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Sondes et détecteurs Une présence accrue associée à l'automatisation

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Sondes et détecteurs Une présence accrue associée à l'automatisation

© (Docs. Theben, Comap, Kieback & Peter.)

Poussés par de nouveaux besoins et réglementations, les sondes et détecteurs se multiplient, le nombre de grandeurs mesurées grossit. Et les informations recueillies nourrissent des automates de plus en plus complexes.

Dans un système automatisé, toutes les informations nécessaires à son fonctionnement doivent être détectées pour que les commandes puissent agir intelligemment sur les actionneurs.

Les fonctions « détection » sont donc absolument nécessaires dans toutes sortes de processus automatiques installés dans les bâtiments : le pilotage du confort thermique, de l'éclairage, des ouvrants, des occultations solaires, etc. La RT 2012, avec ses obligations de comptage et d'affichage des consommations d'énergie par usages, par surface minimale, etc. multiplie les obligations d'acquisition de données.

Sauf exceptions notoires, tels les détecteurs de fumées, sondes et détecteurs n'existent pas seuls, mais font partie d'un système plus ou moins complexe.

On rencontre trois types de sondes et détecteurs. • Les sondes embarquées. Dans un appareil, elles assument des fonctions complexes. Cela va du thermostat d'ambiance mural pour le pilotage du chauffage avec sonde de température embarquée, à des vannes multifonctions motorisées complexes ou des circulateurs à fréquence variable. Ces deux derniers types d'appareils embarquent des sondes de température, de débit, de pression, de pression différentielle et leur propre électronique intègre toutes ses informations pour piloter l'appareil. Le bureau d'études et l'installateur n'ont aucune prise sur la nature et les fonctions des sondes embarquées.

• La sonde ou le détecteur directement raccordable à un appareil ou à un automate. Il s'agit, dans ce cas, de choisir une sonde mesurant une ou plusieurs grandeurs précises (température, présence, humidité relative...), installable d'une manière correspondant aux besoins du chantier (à l'extérieur, en gaine, murale en saillie, murale encastrée, etc.) et, surtout, dont les caractéristiques d'alimentation et de consommation électrique et de signal électrique en sortie (0-10 V Courant Continu, 0-20 mA CC...) correspondent bien aux caractéristiques des appareils ou automates auxquels elles seront raccordées. Ce type de sondes et de détecteurs est le plus fréquent, les grandeurs mesurées se comptent par dizaines, les marques et fabricants par centaines et les modèles par milliers. Dans le tableau ne figurent que les applications les plus courantes du Bâtiment, ainsi que les marques et modèles les plus fréquents.

• Les sondes et détecteurs raccordés à un bus de terrain. Le but étant d'économiser le hardware (sondes et câblage) et de partager l'information fournie par la sonde entre plusieurs appareils et automates susceptibles de l'utiliser. Ces sondes et détecteurs sont soit raccordés à des bus ouverts, comme par exemple les stations météo extérieures montées sur une façade de bâtiment et détectant vent, luminosité, pluie et température, raccordées en KNX, en LonWorks, en Zigbee ou en BACNet à la GTB. Celle-ci se charge de partager les informations de la station avec tous les automates qui en ont besoin dans le bâtiment : ceux qui ouvrent les fenêtres, actionnent les protections solaires, pilotent la lumière et le confort thermique.

D'autres sondes sont raccordées à des bus de terrain propriétaires. C'est le cas pour le pilotage d'un équipement de grande taille, comme une CTA (Centrale de traitement d'air), un aéroréfrigérant ou un groupe électrogène. Plusieurs fabricants, dont Belimo, Saia-Burgess (racheté par Honeywell), Danfoss et d'autres, ont développé des bus propriétaires, faciles à installer, à maintenir, peu coûteux, capables à la fois d'alimenter les sondes, de véhiculer l'information et les ordres, parfois même d'alimenter les actionneurs en électricité. Ces protocoles sont certes propriétaires, mais ouverts à tous les fabricants d'automates qui en ont besoin.

Mesure de la pression et de la dépression : première application

Pressostats, vacuostats et transmetteurs de pression ont pour fonction de contrôler, réguler ou mesurer une pression ou une dépression dans un circuit hydraulique ou pneumatique. Les pressostats ou vacuostats transforment un changement de pression en signal électrique « Tout ou Rien », lorsque les points de consigne déterminés sont atteints. Ils sont de technologie électromécanique ou électronique. Les transmetteurs de pression transforment la pression en un signal électrique proportionnel et sont de technologie électronique. Les détecteurs de pression électromécaniques utilisent le déplacement d'une membrane, d'un piston ou d'un soufflet pour actionner mécaniquement des contacts électriques. Les détecteurs de pression électroniques, comme ceux de Télémécanique, sont équipés d'une cellule céramique piézorésistive. Les contacts électriques de sortie peuvent être de puissance, bipolaires ou tripolaires, pour commander directement des moteurs monophasés ou triphasés, ou bien standard, pour commander des bobines de contacteurs, de relais, d'électrovannes, d'entrée d'automates, etc. Les différentes sondes revêtent des formes tout à fait différentes, selon qu'elles sont employées à la mesure de pression d'air, de gaz, de fluides, qu'elles sont montées en doigt de gant, dans des canalisations, en ambiance, etc.

Air : une qualité sous surveillance

Une autre application concerne les grandeurs utilisées pour maintenir la qualité de l'air intérieur. En 2007, l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses) a fixé comme valeur guide pour le formaldéhyde une exposition à long terme (> 1 an) inférieure à 10 ?g/m3. Depuis le 1er janvier 2012, l'étiquetage des produits de construction et de décoration quant à leurs émissions en polluants volatils (A+, A, B et C) est obligatoire. Le label HQE tient compte de la qualité de l'air intérieur. En tertiaire, l'employeur doit faire procéder à des contrôles techniques, par un organisme accrédité, au moins une fois par an et lors de tout changement potentiellement risqué.

Les industriels proposent deux types de sondes pour mesurer la QAI : les sondes de CO2 et celles de COV. Ces sondes supposent l'existence d'un système de ventilation à débit modulable, actionné par un automate en fonction des informations des sondes. Mais, il existe également des sondes de CO2, spécialement conçues pour les écoles dépourvues de ventilation. Le boîtier émet un signal lumineux et/ou sonore et l'enseignant ouvre les fenêtres.

Les fabricants proposent des sondes qui mesurent le CO2 et les COV. Siemens propose des sondes mesurant la température, le CO2, les COV et l'humidité relative.

Marque Modèle Grandeurs mesurées Application Installation Technologie Sortie du signal Protection Tension de service
AirXpert AirXCO2 CO2 (0 à 2000 ppm) Pilotage de la ventilation Sonde en saillie Capteur non-dispersif infrarouge 0-10 2-10 V CC 4-20 mA IP30 24 V CC CA
Danfoss Pressostat KP IP30, IP44
Delta Dore Détecteur douverture sans fil Tyxal pour portes et fenêtres Ouverture Chauffage Climatisation Ventilation Intrusion Éclairage En saillie Contact face à aimant Signal radio 434/868 MHz 200 à 300 m IP30 2 piles LR03
Pack Tybox 2 zones Température (0 +40C) Commande chauffage Climatisation2 zones avec Pac réversible En saillie Infrarouge Signal radio 868 MHz Protocole X3D IP30 2 piles LR03 pour sondes de température Secteur 230 V pour actionneurs de vannes
E+E Elektronik EE85 CO2 (0 à 2000, 0 à 5000, 0 à 10000 ppm) Pilotage de la ventilation En gaine Mesure infrarouge Auto-étalonnage 0-5, 0-10 V CC 4-20 mA IP40 24 V CC CA
Eberlé Thermostat programmable instat plus 3F avec sonde Eberle Température (0 +55C) Contrôle dhumidité relative OEM NTC Pouvoir de coupure 16A IP30 220 240 V CA
Galltec Mess und Regeltechnik +Mela %HR (0-100), Température (-30 +70C) Pilotage de la ventilation OEM Capteurs capacitifs 0-10 V CC Pour OEM 12-24 V CC 24 V CA
Hager Systo 2M Inter auto IR 2 fils Présence, mouvement, luminosité (4 400 lx) Pilotage automatique de léclairage En saillie Infrarouge Pouvoir de coupure 2 x 320 W en incandescent IP20 IK07 230 V CA
TRC301B Ouverture Pilotage du chauffage Ventilation Climatisation En saillie Contact face à aimant Multiradio KNX 868.3 MHz Portée 100 m 2 piles LR03
TRE500 Mouvement Pilotage du chauffage Ventilation Climatisation Éclairage En saillie Radar 180C Multiradio KNX 868.3 MHz Portée 100 m IP55 IK05 3 piles LR03 ou solaire PV
Honeywell Chronotherm CM921RF Température (-5 +45C) Chauffage: chaudière, pompe, vanne de mélange, vanne de zone En saillie 100K (@ 25 oC ) NTC Signal sans fil 868 MHz IP30 2 x 1,5 V IEC LR6 (AA)
Honeywell Centraline CLCMNA172 Méthane Ammoniaque Acide acétique CO Ethanol Hydrogène 10 1000 ppm Pilotage de la ventilation Sonde en saillie Mesure infrarouge Auto-étalonnage 0-10 V CC IP30 15-24 V CC 24 V CA
Legrand Écodétecteur de mouvement pour minuterie Mouvement Allumage Extinction automatique de léclairage Encastré En remplacement dun bouton-poussoir Associé à une minuterie Autonome IP30 220 240 V CA 2 fils
myFox Capteur de température et de luminosité Température (0 +50C) Luminosité (5 plages) Intégration informations température Luminoisté dans domotique myFox En saillie À lintérieuret à lextérieur Infrarouge Signal radio crypté avec centrale myFox 150 m de portée IP65 2 piles AA
Rotronic CL11 CO2 (0-5000), %HR (0-100) Température (-20 +60C) QAI Ventilation Climatisation Sonde en saillie Capteur non-dispersif infrarouge avec auto-étalonnage 0-10 V CC IP30 24 V CA
S+S Regeltechnik Aerasgard KLQ COV QAI Ventilation Climatisation Sonde de gaine Capteur oxyde de fer Étalonnage automatique 0-10 V CC 4-20 mA IP65 24 V CA/CC
Aerasgard RLQ COV QAI Ventilation Climatisation Sonde de gaine Capteur oxyde de fer Étalonnage automatique 0-10 V CC 4-20 mA IP65 24 V CA/CC
Aerasgard RCO2 CO2 0 à 2000, 0-5000, 0-10000 ppm QAI Ventilation Climatisation Sonde de gaine Mesure infrarouge Auto-étalonnage 0-10 V CC 0-20 mA CC IP30 24 V CA/CC
Schneider Electric PowerLogic VLT Voltmètre (0-600 V) Monitoring tension électrique Rail DIN Tensiomètre Autonome IP40 230 V CA
EER10500 Wiser Pack contrôle du chauffage (1 contrôleur + 1 thermostat + 2actionneurs) Température (0 +40C)Consommation (kWh électriques) Pilotage de 2 radiateurs électriques En saillie Infrarouge (température) Impulsion (comptage) Zigbee avec surcouche IP30 230 V CA
Siemens Symaro AQR CO2 (0 à 2000 ppm) COV T (-15 +50C) QAI Ventilation Climatisation Sonde encastrée Mesure infrarouge Auto-étalonnage 0-5 V CC 0-10 V CC 0-20 mA CC 4-20 mA CC IP30 15 à 36 V CC
Symaro QPA10../20.. CO2 (0 à 2000 ppm) HR (0 à 95%) T (-35 à +50C) QAI Ventilation Climatisation Sonde en saillie Mesure infrarouge Auto-étalonnage 0-10 V CC 0-20 mA CC IP30 24 V CA 13,5-35 V CC
Symaro QPM11../21.. CO2 (0 à 2000 ppm) HR (0 à 95%) T (-35 à +50C), COV QAI Ventilation Climatisation Sonde de gaine Mesure infrarouge Auto-étalonnage 0-10 V CC 0-5 VCC IP54 24 V CA 13,5-35 V CC
QVM62.1 Vitesse dair (0-5, 0-10, 0-15 m/s) Régulation progressive des ventilateurs dans des installations dair primaire Montage en gaine Ecoulement jusquà 20 m/s 0-10 V CC IP42 1 A / CA 230 V / 26 VA1 A / CC 48 V / 20 W
QVE3 Débit de fluide Mesure de débit (-40 +120C) liquide ou gaz Canalisations DN10 à DN25 Débit jusquà 120 l/s Contact inverseur Libre de potentiel 24-250 V 15(8) A IP65 2 x 1,5V type LR03
Somfy Pack chauffage Somfy Box (box +thermostat radio HF) Température (0 +50C) Pilotage du chauffage à distance et de manière autonome En saillie Infrarouge Signal radio 200 m IP30 2 x 1,5V type LR03
Testo testo310 CO (0-4000ppm) O2 (0-21 Vol%) Rendement (0-120%) Pression différentielle (-40 +40 hPa) Type K (0 400C) Tirage Combustion (0-99%) Maintenance et commissionnement des chaudières <400kW Analyseur de combustion portatif Infrarouge Électrochimique Autonome IP65 Batterie 1500 mAh
Theben Amun 716 R USB KNX CO2 (0 à 2000 ppm) %HR (30-75) T (+5 à +40C) QAI Ventilation Climatisation Sonde en saillie Mesure infrarouge Auto-étalonnage 3 x 0-10 V CC 2 relais 5A-250 V CA IP20 24 V CA/CC TBTS
TheLuxa Présence, mouvement, luminosité (5 1000 lx) Éclairage Sur équerre pour lextérieur Présence infrarouge Couverture angulaire de 150, 180 ou 360 10 A (pour 230 V CA, cos ? = 1)6 A (pour 230 V CA, cos ? = 0,6) 3 AX (pour 230 V CA, cos ? = 0,3) IP55 230 V CA
thePrema S360 KNX UP WH Présence Mouvement Luminosité (5 3000 lx) Éclairage Climatisation Montage encastré au plafond Présence infrarouge Couverture angulairede 360 KNX IP20 IP40 une fois installé 8 mA (tension du bus)
Capteur de luminosité encastré analogique Luminosité (20 2000 Lx) Pilotage de léclairage en variation Encastré Photodiode Signal analogique proportionnel 0 10 V IP65 12 40 V CC
TSI 986 COV (0,01-20 ppm) CO2 (0-5000 ppm) %HR (-95%)Température (-10 à +60C) Monitoring de QAI Montage sur analyseurs TSI 7575 Q-Trak 9565 VelociCalc Airflow TA460 Mesure infrarouge Étalonnage requis 0 10 V CC IP30 24 V CC
N°330

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