SMART-HERIT : un Jumeau Numérique pour repenser la réhabilitation du patrimoine bâti

Le Jumeau Numérique appliqué au patrimoine sert souvent à documenter l’existant, centraliser les données ou préparer sa conservation. SMART-HERIT cherche à pousser le principe plus loin : utiliser le modèle pour simuler le comportement réel d’un bâtiment ancien et comparer des choix de réhabilitation avant d’intervenir.

Le projet associe les équipes de recherche « Technologies pour la Construction et le Patrimoine » du campus ESTP de Troyes et « Transition Énergétique » du campus de Cachan à l’Université de Reims Champagne-Ardenne. Il s’appuie sur une thèse cofinancée par Troyes Champagne Métropole et sur les travaux de l’équipe MATIM.

Le problème n’est pas seulement de mieux isoler

Le terrain choisi n’est pas anodin : le bâti ancien de Troyes.

Ces constructions ont un comportement hygrothermique qui ne permet pas forcément de transposer directement les stratégies conçues pour le neuf. Leur fonctionnement repose notamment sur les échanges de chaleur et d’humidité à travers les matériaux. Une intervention mal adaptée peut modifier cet équilibre et affecter aussi bien le bâti que les conditions intérieures.

SMART-HERIT part donc d’une approche plus large : performance énergétique, mais aussi confort thermique, visuel et acoustique, qualité de l’air et comportement des matériaux.

C’est là que le numérique change de rôle.

Un Jumeau Numérique qui doit simuler, pas seulement représenter

Le projet prévoit un Jumeau Numérique hybride associant modélisation multiphysique, données mesurées in situ et Intelligence Artificielle.

Il ne s’agit donc pas uniquement d’obtenir une représentation numérique du bâtiment. Le modèle doit intégrer les transferts couplés de chaleur et d’humidité dans les matériaux, mais également les flux d’air, l’acoustique ou encore l’éclairage naturel. Des capteurs IoT doivent alimenter cette réplique avec des données provenant du bâtiment réel.

L’intérêt devient beaucoup plus concret lorsque ce modèle est utilisé pour tester des scénarios.

Matériaux biosourcés, techniques d’assemblage ou autres solutions de réhabilitation pourront être évalués virtuellement, notamment au regard de futurs scénarios climatiques, avant leur mise en œuvre sur le bâtiment.

L’IA arrive au moment de l’arbitrage

Dans SMART-HERIT, l’IA n’est pas présentée comme une couche ajoutée au modèle pour automatiser quelques tâches.

Sa fonction est surtout d’exploiter les données du bâtiment instrumenté et les simulations du Jumeau Numérique afin de comparer plusieurs compromis de rénovation.

Performance énergétique, confort, qualité de l’air, durabilité des matériaux, préservation patrimoniale et coût font partie des critères envisagés.

C’est probablement là que le sujet devient intéressant pour les professionnels du BIM et de la construction numérique : le Jumeau Numérique n’est plus uniquement envisagé comme un référentiel de l’existant, mais comme un outil d’aide au choix.

Une tendance qui dépasse Troyes

SMART-HERIT n’arrive pas dans un terrain vierge.

En Italie, le projet EN-HERITAGE combine par exemple relevés numériques, HBIM, capteurs IoT et algorithmes d’IA pour suivre la dégradation de bâtiments historiques et aider à planifier les interventions. Une expérimentation a notamment été menée sur l’Albergo dei Poveri à Gênes.

À l’échelle européenne, HERIT4AGES développe de son côté un écosystème de Jumeau Numérique associé à des capteurs et à des solutions de rénovation, avec des démonstrateurs en Espagne, en Italie, en Estonie et au Portugal.

SMART-HERIT s’inscrit dans ce même mouvement, avec un point d’attention marqué sur la modélisation multiphysique du bâti ancien et le confort de l’occupant.

La suite sera donc moins de vérifier si un Jumeau Numérique peut être créé que de voir jusqu’où les mesures réelles, la simulation et l’IA permettront effectivement d’éclairer les décisions de réhabilitation.

C’est sur ce passage du modèle numérique à l’outil d’arbitrage que le projet sera à suivre.