Le Smart Building a besoin de son OS spécifique pour émerger

Le Smart Building a
besoin d’un système
d’exploitation (OS)
spécifique
2019
SPINALCOM |www.spinalcom.com
Sommaire
 Introduction P1
o Le Smart Building
o Du téléphone au smartphone
o Du bâtiment automatisé au Smart Building
 Qu’est-ce que le BOS (Building Operating System) ? P2
 A quoi sert le BOS ? P4
 A quel niveau fonctionne le BOS ? P5
 Comment différencier le BOS des autres plateformes P6
 Conclusion P10

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Le Smart Building
Le Smart Building, ou bâtiment digital est encore un concept plus qu’une réalité. Les raisons
principales tiennent, à mon sens à :
 une définition encore trop peu précise du concept et des briques - logiciels ou
applications - qui le composent.
 un manque de maturité de certaines briques
 un manque de maturité des acteurs du bâtiment dans le domaine du logiciel et des
acteurs du logiciel dans le domaine du bâtiment.
L’objectif de cet article n’est pas de répondre à l’ensemble de ces questions, mais de mieux
définir un élément qui me semble essentiel pour l’industrialisation d’une démarche de
digitalisation du bâtiment, à savoir le BOS, le système d’exploitation du Smart Building (Building
Operating System). Le BOS est devenu, cette année, un terme de plus en plus répandu dans le
domaine du bâtiment digital. Un nombre toujours plus grand d’acteurs comprennent que
l’industrialisation d’une démarche de digitalisation doit être accompagnée par la création de
plateformes logicielles permettant de faciliter le développement, le déploiement et l’usage des
applications digitales pour le bâtiment.
Commençons par une comparaison pour bien comprendre la valeur du BOS.
Du téléphone au smartphone
Qu’est-ce qui différencie un téléphone d’un smartphone ?
La première différence en tant qu’utilisateur, est qu’un téléphone portable me permettait de
faire trois choses : appeler, envoyer des textos, jouer à un jeu. Alors que le smartphone me
permet d’en faire dix, cent, mille ou plus. Le smartphone n’est pas un outil fermé me proposant
un nombre limité de fonctions, mais une plateforme ouverte permettant le développement, le
déploiement et l’usage de n’importe quelle application !
Concrètement, quel est l’ingrédient logiciel du smartphone qui permet de faciliter le
développement, le déploiement et l’usage d’applications ?
Son OS : Android, iOS...

Du bâtiment automatisé au Smart Building
Qu’est-ce qui différencie un bâtiment d’un Smart Building ?
Un bâtiment actuel propose quelques services spécifiques fonctionnant en silo : GTB, contrôle
d’accès, vidéo surveillance, Audio/Vidéo, gestion des salles de réunion, gestion de la
maintenance, gestion des espaces...
Le Smart Building fournira dix, cent, mille applications ou plus.
Le bâtiment actuel fourni un ensemble d’équipements, de systèmes ou d’applications en silo
proposant un nombre limité de fonctions. Un Smart Building est une plateforme ouverte
permettant le développement, le déploiement et l’usage de n’importe quelle application !
Concrètement, quel est l’ingrédient logiciel nécessaire au Smart Building pour faciliter le
développement, le déploiement et l’usage d’applications digitales ?
Son OS : le BOS !
Qu’est-ce que le BOS ?
Le BOS est la plateforme logicielle “cœur” nécessaire à l’industrialisation de la démarche de
digitalisation du bâtiment. Sans BOS, pas de Smart Building !
Le BOS est une plateforme logicielle qui présente au minimum les caractéristiques suivantes :

AEP: Application
Enablement Platform
Un SDK (Software Development Kit) et des API (Application
Programming Interfaces) ouvertes et documentées permettant le
développement d’applications, l’enrichissement de modèles de
données et la connexion avec des systèmes tiers
Base de données
graph distribuée
Gestion du modèle représentatif du bâtiment en temps réel (jumeau
numérique) pour obtenir une description précise de la sémantique du
bâtiment mise à jour à partir des données venant des objets
connectés.
La capacité à gérer le BIM est intégralement liée à cette compétence !
Système
d’orchestration des
applications
Synchronisation automatique des données modifiées et gestion des
événements pour l’orchestration des processus (applications,
analyses, pilotage...) distribués dans les différents systèmes du
bâtiment
Système de gestion
des droits
Pour le contrôle des accès aux données du jumeau numérique et des
différentes applications
Déploiement sur site
/ on-premise
Pour gérer les aspects temps réel, la confidentialité des données, la
résilience des systèmes et la gestion des flux de données…
Ref : tableau a1
 La plateforme BOS que l’on vous propose fournit-elle tous les “ingrédients techniques”
nécessaires ?
 Comprenez-vous pourquoi ces compétences sont indispensables dans une plateforme
qualifiée de BOS, et plus généralement pour la bonne gestion de l’infrastructure logicielle
de votre bâtiment digital ?
 Savez-vous qualifier la réalité de ces compétences dans les plateformes qui vous sont
proposées ?
Plusieurs offres se sont positionnées en tant que BOS et de nouvelles offres arrivent
régulièrement. Pourtant, au lieu de simplifier la compréhension de ce concept, elle la perturbe
tant il est difficile de les comparer, tant leur nature diffère et tant les aspects marketing prennent
parfois le pas sur les réelles capacités techniques.
Pour répondre aux questions précédentes, mon premier conseil est de se rapprocher d’un
expert du digital (une SSII ou ESN par exemple) pour qualifier les offres proposées mais aussi
pour mettre en œuvre les solutions Smart Building. Le marché du digital pour le B2B n’est pas
nouveau. Il est déjà structuré par des acteurs qui ont des rôles et des compétences bien définies
(AMO, Architecte SI, intégrateur SI, opérateur SI...). Ces acteurs constitueront un maillon
essentiel de l'industrie du bâtiment digital.
Pour le reste, cet article vise à consolider votre compréhension du BOS en abordant deux
questions :
 A quoi sert le BOS ?
 Comment positionner le BOS par rapport aux autres plateformes ?

A quoi sert le BOS ?
Le BOS permet de faciliter, d'accélérer et d'organiser le développement, le déploiement et l’usage
d’applications digitales dans le bâtiment. Le BOS transforme votre bâtiment, ou votre asset, en
une plateforme de services digitaux.
Quelles sont les raisons sous-jacentes à la transformation digitale du bâtiment ?
 un usager cherchera à avoir plus de confort, plus de services. A faire en sorte d’utiliser
son bâtiment comme un lieu de vie adapté à ses besoins.
 un exploitant cherchera à diminuer ses charges et à faire du bâtiment un outil améliorant
la productivité de son entreprise, une vitrine de ses ambitions ou encore un lieu attractif
pour les talents qu’il souhaite recruter…
 un investisseur voudra augmenter et maintenir la valeur de son asset, simplifier les
transactions, se distinguer de la concurrence...
 un mainteneur voudra optimiser ses actions de maintenance, facilité la recherche
d’informations, convaincre son client de l’utilité d’un investissement spécifique…
Les besoins ne manquent pas ! Et le nombre de services digitaux envisageables est difficilement
chiffrable. Pourtant la promesse du bâtiment digital est de fournir à terme l'ensemble de ces
services digitaux.
Il est important de comprendre et de partager le constat précédent pour envisager l’utilité et la
valeur du BOS. En effet, le déploiement de services digitaux dans le bâtiment n’est pas
réellement une nouveauté. Par contre, la multiplication des applications utilisant et générant de
grands volumes de données hétérogènes est une nouveauté et créée une nouvelle échelle de
complexité.
Le BOS sert essentiellement à gérer cette complexité. Il permet de simplifier le développement, le
déploiement et l’usage de cette multitude d’applications et par la même d’industrialiser la
démarche de digitalisation des services du bâtiment.
Positionnement du BOS dans son environnement
Le terme de plateforme est souvent utilisé pour parler du BOS. Effectivement, le BOS est une
plateforme avec un positionnement spécifique, mais toutes les plateformes ne peuvent pas être
positionnées en tant que BOS !
Dans ce chapitre, je vais introduire l’organisation globale du système d’information d’un Smart
Building et positionner le BOS par rapport aux autres plateformes, applications, base de
données... (BIM, GTB, Plateforme big data, applications Cloud).

A quel niveau fonctionne le BOS ?
Dans un bâtiment, nous pouvons identifier au moins trois types de plateformes digitales qui
fonctionnent sur trois niveaux différents :
 Niveau terrain ou équipement : comme les GTB, SSI, audio vidéo, vidéo surveillance et
plus généralement des systèmes automatisés… On déploie également des capteurs, des
automates, des équipements.
 Niveau bâtiment : on essaie de contextualiser les données du bâtiment, de comprendre
les systèmes installés et de les représenter de manière compréhensible. Les outils de
supervision, de gestion des espaces, la maquette BIM... rentrent dans ce cadre.
 Niveau patrimonial : comme les services web, hyperviseur multi-bâtiments, GMAO,
portails d’applications mobiles servicielles, systèmes de gestion patrimoniale …
Nous pouvons souvent faire l’association suivante entre ces trois niveaux d’échelles :
 Échelle patrimoniale → cloud computing
 Échelle bâtimentaire → fog ou edge computing
 Échelle équipement → field computing
Le BOS est une plateforme qui fonctionne à l’échelle du bâtiment (échelle intermédiaire ou fog).
C’est une plateforme intimement associée au bâtiment qui permet de mieux connaître, mieux
comprendre, mieux piloter son bâtiment et de rendre possible son évolution digitale.
Techniquement parlant, le BOS est une plateforme logicielle qui permet de rationaliser la gestion
des données et d’orchestrer le fonctionnement des applications à l’échelle du bâtiment. Il fait le
lien entre l’échelle terrain et l’échelle patrimoniale.

Comment différencier le BOS des autres plateformes ?
BOS et plateformes Cloud Big data
Le BOS est aux plateformes Cloud Big data ce que
Windows est à Azure ou Android est à Google drive.
Le BOS gère l’asset “bâtiment” et communique avec
les services Cloud.
Grâce au BOS, le bâtiment devient intelligent, il n’est
pas seulement connecté à une plateforme Cloud
intelligente.
Les propositions de valeur du BOS par rapport à ces outils sont :
 gestion des données en temps réel
 résilience locale du système
 gestion de la confidentialité (Secured by design)
 description très fine des assets
BOS et GTB
Le BOS fonctionne au-dessus de la GTB et des
autres silos terrain (A/V, contrôle d’accès,
équipements réseau, capteurs/actionneurs IoT
...). Il échange des données avec chacun des
systèmes terrains via des API, des drivers ou des
protocoles spécifiques (idéalement ouverts et
répondant au référentiel R2S).
L’approche BOS transforme la manière de
déployer les outils de supervision. Il y a un recouvrement partiel entre les systèmes de gestions
de bases de données des systèmes de supervision et le BOS. De nouvelles interfaces de
supervision fonctionneront comme des applications au-dessus du BOS.
Les propositions de valeur du BOS par rapport à ces outils sont :
 l’apport d’un référentiel unique de description du bâtiment (celui définie dans la
maquette BIM) permettant d’associer et de comparer les données venant de plusieurs
silos
 l’ajout d’une couche de sémantique et de contextualisation des données permettant de
rendre compréhensible les données (système de gestion de base de données plus riche)
 le BOS est une plateforme de développement applicative (AEP : Application Enablement
Platform). Il propose un SDK permettant de développer facilement de nouvelles
applications utilisant et valorisant les données des différents silos.

BOS et maquette BIM
La maquette BIM est un formidable graph de données “géo-localisée” du bâtiment qui, de plus,
propose des outils graphiques pour construire et parcourir ce graph. Par conséquent, la
maquette BIM peut être utilisée de deux manières par le BOS :
 soit comme une source
d’information externe avec laquelle le
BOS peut échanger des données,
 soit comme un outil permettant
d’initialiser la base de données
dynamique du BOS, ce que nous appelons
le jumeau numérique du bâtiment.
Les propositions de valeur du BOS par rapport au BIM sont :
 le BOS apporte un système de gestion de base de données ouvert, dynamique et
modifiable en temps réel.
 le BOS connecte les données BIM avec les autres sources de données du bâtiment
 le BOS est une AEP. Il propose un SDK permettant le développement et le déploiement
d’applications digitales utilisant les données issues de la maquette BIM.
BOS et GMAO / IWMS
Le BOS peut être connecté avec des outils de GMAO, des IWMS... et échanger des données avec
ces systèmes (à condition que ces systèmes aient des API ouvertes).
Les outils de GMAO ou les IWMS sont des
applications ou des plateformes
applicatives fonctionnant souvent à
l’échelle patrimoniale et proposant des
descriptions partielles du bâtiment. Le
BOS est une plateforme du bâtiment qui
apporte une connaissance très précise du
bâtiment. Il y a un recouvrement partiel
entre les bases de données des
IWMS/GMAO et du BOS, ce qui permet aux deux plateformes de communiquer.
Les propositions de valeur du BOS par rapport au GMAO/IWMS sont :
 le BOS permet un lien entre les systèmes terrain “temps réel” et la GMAO ou les IWMS
 le BOS est le cœur du système d’information du bâtiment. Il apporte une connaissance
plus détaillée du bâtiment et fonctionne comme “le serveur du bâtiment”
 le BOS est une AEP. Il propose un SDK permettant une évolution facile du système
d’information du bâtiment.

Quels ingrédients composent le BOS ?
Nous revenons finalement au tableau (a1) proposé en début d’article. Pour être considéré
comme un BOS, la plateforme doit vous proposer les compétences décrites sur le schéma
précédent :
Une AEP (Application Enablement Platform) :
 un SDK (Software Development Kit) ouvertes et documentées permettant
l’enrichissement de modèles de données et le développement d’applications,
 des API (Application Programming Interfaces) ouvertes et documentées pour la
connexion avec des systèmes tiers
Un système de gestion de base de données graph, temps réel :
Le cœur du système doit permettre la gestion du modèle de données complet du bâtiment (ce
que nous appelons son jumeau numérique) :
 la description précise de la sémantique du système complexe (votre bâtiment). La
maquette BIM propose une sémantique riche du bâtiment, celui-ci est modélisé comme
un graph de données
 la capacité à ingérer les données IoT/GTB, ce qui nécessite des compétences de gestion
dynamique, quasi temps réel.
Un système d’orchestration de processus distribués : contrairement à un ordinateur ou à un
smartphone, un bâtiment est un système complexe distribué. Le BOS doit être capable de gérer
des processus d'acquisition de données à chaque étage, pour chaque équipement …, des

processus d’analyse dans des salles serveur distinctes, des interfaces utilisateur sur tout type de
terminaux (ordinateur, tablette, téléphone …) …
Un système sécurisé de gestion des droits : les profils intervenant sur le BOS sont nombreux :
administrateurs, intégrateurs, mainteneurs, usagers, asset manager... chacun doit avoir des
droits spécifiques sur des parties ou sous parties du jumeau numérique et sur les applications
permettant de les modifier.
La capacité à être déployé localement : un bâtiment est un asset industriel. Les données
produites par ses occupants et ses systèmes peuvent être nombreuses, confidentielles, temps
réel… Les applications déployées peuvent être critiques ou non, avoir besoin d’un niveau de
résilience élevé ou non… Pour toutes ces raisons, et pour que le bâtiment soit lui-même smart,
et pas uniquement connecté à un système smart, le BOS doit être déployé localement sur le
bâtiment.
Conclusion
Le BOS est le cœur du système d’information du bâtiment. Il permet de faciliter la création du
système d’information complet, d’enrichir la valeur de chacune des applications, de structurer
et de lier les données venant de plusieurs sources d’information, d’orchestrer les processus
d’analyse et d’échange de données…
Son objectif est de gérer cet asset complexe qu’est le bâtiment pour le transformer en une
plateforme digitale évolutive offrant des services avec une vraie valeur ajoutée.
Le BOS peut paraître complexe pour des non développeurs. Il est cependant juste à la hauteur
de la complexité du bâtiment lui-même, de sa valeur et des résultats attendus par une démarche
d'évolution vers le Smart Building.
Des solutions plus simples vous apporteront très peu de valeurs ajoutées. Le BOS s’inscrit dans
une démarche beaucoup plus ambitieuse. Elle vise à réellement transformer votre bâtiment en
un asset intelligent et par là même faire émerger tout le potentiel de valeur que ce concept de
Smart Building promet !
Informations sur l’Auteur :
Jérémie Bellec, co-fondateur et président de Spinalcom est docteur en dynamique des structures
à l’Ecole Normale Supérieur de Cachan (Saclay) et formateur sur les systèmes d’informations
intelligents à l’Executive Education de l’école Polytechnique.
Jérémie travaille depuis 2007 sur les questions de jumeau numérique dynamique et de edge ou
fog computing. D’abord dans le domaine aéronautique où il a développé, pendant près de 6
ans, le cœur de plateforme Spinalcore comme un “OS de système distribué”. Puis dans le
domaine du bâtiment digital depuis 2015 où il a créé le concept de BOS. La société Spinalcom,
membre de la SBA, déploie aujourd’hui son BOS ainsi que plusieurs applications (CDE, Building
Operation Center...) avec comme ambition l'industrialisation de la démarche de digitalisation
du bâtiment.

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