à l’effort de travail réel. Dans le cas des engins de chantier électriques, la consommation par heure de fonctionnement productive constitue un indicateur de comparaison possible.
En revanche, pour les systèmes de chauffage de conteneurs, la température extérieure, les durées d’utilisation et la surface chauffée influencent les besoins énergétiques. Ces données expliquent pourquoi des semaines de travail similaires peuvent générer des valeurs de consommation différentes. Parallèlement, l’analyse distingue les économies d’énergie du report de charge. Si un système de commande reporte la recharge pendant la nuit, la charge connectée peut diminuer, tandis que la consommation diurne reste pratiquement inchangée. Pour l’évaluation, il faut donc tenir compte à la fois des kilowattheures, des pics de puissance et du niveau de charge atteint. La planification de la charge remplit son objectif lorsque les engins sont prêts, avec le niveau de charge requis, au moment prévu pour le début de leur utilisation.
Des données énergétiques fiables indiquent quelle mesure fonctionne dans quelles conditions d’exploitation. Cela permet de développer la gestion de l’énergie de manière transparente, même lorsque la configuration du chantier change.
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