Dossier

La révolution aux trois visages

Sujets relatifs :

PHOTO - CTB343p38.jpg

© Docs. Honeywell

Le numérique révolutionne le bâtiment et ses équipements qui deviennent « intelligents », communicants et connectés. Outre qu’il convient de distinguer ces trois caractéristiques, les protocoles et mises en œuvre varient selon les typologies d’ouvrages.

Intelligents, communicants et connectés : la mue des équipements et des objets du bâtiment prend actuellement trois formes. Et ce sont trois révolutions en œuvre : l’électronique, avec les objets « smarts » ; l’automatique, avec la régulation et le pilotage de systèmes intégrant des objets communicants ; l’informatique et les télécommunications, avec les objets connectés.

Dotés d’une électronique sophistiquée, les objets intelligents possèdent des capacités de calcul, de stockage et de régulation. Typiquement, une caméra de vidéosurveillance « intelligente » est capable d’analyser les images, de détecter des événements anormaux et de transmettre des alertes. A contrario, un objet communicant n’est pas nécessairement intelligent, mais peut être piloté de l’extérieur par un automate programmable ou une box. Enfin, un distinguo doit être opéré entre les objets communicants (avec leurs voisins ou avec un concentrateur) et les objets connectés, sous-entendu à internet. Le premier domaine est celui du M2M (machine to machine), avec des protocoles filaires ou sans fil comme ZigBee, Bluetooth, RFID, NFC, etc. Le deuxième est celui de l’internet des objets, connectés à la Toile par exemple par une carte SIM. De nombreuses applications, pourtant accessibles par smartphone, relèvent de la première catégorie.
Au nouveau siège social de SFR, à Saint-Denis (Seine-Saint-Denis), les employés peuvent ainsi contrôler divers équipements avec leurs smartphones : éclairage et store de leur bureau, photocopieuses, etc. Il s’agit d’une communication dite « short range », c’est-à-dire à l’échelle de la pièce ou du plateau, sans connexion internet requise. Les Dash Buttons installés par Amazon chez ses meilleurs clients américains, eux, sont connectés à internet. Ces boutons physiques à coller dans la maison sur son réfrigérateur ou sa machine à laver permettent, d’une pression de doigt, de commander un produit manquant (comme de la lessive) via une liaison smartphone.
Cette classification se retrouve à l’échelle d’un immeuble ou d’un quartier. Le « smart building » désigne des bâtiments instrumentés de capteurs et compteurs et régulés par des automates programmables. La connexion à internet, bien que fréquente, n’est pas obligatoire. Un vieil immeuble haussmannien sans GTB ni capteurs peut, lui, être équipé d’un ascenseur connecté pour les alarmes, et d’une chaudière connectée pour la maintenance. Inversement, un immeuble tertiaire régulé de manière sophistiquée à l’échelle de chaque plateau pour le chauffage, la ventilation, la climatisation et l’éclairage peut ne pas être connecté avec l’extérieur pour des raisons de sécurité.

Mixité grandissante

La réalité des systèmes mis en œuvre montre cependant une mixité grandissante. En pratique, les raisons de se connecter se sont en effet multipliées ces dernières années, prioritairement pour le suivi d’exploitation à distance des équipements de production d’énergie. Par ailleurs, avec le sous-comptage de la production et de la consommation d’énergie rendu obligatoire par la dernière réglementation thermique, la transmission des informations, via le cloud, à des fins de suivi énergétique et d’analyse des consommations prend sens.
Éditeur d’un gestionnaire d’énergie, Serge Le Men, président de Newron System et vice-président de l’association Smart Buildings Alliance for Smart Cities, explique que sa « plateforme permet de modéliser des données hétérogènes, de les agglomérer et de les transmettre avec des protocoles standardisés au cloud. Elles sont exploitables par les solutions de nos clients qui développent des interfaces pour faire de l’hypervision et du pilotage. » Ces données peuvent servir à élaborer une stratégie de maintenance préventive. Enfin, le bâtiment peut communiquer dans le cadre d’un smart grid, indiquant les besoins prévisionnels, les capacités de production, de stockage et d’effacement.

Dans le résidentiel, une situation disparate

Dans le résidentiel, si certains services non critiques peuvent passer par la box ADSL, d’autres nécessiteront une liaison DSL additionnelle ou 3G. Les applications domotiques couvrent de nombreux domaines : la détection de fumée, de monoxyde de carbone, de gaz, d’intrusion ; la vidéosurveillance ; le contrôle d’accès , de chauffage, des consommations électriques (et énergétiques), de l’éclairage, des volets ou ouvertures, etc. Le principe est de collecter sur des concentrateurs les informations provenant des capteurs et compteurs, via des protocoles comme KNX, EnOcean, ZigBee, etc. Le concentrateur, ou un module associé, sert de passerelle vers le monde extérieur, transmettant un filtre des données, soit directement par liaison 3G/GPRS, soit par Ethernet (via la box ADSL du foyer par exemple) vers un serveur distant, le cloud. L’habitant peut alors accéder à ces informations sur son smartphone, sa tablette ou son ordinateur ; recevoir des alertes (intrusion, fuite d’eau, chute de la grand-mère, panne de la chaudière, etc.) et piloter en retour certains équipements.
La tendance est de réserver les applications non critiques comme le suivi énergétique à la connexion ADSL, susceptible de ratés : une panne du fournisseur d’accès, une box éteinte, etc. Typiquement, c’est le cas des thermostats d’ambiance connectés, qui comportent des sondes de température. Ils sont reliés à la chaudière pour le contrôle (avec un actionneur) et à internet pour recevoir les ordres de pilotage de l’habitant à distance. La communication sur site entre les sondes, l’actionneur et la passerelle peut s’effectuer en filaire ou par un lien radio (868 MHz par exemple). En revanche, pour des alertes ou des alarmes, une carte SIM avec une connexion 3G est préférable pour assurer une communication directe, fiable et en toute autonomie.

Tertiaire : de la GTB au cloud

En dehors des applications de sécurité (vidéosurveillance, incendie, etc.) et des alarmes (ascenseurs par exemple), dans le tertiaire, la connexion du bâtiment s’est imposée pour le suivi d’exploitation et la maintenance à distance. Dans l’ancien, une alerte ponctuelle liée au dysfonctionnement d’un équipement, comme une chaudière ou une installation solaire, peut passer par une classique ligne téléphonique. Le plus courant est néanmoins la ligne SDSL dédiée, avec parfois plusieurs lignes séparées en fonction des usages, en particulier pour la vidéosurveillance ou les ascenseurs. Le cœur du système est l’automate programmable, dont la nouvelle génération possède une fonction de serveur internet. Connecté au réseau numérique par son adresse IP, il est capable de générer et de stocker des pages web, lisibles par la maintenance via un simple navigateur, soit sur site, soit de manière distante, par une connexion internet. « À partir de la base de supervision de la gestion technique centralisée [GTC] est créée une base de données exploitable par la gestion de maintenance assistée par ordinateur [GMAO]. Celles concernant les alarmes ou les compteurs notamment sont agrégées dans le système, souligne Laurent Truscello, responsable marketing produits chez Carl Software. Elles peuvent être utiles à la maintenance pour établir des prévisions en fonction de l’usage réel des équipements, et non d’un calendrier défini à l’avance. »
Parallèlement, la remontée des informations de comptage d’énergie et d’électricité, via les armoires électriques intelligentes et la GTC, rend possible le suivi énergétique demandé dans la RT 2012 ; en outre, elle permet d’analyser la consommation à moyen terme et d’agir (modifications des points de consigne des équipements, des scénarios, alerte des usagers, etc). « La supervision énergétique avec Energy Manager permet de collecter des données de consommation, de production, d’occupation des locaux, et météorologiques. Puis de les corréler en big data dans un cloud, assure Bertrand Guarinos, responsable efficacité énergétique et environnement chez Schneider Electric. Par exemple, elles peuvent être analysées aux États-Unis par des experts en boucles de régulation des centrales de traitement d’air. »

Et le sans-fil ?

Si la communication filaire est préférable pour des raisons de fiabilité et de sécurité, le sans-fil a toute sa place dans les liaisons terminales, pour la télérelève de compteurs et, plus généralement, dans le résidentiel et en rénovation. L’une des technologies est la radio identification active (RFID active), proposée par exemple par Ela Innovation pour de la télémesure et du monitoring. Cette gamme de produits intègre différents capteurs sans fil, autonomes par piles sur dix à vingt ans, avec une portée de 30 mètres, voire plusieurs centaines de mètres en champ libre. Des partenaires fournissent les passerelles vers les réseaux TCP/IP ou wifi. « Nous proposons un réseau constitué de tags [les capteurs], de répéteurs et de concentrateurs, avec notre propre protocole optimisé pour être économe énergétiquement, détaille Pierre Bonzom, fondateur de l’entreprise montpelliéraine. Ensuite, des partenaires fournissent les passerelles vers les réseaux TCP/IP ou wifi et poussent les données vers les serveurs internet, comme Busit, une plateforme en open source pour les objets connectés, compatible avec différents protocoles. » Le sans-fil est également stimulé par la généralisation de la télérelève des compteurs et la systématisation du comptage énergétique. La télérelève de compteurs communicants s’effectue avec des protocoles radio à bas débit, basse consommation et longue portée, de type SigFox, LoRa (Long Range), Modbus ou M-Bus (Meter-Bus), déclinés en filaire et en radio (868 MHz et 169 MHz).

N°343

vous lisez un article des Cahiers Techniques du Bâtiment N°343

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2015 des Cahiers Techniques du Bâtiment

Nous vous recommandons

Dossier Spécial ATEx 2016

Dossier

Dossier Spécial ATEx 2016

Les Atex ont le vent en poupe. Les dossiers déposés sont de plus en plus nombreux et plus diversifiés. La reprise du secteur et l’accompagnement du CSTB en sont les principales raisons. Les projets les plus[…]

27/12/2016 | BoisActualité
Rénovation des bétons anciens

Dossier

Rénovation des bétons anciens

Quatre crèches à Paris Intra-Muros

Dossier

Quatre crèches à Paris Intra-Muros

Entre nord et sud : quatre collèges de province

Dossier

Entre nord et sud : quatre collèges de province

plus d’articles