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avant-propos
Pour le smart living lab, 2017 restera l’année du déploiement international, ainsi que du renforcement de son réseau.
Tout d’abord, la victoire de l’équipe suisse avec sa maison solaire NeighborHub, à la compétition d’habitat durable Solar Decathlon aux Etats-Unis, a constitué une occasion unique de présenter les compétences et le savoir-faire mis en oeuvre au smart living lab de Fribourg. Fondé en 2014, le centre de recherche dédié à l’habitat du futur est parti de zéro et a vu se consolider l’alliance académique entre l’EPFL, la Haute Ecole d’ingénierie et d’architecture de Fribourg et l’Université de Fribourg. S’en est suivi la constitution d’une équipe interinstitutionnelle, la réunion d’un consortium de plus de 40 partenaires publics et privés et la création d’infrastructures pour professeurs et étudiants, qui ont servi à la conception, à la construction, au démontage et à l’expédition de la maison solaire suisse aux Etats-Unis. Remporter le concours général, et notamment une première place dans les catégories énergie, ingénierie et architecture, a été une source de satisfaction extrême pour toutes les personnes impliquées dans ce projet phare.
Ensuite, l’année 2017 a été déterminante pour la promotion de la recherche liée au futur bâtiment du smart living lab, au travers de multiples publications nationales et internationales.
Enfin, 2017 a vu naître plusieurs projets collaboratifs et pluridisciplinaires, à la faveur de chercheurs toujours plus nombreux au sein du smart living lab. Ce rapport d’activités contient une liste des projets présentés en fonction des groupes et domaines de recherche, ainsi que des informations sur leurs sources de financement et leurs partenariats privés. Parmi ceux-ci, on compte des démonstrateurs, des projets éducatifs et de recherche et des études sociétales et comportementales, ainsi que le développement de nouvelles méthodes et processus. Souvent, ces projets font l’objet de collaborations avec des partenaires privés comme des fournisseurs d’électricité, des fabricants de systèmes d’éclairage, des architectes, des spécialistes en analyse énergétique et cycle de vie, des start-ups et des entrepreneurs. Que l’avenir réserve encore de nouveaux partenariats décisifs pour le smart living lab et ses recherches sur l’environnement bâti de demain !
Etienne Marclay, Vice-Président EPFL, et Olivier Curty, Conseiller d’Etat Fribourg
Co-Présidents du Comité de pilotage conjoint du smart living lab
le smart living lab en bref
Le smart living lab est un centre de recherche et développement sur l’habitat du futur, dont les activités sont dédiées à l’efficience énergétique, à la transformation numérique et au bien-être des utilisateurs. Les projets de recherche pluridisciplinaires menés au smart living lab conduisent à des expériences en conditions réelles et impliquent des chercheurs, des usagers et des entreprises. Le smart living lab réunit l’expertise de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), de la Haute école d’ingénierie et d’architecture de Fribourg (HEIA-FR/HES-SO) et de l’Université de Fribourg (UNIFR) dans des domaines de recherche tels que les technologies de la construction, le bien-être et les comportements, les interactions et les processus de conception et les systèmes énergétiques.
Depuis fin 2015, le site blueFACTORY de Fribourg abrite le smart living lab, dont la phase de construction du nouveau bâtiment est prévue dès 2020. En attendant les locaux définitifs, les équipes de recherche ont établi leurs quartiers dans la Halle bleue de blueFACTORY.
pleins feux sur la recherche
domaines de recherche
En 2017, la Commission scientifique a peaufiné son Plan académique et identifié quatre domaines clés de recherche au sein du smart living lab:
bien-être et comportements
Améliorer la santé et le confort humain en optimisant la qualité de l’environnement intérieur et en influençant positivement les comportements.
technologies de la construction
Evaluer l’efficacité de l’utilisation des ressources et accélérer les processus de changement dans la construction.
interactions et processus de conception
Comprendre et structurer le dialogue entre les parties prenantes du cycle de vie du bâtiment afin de développer les outils pour concevoir, modéliser et exploiter les bâtiments.
systèmes énergétiques
Développer des technologies et des systèmes intelligents à haut rendement énergétiques, améliorer leur gestion et prévoir les impacts juridiques et économiques.
Dans ce contexte, le smart living lab va continuer à réaliser des avancées significatives dans les domaines économiques, techniques et sociétaux liés aux défis du développement de l’environnement bâti.
projets de recherche
projets phares
NeighborHub – la maison solaire suisse
le futur bâtiment du smart living lab
Grâce au smart living lab, les trois institutions partenaires poursuivront un objectif commun: fournir une plateforme unique de recherche et d’innovation sur les sujets les plus passionnants liés à l’environnement bâti de demain. Leur stratégie pour arriver à cette fin est remarquable: concevoir et construire un bâtiment dédié aux études pluridisciplinaires, qui incarnera l’avenir et servira d’outil d’expérimentation. Ce bâtiment évolutif abritera les chercheurs du smart living lab et deviendra un terrain propice aux travaux menés en conditions réelles.
Un programme spécifique de recherche a été mis au point pour atteindre les ambitieux objectifs formulés entre 2014 et 2016. Ce programme est basé sur l’idée que, au moment de sa construction en 2020, le bâtiment sera conforme aux objectifs 2050 fixés par la Société à 2000 watts. Ces objectifs, liés à l’impact environnemental du bâtiment, doivent être atteints avec 30 ans d’avance, sans réduire ni le confort de l’usager ni la qualité architecturale.
L’année 2017 a été dédiée principalement à la promotion du programme à l’occasion de plusieurs présentations lors de conférences internationales et dans des publications scientifiques, offrant une envergure internationale au projet. Deux ouvrages sont en cours de préparation et seront édités en 2019 par Parkbooks. Par ailleurs, les outils et les conclusions développés dans ces livres ont été intégrés au programme de construction du bâtiment. Cela viendra lancer le Mandat d’Etudes Parallèles (MEP) et la construction du bâtiment.
D’un point de vue opérationnel, 2017 a vu l’émergence du processus de construction du bâtiment qui comptera trois différentes phases (le MEP, l’étude de réalisation et la construction) en accord avec blueFACTORY Fribourg-Freiburg SA et l’Etat de Fribourg. Les exigences des chercheurs pour le programme ont été indiquées (à savoir espaces de bureaux, laboratoires, salles de réunion). Il a été décidé que la surface au sol du bâtiment devait passer de 4’000 m2 à 5’000 m2, afin d’accueillir 130 postes de travail au lieu de 90. Les coûts de fonctionnement et de développement expérimental ont été également précisés, via un nouvel accord entre le Canton de Fribourg et l’EPFL, en ce qui concerne ces coûts.
En termes d’urbanisme, l’emplacement du bâtiment a été revu, en prenant en considération le plan d’affection cantonal. Une étude urbanistique a été menée dans le but de déterminer la zone de construction maximale.
projets démo collaboratifs
En 2017, le smart living lab a lancé une initiative de soutien aux projets collaboratifs dans ses groupes de recherche, afin de promouvoir la collaboration avec le secteur privé. Pour obtenir des financements, les projets soumis devaient répondre aux critères suivants: correspondre à un des champs de recherche du smart living lab, impliquer au moins deux groupes de recherche de deux différentes institutions entre EPFL/HEIA-FR/UNIFR et impliquer un partenaire privé. À la suite d’un appel public, neuf projets ont été sélectionnés en 2017, qui traitent de la gestion des big data (BBDATA DEMO), de l’analyse du cycle de vie (logements à basse émission de carbone) et du processus de construction (Build-Unbuild-Rebuild), de l’équilibre énergétique, économique et écologique (InnovEM, ECABO Tool) ou des paramètres de confort (Insolight, Smart Shading Control, MUBI Mobile User-Building Interface) ou du processus d’innovation (Niche Analysis and Actor Network Mapping of the smart living lab). Cette initiative de soutien sera maintenue en 2018.
nominations
professeurs et senior researchers recrutés en 2017
Dusan Licina a été nommé Professeur assistant tenure track de Qualité de l’environnement intérieur à l’EPFL.Dusan Licina mène des recherches sur la durabilité et la salubrité du bâti, avec une prédilection pour les thèmes suivants: la qualité de l’air des bâtiments, les systèmes de ventilation, la diffusion d’air dans l’environnement intérieur, l’exposition humaine aux polluants atmosphériques, la dynamique et la destination des polluants dans les bâtiments, le confort thermique et l’efficience énergétique. Il a obtenu son doctorat conjoint à l’Université nationale de Singapour et à l’Université technique du Danemark. Avant cela, c’est à l’Université de Belgrade qu’il a obtenu ses diplômes de Master et Bachelor en génie mécanique. Plus récemment, il a réalisé un post-doctorat à l’Université de Californie à Berkeley, puis il s’est tourné vers New York pour travailler à la mise au point du premier système de notation des impacts des bâtiments sur la santé et le bien-être humains.
Dolaana Khovalyg a été nommée Professeure assistante tenure track en Ingénierie thermique de l’environnement construit à l’EPFL.Les recherches de Dolaana Khovalyg se concentrent sur le développement des installations éconergétiques de chauffage, de ventilation et de climatisation des bâtiments, les progrès sur les commandes personnalisées de l’environnement intérieur et de l’amélioration du confort des occupants. Dolaana Khovalyg est diplômée avec la plus haute mention de l’Institut d’ingénierie électrique de Moscou (MPEI), elle a également un doctorat en génie mécanique de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign (UIUC), puis elle a occupé un poste de post-doctorante à l’Université technique du Danemark (DTU) à Copenhague.
Marc Vonlanthen est Professeur à la Haute Ecole d’ingénierie et d’architecture de Fribourg, où il enseigne la physique et les mathématiques. Il est membre de l’Institut ENERGY.Marc Vonlanthen a étudié la physique et les mathématiques à l’Université de Fribourg. Puis, il a obtenu son doctorat en physique théorique à l’Université de Genève. Ensuite, il a rejoint la petite entreprise Meteotest à Berne, spécialisée dans les prévisions météorologiques, le climat, l’environnement et l’informatique. Il est resté deux ans dans cette entreprise, où il a conduit des projets d’analyse des données et d’énergie éolienne. Aujourd’hui, ses recherches sont axées sur la transition énergétique et les conséquences et l’adaptation au réchauffement climatique.
Dimitri Torregrossa est un Senior Researcher de l’Institut ENERGY de la Haute Ecole d’ingénierie et d’architecture de Fribourg.Dimitri Torregrossa a obtenu son doctorat en génie électrique en 2010 et un post-doctorat en 2012-2016, sur le vieillissement des dispositifs de stockage électrochimiques à l’EPFL. Féru d’énergie renouvelable et de stockage de l’énergie, il a rejoint en 2017 l’Institut ENERGY et il a concentré ses recherches sur la seconde vie du stockage des batteries. Les sept dernières années, il a travaillé et collaboré avec plusieurs partenaires industriels, tels que Leclanché SA, Arts Energy, Nesscap, Maxwell, Romande Energie et les Services Industriels de Lausanne.
Anton Sentic est un Senior Researcher de l’international institute of management in technology (iimt) de l’Université de Fribourg.Anton Sentic a débuté comme chercheur ESR à Fribourg en post-doctorat, après ses études à l’Université de Graz en Autriche, où il s’est concentré sur les systèmes de gestion environnementale et la réparation et la réutilisation dans le contexte de la gestion des déchets. Il a également développé son projet de doctorat à l’Université de Greenwich à Londres, Royaume-Uni, basé sur une analyse d’études de transition de chaleur combinée et de technologies liées à l’énergie, qui prend en compte les facteurs structurels et fonctionnels internes et les barrières externes qui influencent le développement et la diffusion de la technologie. Au smart living lab, ses recherches se déploient en deux axes: une étude sur la transition des systèmes énergétiques vers des modèles plus décentralisés et le développement de modèles commerciaux innovants, porté par son intérêt pour le rôle des environnements d’innovation expérimentale, tels que le living lab, dans des processus transformatifs plus larges des systèmes socio-techniques.
Christian Ritzel est un Senior Researcher de l’international institute of management in technology (iimt) de l’Université de Fribourg.En 2009, Christian Ritzel a obtenu un diplôme d’économie à l’Université de Kassel, suivi d’un Master en Economie et gestion durable en 2013. Ensuite, il a réalisé une thèse de doctorat sur le thème du Commerce agro-alimentaire dans les pays en voie de développement, au centre de compétences de la Confédération pour la recherche agricole, l’Agroscope de Taenikon, en coopération avec l’Université de Hohenheim à Stuttgart. Son intérêt profond pour le développement durable a été le vecteur de sa candidature à l’iimt et au smart living lab.
organisation
La conduite stratégique du smart living lab est assurée par un Comité de pilotage conjoint aux institutions partenaires. Quant à la mise en œuvre, elle est l’affaire du Comité opérationnel. Le groupe Building 2050 a été responsable du développement du programme de recherche qui a abouti à l’appel à projets pour le futur bâtiment du smart living lab. Il soutient à présent sa réalisation dans la phase d’exécution, qui est conduite par une équipe d’architectes chevronnés. Une nouvelle équipe sera assignée à la valorisation des différentes activités de recherche.
activités de promotion
événements 2017
En 2017, le smart living lab a organisé les événements suivants:
Robotic workshops & Award Ceremony, Fribourg (March to June) © EPFL
Le smart living lab a également participé, en 2017, aux événements suivants:
NeighborHub Open House Event, Fribourg © STEMUTZ
Les smart living lunches ont débuté en 2015 et s’adressent aux membres du smart living lab. Les sessions suivantes ont eu lieu en 2017:
smart unconference: “Interactions and Behaviors”, Fribourg © smart living lab
couverture médiatique 2017
The Swiss Living Challenge – About Success and Challenges © STEMUTZ
finances
rapport financier consolidé du smart living lab et de l’EPFL Fribourg
partenaires
Avec plus de 300 laboratoires et groupes de recherche présents sur son campus, l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) est une des institutions de recherche parmi les plus productives et les plus innovantes au monde. Elle culmine parmi les trois premières au niveau européen et les 20 premières au niveau mondial selon divers classements scientifiques. L’EPFL attire chaque année les meilleurs chercheurs dans leur domaine. L’école a une organisation unique qui vise à stimuler la recherche transdisciplinaire et à promouvoir les partenariats avec les autres institutions.
Située au cœur d’une région bilingue, culturellement riche et idéalement placée sur la carte, la Haute école d’ingénierie et d’architecture de Fribourg (HEIA-FR) a pour mission de former les futur-e-s ingénieur-e-s et architectes HES, détenteurs et détentrices de bachelor et master HES-SO. A la pointe de la technologie, la Haute école offre une formation de niveau universitaire axée sur la pratique professionnelle. Reconnue par la société et l’économie pour ses nombreuses activités en recherche appliquée, elle contribue grandement à l’innovation et au rayonnement scientifique et technologique du canton de Fribourg.
L’Université de Fribourg (UNIFR), fondée en 1889, est l’unique université bilingue de Suisse et maintient une tradition fortement internationale. Elle s’entend comme lieu de recherche et d’enseignement scientifique au plus haut niveau, tout en plaçant l’être humain au centre. Elle offre un large éventail de disciplines issues de cinq facultés. Près de 10’000 étudiants de niveau bachelor, master et doctorat bénéficient de son excellente infrastructure et de nombreuses offres et opportunités complémentaires.
Il mérite d’être mentionné que le smart living lab est le premier du genre en Suisse. Il réunit le savoir-faire de plusieurs institutions en un même lieu, au cœur de la ville de Fribourg. Le centre de recherche sur l’habitat du futur offre une infrastructure unique pour un transfert rapide des compétences clés vers l’industrie du bâtiment. Pour l’Etat de Fribourg, dont le secteur de la construction est un des piliers, la présence d’un centre au rayonnement national et international renforce son tissu économique, tout en offrant de nombreux avantages compétitifs.