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Le Cheminement

Habitat ancien & Domotique.

Le rôle d'un habitat est de donner un vrai confort avec des ressources limitées.
Les nouvelles règles et la normalisation thermiques actuelles correpondent peu aux constructions anciennes, par essence peu normalisables. Ces aspects spécifiques aux différentes typologies anciennes que sont souvent LE CARACTÈRE MASSIF des murs aux matériaux locaux bien souvent perspirants, demandant un suivi régulier de leur humidité ET LE CONFORT, pensé et intégré dans un autre temps avec un réseau d'us et coutumes, et comportant une dimension fine,peuvent être améliorées en accompagnant le fonctionnement du bâti et de ses accessoires.
Pour approcher une solution 'bâtiments anciens & intelligents' (Anciens c'est à dire construits avant 1914.) prenant en compte tous les aspects de l'acte d'habiter:
- L'accompagnement des besoins évolutifs en confort de personnes âgées qui peut passer par l'aménagement, la rénovation partielle et l'adjonction réfléchie de systèmes d'énergies renouvelables.
Avec l'explosion de la domotique, la chute conséquente des prix (voir l'activité de la communauté du Raspberry Pi), traiter de manière dynamique ce qui avant apparaissait impossible devient envisageable. Ceci grâce à l'accès à la domobilité permettant des solutions adaptées au bâti et aux usages.

Ce projet a pour objectif concret de mettre au point l'architecture d'information qui:
- donne à ces habitats (d'étiquette C/D) une efficience approchant les normes B.B.C. rénovation;
- permette l'accompagnement des besoins de conforts, affiné lors de l'avancement en âge.
- Pour les habitats d'être suivis pour la pérennité de leur structure même.
Il a pour objectif théorique d'affiner une architecture interactive qui permette l'amélioration continue en douceur de l'efficience de cet habitat ET l'implémentation matérielle d'objets informatiques 'vivants' sur ce type de bâtiments. Il se décompose en 3 temps: Mesurer l'existant ; prendre en main et Agir.

De quoi s'agit il?


Ce Projet ...a pour objet une dimension essentielle, d'articuler des comportements 'techniques' comme les composants d'enveloppe du bâti ou de C.V.C. avec des comportements complexes, comme celui des habitants ou de l'environnement proche dans l'habitat ancien. Au delà de l'intérêt pour des actions d'effacement diffus, (projet GreenLys (à base de la Zenbox Dolce Vita)) il s'adresse à la communauté Open Source comme une véritable dynamique novatrice en termes de développement logiciel en ce contexte de fin de siècle. En voici l'essentiel :
- On s'accorde sur au moins trois niveaux de "Smart Home" que je traduis en "maison sensible" :
° La maison communicante & connectée: Liée à des réseaux internes et externes elle contient des objets intelligents & communicants détectant des contextes et effectuant des solutions élaborées.

° La maison apprenante est appareillée pour s'adapter aux comportements de ses habitants, elle contrôle des dispositifs en conséquence et est capable de prévision d'actions futures, via le repérage ou les instructions relatives aux habitudes.
° La maison attentive surveille ses habitants, utilise les infos nouvelles et anticipe des besoins "neufs". En repérant les variations d'habitudes elle prévoit des actions futures.
Si vous pensez que je délire allez voir ici et .
Nous sommes avec une architecture en limite du compliqué et du complexe.
Pourquoi parler du vivant dans ce contexte ? Parce qu'il n'y a pas plus efficient en termes énergétiques que celui ci !

Si vivre...


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Si vivre c'est:
Transformer l'énergie, communiquer et se stabiliser ; Ressentir le plaisir et la douleur, Agir, Apprendre et changer ... Raisonner c'est à dire faire des catégories et établir des liens
En considérant le couple habitat ancien/habitant & ses interfaces de communication, on peut approcher un état proche du vivant... Bien plus qu'avec une habitation récente: l'Habitat ancien, sensible à l'environnement immédiat, à son activité intérieure, capteur d'énergie, est régulateur (par homéostasie) sur plusieurs dimensions intérieures,
Ce couple Habitant-Habitat assisté peut modifier son environnement proche, et être capable de mesurer un ressenti par rapport à des optimas de conforts pour l'habitant & l'habitat.
Et être capable de conseils pour l'amélioration de son fonctionnement en face des critères de conforts réels finement définis.

Transformer

Transformer,communiquer et se stabiliser ... Le vivant a pour stabiliser sa structure 3 conditions
a') - Se péréniser par transformation d'énergie. Le vivant puise de l'énergie dans le milieu, en garde une partie et rejette le reste, afin d'assurer la pérennité donc le renouvellement de la structure vivante.

a'') Echanger : Ces structures communiquent avec l'environnement notamment par le fait qu'elles y puisent de l'énergie. Cet échange suppose d'être capable de collecter l'énergie et l'information et de les redistribuer à l'ensemble de la structure dans des conditions bien déterminées. Un écart à ces conditions induit une perte d'efficacité.

a''') Se stabiliser ou l'homéostasie. En concourant au maintien de son milieu intérieur (la structure) dans certaines limites le vivant assure sa pérennité. Au-delà de ces limites la structure disparaît et les éléments se dispersent.

A) Le bâtiment a pour premier rôle de garantir le maintient d'un confort pour ses occupants. Car il maintient en son intérieur des plages de température, d'humidité, de luminosité et d'aération compatible avec l'ocupation régulière des locaux. Ceci en puisant, stockant, redistribuant et contrôlant en interne de l'énergie et de l'humidité. Ceci peut se faire selon les conditions a', a'' et a'''.

"

Ressentir

- Ressentir le plaisir et la douleur
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Dans les interactions que nous avons avec le milieu, tout n'est pas favorable. Certaines interactions avec le milieu extérieur sont favorables d'autres non. Les animaux font la part du favorable et du nuisible simplement par des réactions au plaisir et à la douleur.

Ces mécanismes de plaisir et de douleur sont en lien direct avec l'état physiologique du milieu interne. Tout ce qui contribue à maintenir ou rétablir la stabilité de ce milieu est associé à un plaisir, tout ce qui éloigne de l'équilibre provoque la douleur. Chaque expérience est catégorisable en terme de douleur ou plaisir.

Pour les animaux, plaisir et douleur mémorisés engendrent des recherches ou des fuites efficaces.

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En bâtiment: Le confort ressenti, variable d’ajustement préalable aux économies d’énergie. Quand l'usager a le contrôle - ce n'est pas imposé par un système - sur son confort ressenti, sa plage de satisfaction devient beaucoup plus accomodante avec les contraintes du contexte climatique.
En ressenti hygrothermique : On a moins 'froid' quand les parois sont à 22°C et l’air à 18°C que le contraire.

LA DÉMARCHE D'UBIANT
La Gestion BOTTOM UP
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Dans une approche Top-Down, la réalité de l'implémentation technique d'une G.T.B. c’est des milliers de liens entre les appareils autour et à l'intérieur d'un bâtiment et les centres de régulations... La programmation par planification des tâches est le mode essentiel; TOUT doit être spécifiquement prévu et codé au moment de la conception. Or la gestion de la complexité de milliers de possibilités à réguler à distance et en temps réel sur des bâtiments… est quasi impossible, sans erreur latente.

'Devant l’importance du confort adaptatif, nous ne gérons pas des appareils… …mais des facteurs environnementaux liés au ressenti des usagers.'

- En BOTTOM UP, piloter en local et en temps réel, comme le principe de plaisir et douleur localisés, par des directions (fuites/approche) ou intentions est plus pertinente: Cela donne lieu à une programmation par objectif; Les objectifs et plans élémentaires sont seuls prévus non leur enchaînement.

L'auto-organisation (multi-agents) en temps réel permet à partir de paramètres environnementaux stationnaires de piloter à partir d'intentions ('mettre le chauffage en mode Eco') et/ou du marquage de confort ressenti (indicateur de mesure pour fuite/approche d'un état): 'j'ai juste chaud, un peu froid, je suis bien'.

Chaque facteur environnemental ( lieu de présence et avis de chaque habitant ('j'ai froid'), désir d'intimité, présence de soleil, taux d'ouverture des ouvrants, température des radiateurs, des murs, de l'air entrant, du mode de priorité en conduite du système producteur de chaleur...) a une influence sur la température idéale.

Gestion de la complexité …l’occupant d’un bâtiment, laisse des traces en permanence.

Comme les fourmis qui communiquent via l’environnement par marquage phéromonal. Les marquages conscients ou inconscients de l’usager, procurent les informations essentielles pour que le bâtiment s’auto-organise. Le mode «décentralisé», que procure un système multi-agents est l’unique méthode de gestion de la « complexité ">

Agir

Ressentir, Agir et Apprendre+changer
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b) Le vivant a pour optimiser son homéostasie 3 conditions : - Ressentir (le plaisir et la douleur) PUIS Agir & inter-agir: PUIS Apprendre et changer

b) Agir & inter-agir : L'animal garde une partie de l'énergie pour agir directement sur l'environnement, faire mouvement. Chez l'animal la constance du milieu intérieur passe par l'action. En nous déplaçant et en agissant sur le milieu nous nous procurons les ressources pour la pérennité de nos êtres.

L'ordre de priorité fait que la constance du milieu intérieur peut être provisoirement sacrifiée à l'action: C'est un mécanisme d'anticipation.

B) Excepté le contrôle d'énergies renouvelables de proximité un bâtiment ne peut agir sur le milieu extérieur. Cependant il peut inter-agir avec différents intervenants afin d'arriver à optimiser son énergie à moyen terme.

B') -Est intégré dans un réseau informatif interactif afin d'optimiser ses performances énergétiques à moyen terme.

B'') Un bâtiment intelligent l'est parce qu'il inter-agit en 'bonne intelligence' avec ses occupants et les métiers qui sont amenés à y intervenir afin d'optimiser ses performances. (ce réseau d'information servant de support aux corps de métiers responsables: concepteurs, constructeurs, maitrise d'ouvrage, utilisateurs et exploitants.)

Ce réseau interactif est ce qui permet la dimension d'anticipation.

Vous voulez donner un avis, faire avancer ce projet ?
Envoyez le par mail jluc.lenouvel@gmail.com avec comme objet 'Bati ancien'

Apprendre

Apprendre et changer= S'adapter
Une structure vivante maintient la constance de son milieu intérieur, dans un environnement changeant. Cette double contrainte est :

- rendue possible car la structure vivante est plastique face à des stimuli extérieurs. Toutefois, un changement induit toujours un effort doublé d'un risque.

- facilitée par la capacité du vivant à mémoriserce qui lui est arrivé. Le vivant est capable de mémoriser et de transmettre des changements l'ayant affecté. C'est là que la thermodynamique rejoint l'étude de la biologie moléculaire.

Quelle que soit l'origine de l'information mise en mémoire, le fait important est qu'un individu, une espèce est capable d'apprendre.

Cet apprentissage peut être extrêmement simple et stéréotypé ou, quand la situation est plus complexe, l'apprentissage passe par une suite d'adaptations extrêmement fines qui peuvent elles aussi être sujettes aux changements.

EN BÂTIMENT CONNECTÉ: Les applications de gestion et optimisation en temps réel de systèmes multi-agents, de leur planification et simulation d'activités capables de s’adapter à des aléas : l’approche par objectifs permet à une solution de se reconfigurer en permanence en fonction d’évènements interne ou externe En ce sens, elle augmente l’intelligence des applications.

L’éditeur avec sa méthodologie Model Driven UML for Agents accompagne ses partenaires sur les premiers projets... Le framework INAF (INteractive Agent Framework). est intéressant car il promeut la réutilisation et l’adaptabilité des agents dans un environnement dynamique;

LE CŒUR O.S. D'UBIANT EST AUTO-ADAPTATIF, CAPABLE D'APPRENTISSAGE ET DE PRÉDICTION.

Raisonner


Raisonner c'est à dire faire des catégories et établir des liens
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En catégories et en liens un stimulus peut être vécu comme plaisant ou déplaisant. Telle chose a telles propriétés et produit tels effets.

Voilà la base de la logique. Les systèmes vivants en intégrant, en comparant les propriétés, les données, les relations de causes à effets raisonnent.

Ils permettent ainsi de dégager des principes généraux basés sur l'abstraction et liée à la représentation comme peuvent le faire les classes d'objets.

Ces principes simplistes orientent l'action efficacement. Leur force tient dans leur utilité. En appliquant le raisonnement sur les choses et lui-même, l'homme a appris qu'il est...Il est devenu conscient."


EN contexte BATIMENTS dits INTELLIGENTS:

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L’ingénierie logicielle orientée multi-agents a pour objectif la conception, l’implémentation et le déploiement de systèmes flexibles. Cette flexibilité peut être atteinte si l’on considère des sociétés d’agents ouvertes pouvant rejoindre ou quitter le système pendant son exécution. De cette manière, l’organisation du système évolue pour fournir de nouvelles fonctionnalités à la condition que les agents soient capables de s’adapter à ces changements.

La programmation à base de composants est une approche prometteuse pour le développement de logiciels adaptatifs, tels que des agents logiciels. Selon cette approche, la conception, la maintenance et la réutilisation sont facilitées par la modularité des systèmes concernés.
Plusieurs composants sont ainsi assemblés et connectés les uns aux autres pour réaliser un comportement global attendu. Une adaptation peut alors être réalisée en remplaçant un composant par un autre ou simplement en modifiant les connexions entre composants . L’approche de programmation à base de composants a déjà été utilisée pour la conception d’agents logiciels de manière à faciliter les modifications de la structure interne des agents.

Un défi actuel est d’automatiser ce processus pour pouvoir concevoir des agents auto-adaptatifs. Le principal problème lors de l’automatisation de cette tâche est de modifier l’assemblage tout en conservant sa cohérence, c’est-à-dire en déconnectant proprement les composants à supprimer et en créant de nouvelles connexions pertinentes. Les solutions proposées actuellement à ce problème ne sont pas satisfaisantes.
Certains travaux proposent de prévoir tous les assemblages possibles pour décrire ce qui doit être fait dans chaque cas. Cette approche a l’inconvénient de réduire l’ouverture du système. D’autres travaux reposent sur une intervention humaine limitant ainsi l’automatisation, ou laissent les connexions se réaliser automatiquement mais sans garantir la cohérence de l’assemblage résultant .


Adoptant l’approche 'Voyelles', l’architecture d’agents V3A est un modèle d’agent à travers lequel un agent autonome débat en interne afin de gérer ses motivations. La personnalité de l’agent résout les éventuels conflits entre ses différentes motivations et dicte son comportement.
À l’aide de cette architecture modulaire, on est en mesure de développer des agents auto-adaptatifs capables de remplacer automatiquement leurs composants. Avec une technique d’argumentation pour mettre en oeuvre le processus de dialectique interne via un jeu de dialogue entre ces composants un agent s’adapte automatiquement au contexte d’exécution.

Voyelles

L'Approche Voyelles et la programmation orientée multiagents
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Celle-ci a influencé nombre de plateformes SMA, comme MASK, Volcano, ou MAST .

L’approche Voyelles distingue dans un SMA les 5 dimensions suivantes : les Utilisateurs, les Agents, les Environnements, les Interactions et les Organisations.

Cette approche est utile lors de la phase d’analyse du processus de développement du SMA afin de subdiviser le problème envisagé selon les 5 dimensions. Cette étape guide le choix de modélisation pour chacune des dimensions lors de la phase de conception.

Lors de ce processus, on distingue le niveau global du niveau local. Le premier correspond au développement du SMA alors que le second se focalise sur les agents. La sémantique des voyelles étant générale et informelle, leur périmètre est compréhensible par des non-experts mais reste subjectif.

Pour cette raison, nous précisons ici la nature des états mentaux (buts, croyances, . . . ) de chacune des dimensions.

- Utilisateurs. Dans une application centrée utilisateurs, ceux-ci délèguent aux agents les tâches à automatiser. Cette dimension englobe les buts, les préférences et les contraintes des utilisateurs.

- Agents. Dans une application centrée utilisateurs, les états mentaux d’un agent matérialisent les utilisateurs qu’ils représentent. En conséquence, sa dimension agents contient uniquement les connaissances relatives aux autres agents.

- Environnements. La dimension environnements se focalise sur l’espace-temps composé d’objets passifs, appelés ressources ou services, qui sont perçus et manipulés par les agents. Un environnement obéit à des lois physiques. Cette dimension englobe les observations/actions perçues/ réalisées de/sur l’environnement ainsi que la représentation de ses lois physiques.

- Interactions. Cette dimension considère les interactions directes par envoi/réception de message. Pour un agent donné, la dimension interactions couvre donc les connaissances relatives à ce mode d’interaction, les messages et les protocoles d’interaction.

- Organisations. Cette dimension correspond à la définition structurelle, fonctionnelle et normative normative du système global. Pour un agent donné, les connaissances de la dimension organisations portent sur les concepts utilisés dans les modèles organisationnels (rôles, normes, . . . ).

Complexe

La Complexité vis à vis de la simplicité & du compliqué
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Complexité/simplicité: La simplicité voit soit l’un, soit le multiple, mais ne peut voir que l’Un peut être en même temps Multiple. Le principe de simplicité soit sépare ce qui est lié (disjonction), soit unifie ce qui est divers (réduction).(Morin IPC 2005 p.79)
Complexité/Complication: 'La complication (de l'inconnu prévisible) désigne un empilement et une imbrication de dispositifs ou de paramètres de tous ordres, dont on vient à bout avec du temps et de l'expertise.' Tant qu'ils sont dénombrables on aura un système compliqué/hypercompliqué, dont l'analyse combinatoire permettra de décrire les comportements possibles (et prédire son comportement en connaisant le programme qui les régit) : en termes mathématiques on est en présence d'un 'problème polynomial' ('P. Problem').
Un système compliqué est simplifiable pour être compris (c'est l'activité d'explication). Un système complexe on doit le modéliser pour le comprendre. En simplifiant un système complexe on le mutile et détruit à priori son intelligibilité. 'La simplification du compliqué appliqué au complexe a pour conséquence une aggravation de la complexité par mutilation et non pas la résolution du problème considéré.' (Le Moigne, 1999)
Complexité/ Ses qualités propres
=> Un système complexe [ plusieurs éléments distincts, interreliés, interdépendants (récursif)] est capable de s'adapter (auto-organisation) a pour principales caractéristiques:
=> l'imprévisibilité du système liée à la récursivité.
Diversité & indissociabilité des constituants : Ce n'est pas la multiplicité des composants, et leurs interrelations, qui est caractéristique. Ce sont des systèmes dynamiques caractérisés par de nombreuses interactions et rétroactions, c'est de l'inconnu 'inconnu', non prévisible.
C'est l'imprévisibilité potentielle (non calculable) des comportements, liée à la récursivité qui affecte le fonctionnement de ses composants ('en fonctionnant ils se transforment', suscitant des phénomènes d'émergence intelligibles, mais non prévisibles)
=> système capable d'auto-organisation. Auto-adaptatif, Lieu où beaucoup d'agents s'adaptent tous les uns aux autres et où il est extrêmement difficile de prédire. Se développe avec l'émergence d'une capacité d'autonomie au sein d'un système : ses comportements sont élaborés par le système lui-même, de façon endogène; ouvert sur ses environnements qui le sollicitent et le contraignent, et en transaction avec eux il n'en est pas pour autant complètement dépendant : ayant ses projets propres, il est capable d'intelligence (Le Moigne 1999 p.81)
=> A modéliser: Admettre la complexité c'est accepter de ne pas comprendre:
Un système complexe on doit le modéliser pour construire son intelligibilité (Sa compréhension). En le simplifiant on détruit cette dernière."> La Complexité (et non la complication).

Interopérable

L' interopérabilité, passage nécessaire vers le traitement embarqué
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Résumé: Dans un contexte où le coût de l'énergie est variable suivant sa disponibilité, l'optimisation de la consommation d’énergie par programmation dynamique devient nécessaire, en prenant en compte le fameux 'comportement de l usager', qui modélisé via des outils comme 'Brahms' introduit la notion de système multi-agents. À terme une gestion-simulation en temps-réel permettra d'approcher des optimas confort/énergie qui soient compatibles avec les énergies immédiatement disponibles.
L'interopérabilité est nécessaire [pour optimiser la consommation d’énergie par programmation dynamique] entre les systèmes ( Les systèmes de simulation des comportements d'utilisateurs, de l'enveloppe du bâtiment, des appareils de la vie courante et ceux des appareillages de sources d'énergies) est le moyen actuellement 'le plus rentable' pour trouver une solution globale à court terme et adaptée localement. Or les architectures d'inter-opérabilité [de simulation multi-métiers et multi-physiques du bâtiment] à partir d'un langage présentent une limite théorique : Il est impossible, selon le théorème d’incomplétude de Gödel de construire un langage formel, consistant et complet pour tous types de simulations physiques à partir d'un seul langage. Par exemple, le langage Modelica est incompatible avec une modélisation multi-agents (e.g. Brahms). Cette modélisation étant incontournable pour modéliser l'habitant [et peut être des murs (perspirants) dans le cadre du bâti ancien, qui reste sensible à son contexte immédiat].