Mieux comprendre les interactions humains-bâtiments

Comment un bâtiment est-il utilisé ? Comment les occupants perçoivent-ils leur confort ? Comment leur corps réagit-il aux changements environnementaux ? Comment augmenter le dialogue Homme-Bâtiment ?

Dans le cadre du smart living lab, le centre de recherche Human-IST (Human Centered Interaction Science and Technology) cherche à mieux saisir comment les êtres humains interagissent dans et avec les bâtiments. Cette connaissance ouvre la voie au développement de technologies améliorant le confort et l’efficacité d’usage de ces derniers, tout en garantissant leur performance énergétique. « Nous développons des outils interactifs permettant de comprendre les besoins des occupants et d’augmenter à la fois leur confort et l’efficacité du bâtiment », explique Denis Lalanne, professeur à l’UNIFR et directeur du centre de recherche Human-IST.

Dans ses recherches sur le confort, Human-IST émet l’hypothèse que l’humain ne perçoit pas les changements graduels de son confort. Pour vérifier cette hypothèse, les chercheurs développent des outils qui permettent de mesurer le confort humain et celui de son environnement. L’un de ces outils est la "Comfort Box" qui a fait l’objet d’un brevet. Comme l’explique Hamed Alavi, l’un de ses concepteurs, cette boite capture la qualité de l’air (gaz carbonique), la température, l’humidité, la luminosité et le bruit et les affiche au moyen d’un écran et d’un cercle de LEDs qui changent de couleurs pour indiquer si les conditions sont bonnes ou au-delà des normes. Cet outil informe non seulement les occupants aux alentours, mais également le bâtiment lui-même qui peut alors ajuster certains paramètres au profit du confort des usagers.

Personnaliser les conditions ambiantes
Au moyen de boutons, les occupants peuvent apprendre leurs préférences à la Comfort Box. Celle-ci peut aussi initier le dialogue, via des questions, lors de changements importants des conditions de confort. Prédictions et ajustements personnalisés de l’espace deviennent dès lors possibles, grâce à des techniques de machine learning. La prochaine expérience consistera à comparer trois formes de confort différentes : le confort mesuré de l’environnement, le confort perçu par les occupants et les valeurs physiologiques captées sur les occupants (battements cardiaques, sudation et température de la peau). « L’idée est de mieux comprendre les relations entre ces trois types de confort en vue de prédire l’inconfort de l’occupant », complète Denis Lalanne.

Déterminer des profils d’utilisateurs en se basant sur leurs déplacements
En 2016, le centre de recherche Human-IST a également mis en place une expérience durant laquelle 22 volontaires ont porté des bracelets équipés de capteurs pendant deux semaines. Ces capteurs communiquaient avec des antennes situées dans 12 pièces des locaux du smart living lab, de sorte à enregistrer leurs déplacements à chaque instant de leur journée de travail. « Pour bien interpréter les données, nous avons utilisé des techniques de visualisation et de data mining ». Dans leur prochaine expérience, les chercheurs projettent également de capturer des données de confort environnemental et de les confronter aux déplacements des occupants. « Cette nouvelle expérience permettra d’observer les activités des occupants et leurs relations avec le confort des différents espaces. », explique Denis Lalanne. Avec les premiers résultats modélisés, les chercheurs de l’équipe, Himanshu Verma et Hamed Alavi, ont identifié trois profils types parmi les occupants :

- Les "messagers", qui sont des personnes qui vont régulièrement échanger avec leurs collègues de vive voix et reçoivent également beaucoup de visites de ces derniers. Ces personnes passent beaucoup de temps dans leur bureau, mais ont aussi beaucoup d’échanges dans les locaux proches.
- Les "collaborateurs", soit des personnes qui n’ont pas de routine, qui font beaucoup de déplacements et sont souvent absentes du bureau. Elles ont un grand nombre de meetings dans les salles de réunion et utilisent peu la cafétéria.
- Les "travailleurs" qui sont focalisés sur des activités de recherche précises. Plutôt sédentaires, ils vont plus à la cafétéria que les autres profils, mais sortent peu de leur bureau.

Lors de la prochaine phase de tests, les micro-interactions seront observées grâce à des capteurs infrarouges permettant de suivre des déplacements au centimètre près. Deux espaces seront en particulier étudiés : un espace collaboratif bruyant et un espace silencieux permettant lecture et travail individuel. Les objectifs de cette expérience, en collaboration avec les équipes EPFL Building 2050 et LASUR, ainsi qu’avec l’atelier Oï, sont multiples : mieux comprendre les besoins des occupants en termes d’espace, densifier l’usage du bâtiment et augmenter la collaboration. « Ces nouvelles analyses plus précises permettront de mieux prendre en compte les besoins des occupants du smart living lab et proposer des espaces innovants, confortables et énergétiquement efficaces. », conclut Denis Lalanne.

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