Le système de jumeau numérique réduit la consommation d'énergie des appareils en veille et diminue le gaspillage d'énergie.
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L'adoption de la technologie des jumeaux numériques pour gérer la consommation d'énergie des appareils inactifs pourrait permettre aux entreprises d'économiser des milliers de livres par an et de réduire leur empreinte carbone, selon une nouvelle étude.
Des ingénieurs de l'école d'ingénierie James Watt de l'université de Glasgow ont développé un prototype d'outil numérique capable de surveiller et de gérer la « consommation fantôme » — l'électricité consommée par des appareils comme les ordinateurs ou le matériel de bureau lorsqu'ils sont branchés sur le secteur mais ne sont pas utilisés activement.
Des recherches antérieures ont démontré que jusqu'à un tiers de la consommation électrique des immeubles de bureaux peut être attribué à la consommation en veille. L'équipe de recherche a donc entrepris d'utiliser son expertise en matière de jumeaux numériques pour développer une approche plus intelligente et adaptative de la gestion de cette consommation en veille.
Les jumeaux numériques sont des modèles virtuels dynamiques, basés sur les données, conçus pour représenter des systèmes adaptatifs complexes. Grâce à des capteurs intelligents, ils collectent en continu des données réelles sur des variables telles que la consommation d'électricité, permettant ainsi d'obtenir des informations en temps réel et des capacités de prédiction.
Le système de l'équipe exploite les données d'un réseau de capteurs énergétiques intelligents, qui envoient des informations sur l'électricité à un serveur central via le protocole LoRaWAN, une norme largement utilisée dans les systèmes de l'« Internet des objets ».
Le serveur utilise des algorithmes de logique floue sophistiqués pour identifier les modèles de consommation d'énergie et peut déterminer quand un appareil est activement utilisé et quand il consomme de l'énergie en veille.
Lorsque le système détecte des périodes d'inactivité prolongées, il envoie aux utilisateurs un message à l'écran pour déterminer s'ils effectuent du télétravail ou exécutent des processus en arrière-plan.
Cette approche vise à sensibiliser les utilisateurs aux périodes d'inactivité de leurs appareils, les incitant ainsi à une utilisation plus raisonnée, tout en évitant l'interruption des processus de travail légitimes. Si l'utilisateur ne répond pas ou ne confirme pas que l'appareil n'est pas nécessaire, le système peut l'éteindre automatiquement, supprimant ainsi toute consommation en veille. Le système peut également exploiter les données collectées pour prévoir la consommation électrique probable des appareils le lendemain.
Les travaux de recherche de l'équipe seront présentés sous forme d'article lors de la conférence internationale GLOBECOM de l'IEEE .
Le Dr Ahmad Taha, de l'École d'ingénierie James Watt de l'Université de Glasgow, dirige ces travaux avec son équipe composée de Yuwen Wang, Zhihong Xu et Shilong Yan. Il explique : « Je suis convaincu que de petites actions collectives en matière de climat peuvent avoir un impact considérable, et la consommation d'énergie fantôme est un exemple évident de ce type d'action. Le système de jumeau numérique embarqué que nous avons développé vise à aider les organisations à réduire leur gaspillage d'énergie de deux manières différentes. »
« Premièrement, ce système permet d'identifier en temps réel les gains d'efficacité en matière de gestion de l'énergie, réduisant ainsi la consommation électrique et les émissions de carbone. Deuxièmement, en diminuant la consommation d'électricité des appareils, il pourrait limiter la nécessité de remplacer les anciens équipements par des modèles plus récents et plus économes en énergie. Cela permettrait aux entreprises de réaliser des économies sur leurs coûts d'équipement dans un contexte économique de plus en plus difficile. »
L'équipe a validé le potentiel de l'outil en l'appliquant à un laboratoire de l'Université de Glasgow qui abrite des postes de travail connectés à plus de 30 appareils énergivores.
L'article démontre que l'utilisation de cet outil en laboratoire a permis de réduire la consommation électrique totale des postes de travail d'environ 40 % par semaine grâce à une gestion optimisée. L'équipe estime que cet outil, qui s'appuie sur 27 règles pour optimiser ses décisions, pourrait réduire la consommation en veille de 82 %, permettant ainsi à l'université d'économiser environ 9 000 £ (environ 10300 €) par an sur ses coûts d'électricité s'il était utilisé en permanence sur l'ensemble du campus.
Le Dr Taha a ajouté : « Il s’agit d’un résultat très encourageant, même appliqué à une petite partie des appareils présents sur le campus universitaire. Cela laisse entrevoir des économies considérables grâce à l’utilisation de la technologie des jumeaux numériques pour lutter contre la consommation d’énergie fantôme. »
« Atteindre la neutralité carbone nécessitera une approche globale du suivi énergétique, et cet outil pourrait constituer un élément précieux des approches institutionnelles plus larges visant à minimiser leur empreinte carbone grâce à l'utilisation de jumeaux numériques pour surveiller des variables telles que l'occupation et le contrôle de la température. »
« Nous travaillons à déterminer comment cet outil pourrait jouer un rôle dans les efforts plus larges de l'université pour atteindre la neutralité carbone d'ici 2030, et nous souhaitons explorer, en parallèle, comment il pourrait être utilisé dans d'autres universités, entreprises et même dans les foyers au cours des prochaines années. »