25
ROYAUME DU MAROC UNIVERSITE MOHAMMED V ECOLE MOHAMMADIA D’INGENIEURS Département Génie Electrique Section : Electrotechnique et Electronique de puissance Rapport de projet Bureau d’étude Réalisé par : Khalidi Nabil Ayouche Mehdi Encadré Par : Mr M.Maaroufi Bâtiment Intelligent Année Universitaire 2014-2015

Rapport Batiment Intelligent

  • Upload
    nkey292

  • View
    77

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Rapport Batiment Intelligent

Citation preview

  • ROYAUME DU MAROC UNIVERSITE MOHAMMED V

    ECOLE MOHAMMADIA DINGENIEURS

    Dpartement Gnie Electrique

    Section : Electrotechnique et Electronique de puissance

    Rapport de projet Bureau dtude

    Ralis par :

    Khalidi Nabil

    Ayouche Mehdi

    Encadr Par :

    Mr M.Maaroufi

    Btiment Intelligent

    Anne Universitaire 2014-2015

  • Table des matires Introduction : ......................................................................................................................... 3

    Btiment intelligent : ............................................................................................................. 3

    1. Dfinition : .................................................................................................................. 3

    2. Architecture dun btiment intelligent :...................................................................... 4

    Lefficacit nergtique : ....................................................................................................... 6

    1. Chauffage infrarouge : ................................................................................................ 7

    a) Dfinition : .......................................................................................................... 7

    b) Avantages du radiateur infrarouge ...................................................................... 8

    2. L'isolation Thermique des Btiments ......................................................................... 9

    3. La ventilation dans le btiment ................................................................................. 10

    a) Systme Double Flux ........................................................................................ 10

    b) Puits canadien .................................................................................................... 11

    c) Dalles actives..................................................................................................... 11

    La domotique : ..................................................................................................................... 12

    1. Dfinition .................................................................................................................. 12

    2. Objectifs ................................................................................................................... 12

    3. Champs dactions ..................................................................................................... 13

    a) Confort Globale ................................................................................................. 13

    b) Scurit domestique .......................................................................................... 13

    c) Economie dnergie : ........................................................................................ 14

    4. Les quipements ....................................................................................................... 15

    a) Les dtecteurs et dclencheurs : ........................................................................ 15

    b) Les automatismes : ............................................................................................ 15

    5. Les modes La communication .................................................................................. 16

    a) Cblage domotique :.......................................................................................... 16

    b) Domotique sans fil ............................................................................................ 19

    3-Domotique par courant porteur (Domotique CPL) : ................................................ 19

    6. Logiciels ................................................................................................................... 22

    a) DomoTab:.......................................................................................................... 22

    b) HomeSeer : ........................................................................................................ 23

    c) Active Home : ................................................................................................... 24

  • Introduction :

    Notre Projet dans les sujets du Bureau dtude est ltude du Btiment intelligent.

    Aujourd'hui l'intgration des nouvelles technologies dans l'habitat connat un intrt auprs

    des particuliers. Les fournisseurs en matriel lectrique ont conscience du dveloppement

    du march et ne manquent pas d'informer les professionnels des nouvelles installations

    inities par la nouvelle norme.

    Selon lOffice fdral de lnergie, les btiments utilisent environ la moiti de lnergie

    primaire consomme pour le chauffage, le climat intrieur, leau chaude sanitaire,

    lclairage et les quipements. Or, leur gestion thermique, en particulier celle des

    btiments qui bnficient dun fort apport solaire passif, requiert de nouvelles approches.

    En effet, mme si ces ouvrages disposent des dernires avances technologiques, les

    systmes de rgulation thermique actuels ne sont pas en mesure den tirer pleinement

    profit.

    On peut imaginer une maison dans laquelle, ds que vous rentrez, la lumire sallume,

    votre musique prfre donne un agrable fond sonore, la temprature vous est idale.

    Bien sr, vous ne vivez pas forcment seul dans votre maison, chacun peut avoir ses

    rglages personnaliss. On peut aussi imaginer quavant de quitter votre travail, vous avez

    vrifi sur le site internet de votre maison, que le rfrigrateur est suffisamment rempli

    pour quil ny ait pas besoin de faire les courses. Vous lavez aussi prvenue de lheure de

    votre retour, afin quelle mette le chauffage en route suffisamment lavance.

    Ce cerveau , ddi la gestion de la maison, rend la vie plus simple et agrable ses

    occupants. De plus, une gestion intelligente du chauffage, de la climatisation et de

    lclairage, aura des retombes sur la conservation de lnergie sans pour autant nuire au

    confort de la maison.

    Btiment intelligent :

    1. Dfinition :

    Les btiments intelligents sont ceux qui intgrent les meilleurs concepts, matriaux,

    systmes et technologies disponibles afin datteindre voire de dpasser les performances

    demandes par les propritaires, gestionnaires, usagers, et collectivits en matire de cots,

    de confort, de scurit ou encore de flexibilit long terme. Source: lEuropean Intelligent

    Building Group et Intelligent Building

    Institute

    Un btiment intelligent est celui qui permet un environnement productif et rentable en

    misant sur loptimisation et linterrelation des quatre niveaux fondamentaux suivants :

    linfrastructure

    les systmes

    les fonctionnalits

    la gestion

  • Ceci nest pas suffisant car avec le dveloppement actuel on passe du btiment intelligent

    au rseau intelligent Smart Grid, et donc le btiment intelligent sera le btiment

    communicant dornavant.

    On peut parler donc du quotient dintelligent dun btiment intelligent :

    2. Architecture dun btiment intelligent : En ce qui concerne larchitecture on a plusieurs configurations suivant lvolution des

    technologies de calculs numrique et protocoles de communication.

    En concordance avec le dveloppement technologique on a de plus en plus moins

    dquipement faisant plus de tche complexes.

    Niveau suprieur du btiment intelligent qui tablit

    des processus requis pour rendre des services de

    faon efficace et efficiente aux occupants

    Niveau du btiment qui est caractris par un ensemble

    de tches accomplies laide des systmes

    Niveau dun btiment intelligent qui regroupe tous

    les lments actifs lusage de ses occupants

    Niveau de base qui favorise linteroprabilit des

    systmes

  • La structure ancienne consiste en lutilisation

    de plusieurs terminaux afin davoir plusieurs

    fonction de contrle et gestion.

    Ceci cause de la limitation de la technologie

    ancienne de traitement et stockage de

    donnes.

    La technologie de la domotique tait dans son

    dbut et les techniques utilises ntaient pas

    matures pour donner une accessibilit toutes

    les fonctionnalits quon peut avoir.

    Le grand nombre dquipement rend le

    cblage et toute autre tche de maintenance

    ou dveloppement ou bien lajout de

    nouveaux services.

    Avec lavancement du point de vue

    technologie et vitesse de traitement de

    donnes, aussi bien que la compacit des

    quipements lectronique on arrive

    aujourdhui avoir une gestion complte et

    entirement centralise. Moins dquipement

    de supervision rend la tche de la domotique

    plus commode et donc la maintenance ne sera

    pas un obstacle. Ceci offre aussi une aisance

    pour tendre la porte du systme en ajoutant

    dautres fonctionnalits et offre une meilleure

    scurit avec la possibilit de la redondance

    trs faible cot par rapport aux technologies

    anciennes.

  • Le btiment intelligent est donc un btiment qui assure :

    une flexibilit : afin quil donne naissance un environnement volutif et adaptatif

    assurant une continuit de bon fonctionnement avec toute modification du terrain

    ou du btiment lui-mme.

    la scurit : il assure une scurit maximale de ses utilisateurs contre tous types de

    danger qui peuvent affronter ces derniers.

    le confort.

    une efficacit en ce qui concerne lnergie consomme

    Lefficacit nergtique : Lefficacit nergtique dpend galement des techniques de construction du btiment, de

    lisolation par exemple. Le concept de btiment intelligent correspond lintgration de

    solutions de gestion nergtique dans lhabitat et les btiments dentreprise, notamment

    pour parvenir des btiments nergie positive. De nombreuses solutions existent et sont

    complmentaires :

    Une meilleure isolation des btiments : elle constitue la mthode la plus efficace pour

    viter le gaspillage thermique et permet de se passer de chauffage en dehors des priodes

    de grand froid (nombreux matriaux : laine de verre, chanvre ou paille) ;

    Lobjectif principale du dveloppement dans

    ce domaine est davoir le moindre nombre de

    terminaux ou serveurs qui grent un trs grand

    nombre de services tout en tant connectes et

    communiquant entre eux et avec lutilisateur.

  • De nouvelles techniques de gnration dnergie : le btiment permet dintgrer

    facilement les nergies de sources renouvelables. La toiture permet daccueillir les

    panneaux photovoltaques qui compensent voire dpassent les dpenses nergtiques des

    habitants ou les capteurs thermiques solaires qui chauffent leau pour le chauffage ou les

    sanitaires ;

    le dveloppement et le renforcement des systmes de ventilation afin dviter de perdre

    le bnfice de lisolation en ouvrant une fentre que ce soit en priode de grand froid ou de

    forte chaleur (ventilation double flux ou puits canadien) ;

    des systmes de chauffage et de climatisation plus vertueux (pole bois, pompe

    chaleur, gothermie) et dautres systmes permettant de mieux rguler la temprature

    (thermostat, chaudires performantes, etc.) ;

    un choix plus rflchi sur la localisation du btiment en termes de terrain

    dimplantation et dorientation afin de tirer le meilleur parti de lisolation, des ouvertures

    et des panneaux photovoltaques ;

    le dveloppement de la domotique, des quipements consommation dnergie plus

    sobre et des systmes de gestion dnergie.

    1. Chauffage infrarouge :

    a) Dfinition :

  • Les metteurs de chauffage lectrique infrarouges longs sont conus pour produire de la

    chaleur douce par rayonnement majoritaire, c'est dire par un flux de chaleur compos

    d'au moins 50% de radiation. La matire et les formes de ces appareils sont tudies de

    faon rduire au maximum la convection naturelle et favoriser le rayonnement

    thermique.

    b) Avantages du radiateur infrarouge Ce radiateur possde de nombreux avantages en ce qui concerne l'efficacit, le confort, la

    praticabilit, l'conomie et les bienfaits pour l'environnement et la sant.

    Le radiateur infrarouge est trs efficace :

    +La chaleur est quasi instantane et homogne.

    +Ne soufflant pas d'air, c'est un appareil silencieux.

    +Les radiateurs infrarouges longs sont la meilleure solution pour les pices

    plafond haut, car ils ne chauffent pas l'air, qui sinon va se stocker dans la

    hauteur sans maintenir la pice chaude, mais les murs, les meubles et les

    personnes. Le rayonnement infrarouge est conique et se porte jusqu' 5m.

    +Les radiateurs halognes sont le meilleur moyen pour chauffer une terrasse, une

    vranda ou tout autre espace ouvert.

    Ce radiateur est trs pratique :

    +Il se branche simplement sur le rseau lectrique.

    +Il peut tre fix au mur, suspendu ou pos sur pied.

    +Il n'a besoin d'aucun entretien car il ne possde pas de conduite ou de brleur.

    +Certains types de radiateurs existent avec capteurs de mouvement et s'allument

    ds qu'une personne est prsente.

    Le radiateur infrarouge est conomique :

  • +la lampe infrarouge du radiateur halogne a une longue dure de vie : environ

    7000 heures ;

    +les radiateurs fonctionnant avec de l'infrarouge C, ou infrarouge long,

    consomment en moyenne 60 W/m, contre 100 W/m pour des radiateurs

    classiques.

    Le radiateur infrarouge prserve l'environnement :

    +Il ne brle pas d'oxygne et n'met pas de CO2.

    +Ce radiateur n'engendre que trs peu de perte d'nergie : l'lectricit

    consomme est presque entirement convertie en rayons infrarouges.

    2. L'isolation Thermique des Btiments L'isolation permet de rduire les consommations nergtiques d'un btiment.

    L'isolation thermique d'un btiment sera performante si celle-ci couvre l'ensemble du

    btiment : isolation des murs, de la toiture, sols et par sa mise en uvre.

    En effet, il est primordial d'observer les points suivants :

    +Utiliser des isolants performants, ils doivent galement offrir une rsistance

    thermique adapte.

    +L'tanchit l'air est importante pour rduire au maximum les dperditions

    thermiques.

    +Une ventilation adapte

    +Une pose de qualit est trs importante car elle permettra d'viter les ponts

    thermiques, les sources de courant d'air qui sont sources dinconfort et de dperditions

    thermiques.

    Lisolation peut se raliser soit :

    dans la phase de construction du btiment en concevant un systme disolation (matriaux et lpaisseur de la couche ainsi que le type du revtement)

    Dans la phase de rnovation du btiment en dfinissant tout dabord les fuites de chaleur laide dune camra infrarouge et trouver des solutions pour limiter ces

    pertes thermiques.

    Le calcul pratique de l'paisseur minimale de l'isolant (en mtre) :

    e(m)= (W/m.K) x R (m.K/W), o = coefficient de conductivit thermique, valeur

    fournie par le fabricant de l'isolant. Plus ce coefficient est petit meilleur est l'isolant.

    L'isolation thermique doit rester la priorit en construction neuve comme en rnovation.

    En construction neuve, il est logique de bien isoler le btiment pour ne pas avoir

    recommencer plus tard ou mieux encore d'utiliser des matriaux auto isolants. Le meilleur

    Type d'isolant Conductivit thermique (W/m.K)

    Laine minrale 0,035 - 0,045

    Laine naturelle (chanvre, lin, coton) 0,039 - 0,045

    Polyurthane 0,025 - 0,035

    Polystyrne 0,030 - 0,045

  • rsultat (baisse des consommations de chauffage, diminution des phnomnes de

    condensation, et augmentation du confort) sera obtenu en traitant de faon quilibre les

    parois (toit, murs, sols).

    3ordres de grandeur de rsistance thermique sont respecter en neuf ou en rnovation :

    - Toit : R = 6 mK/W

    - Mur : R = 4 mK/W

    - Sol : R = 4mK/W L'isolation du toit, des parois, comme du sol, permet de rduire considrablement les

    missions de gaz effet de serre du fait d'une trs forte diminution de la consommation de

    chauffage jusqu' 80% par rapport une maison non isole thermiquement.

    3. La ventilation dans le btiment

    a) Systme Double Flux

    Le principe de cette technique sappuie sur un changeur de chaleur entre lair du btiment

    et lair frais, appel centrale double flux, on rchauffe lair frais avec la chaleur de lair

    vacu, sans mlanger les flux. On peut rcuprer jusqu 90% des calories extraites,

    condition que le btiment soit tanche lair, car tout lair neuf entrant doit passer par

    lchangeur de chaleur.

    Techniques

    Systme double-flux

    Puits canadien

    Les Dalles Actives

  • b) Puits canadien Le puits canadien, permet de rduire la temprature de 5 8C en priode de forte chaleur.

    Aussi on diminue la consommation de chauffage en hiver. Il sagit dun systme

    gothermique de surface, bas sur le simple constat que la temprature du sol 2m de

    profondeur est peu prs constante 17 en t et 4 en hiver.

    c) Dalles actives Les dalles actives sont bases sur le mme principe que le chauffage au sol, mais elles

    permettent aussi bien de refroidir que de chauffer les locaux. Dans les nouveaux btiments,

    leau sanitaire est prchauffe en refroidissant les dalles du btiment. Le gain est double

  • puisquil faut moins dnergie pour chauffer leau des douches, de la cuisine ou encore des

    lavabos, et quune source de froid artificielle nest plus ncessaire.

    La domotique :

    1. Dfinition

    Le besoin croissant de confort, de scurit et de convivialit dans la gestion des btiments

    a permis lessor de la domotique. La domotique, du latin domus signifiant maison, est

    lensemble des technologies de llectronique, de linformation et des tlcommunications

    permettant dautomatiser des btiments individuels ou collectifs.

    Dans le contexte actuel, la domotique a vu le jour dans les annes 80 pour aider les

    ingnieurs et les professionnels dans leur travail. A prsent, elle est ouverte au grand public

    et vise essentiellement mettre la porte de lutilisateur la possibilit de contrler son

    domicile dune manire simple, efficace et fiable.

    Le principe de la domotique consiste faire communiquer ensemble et entre eux les

    quipements lectriques dun btiment. On parle alors de btiment intelligent ou de btiment

    communicant.

    La domotique permet de superviser, de coordonner et de programmer les fonctions du

    btiment afin de rpondre aux attentes de lutilisateur en termes de scurit, de confort, de

    gestion dnergie et de communication. Elle participe galement laide au maintien

    domicile des personnes ges ou handicapes en facilitant leur quotidien.

    On va donc mettre en vidence la domotique dans le contexte actuel en dfinissant ses

    objectifs et ses fonctionnalits.

    2. Objectifs

    La domotique avait pour objectif de simplifier la commande et la gestion des quipements

    techniques dune maison de faon durable. Cet aspect permet donc lutilisateur de satisfaire

    ses besoins et rendre ses activits usuelles plus simples, ou plus gnralement, assurer son

  • confort. En interconnectant ces quipements, la domotique forme alors un systme complet

    et compatible. Avec le manque des ressources nergtiques, lobjectif est devenu plus

    conomique, on a tendance plutt faire de la gestion nergtique et la sauvegarde de

    lenvironnement. Au niveau de la scurit, la domotique peut bien jouer le rle, on peut

    simuler une prsence humaine, lancer une alarme et pallier lurgence. De ce fait, la

    domotique permet galement dassurer la protection des personnes et des biens.

    3. Champs dactions

    La domotique peut sinstaller dans une maison neuve comme dans une maison ancienne,

    ou dj habite. Le but principal, comme dj dcrit prcdemment, est dautomatiser

    lensemble des appareils et dispositifs lectriques dun logement, autrement dit, vous navez

    qu imaginer le scnario de votre nouveau mode de vie et de commencer le vivre. Vous

    restez bien sr tout moment matre de votre environnement laide des dispositifs de

    commande manuels tout en laissant votre systme soccuper des tches rptitives dune

    manire automatique.

    La domotique sapplique pas mal de domaine, que ce soit scurit et surveillance,

    gestion et conomie dnergie, automatisation et commande distance ou autre.

    Nous allons tudier de prs ces domaines tout en analysant les besoins et proposer des

    solutions.

    a) Confort Globale Confort thermique :

    Rgler et programmer la temprature des pices diffrents moments de la journe, Eliminer les odeurs ou lhumidit et amliorer la qualit de lair

    On utilise pour cela : un thermostat programmable, un gestionnaire dnergie ou un

    systme domotique reli au systme de chauffage ou de climatisation, ventilation

    mcanique contrle.

    Confort lumineux :

    Commander louverture et la fermeture de volets ou de stores quips de moteurs lectriques.

    Programmer et rgler lclairage On utilise : un Gestionnaire dclairage, Prises lectriques commandes ou

    tlcommandes

    Confort Sonore et visuel :

    Distribuer le son( Radio, interphonie) et des images (TV, vido) dans les diffrentes pices,

    Commander distance les appareils de lensemble audio et vido On utilise Systme de distribution du son fonctionnant par liaison cble, systme cbl de

    transmission des images dans lensemble des pices.

    b) Scurit domestique En termes de scurit, la domotique permet de prvenir les risques provenant de

    lextrieur (intrusion, cambriolage) comme ceux provenant de lintrieur (accidents

    domestiques). Elle permet galement de surveiller distance les locaux ou lhabitation. On

    peut mme tre averti dun incident (alarmes techniques) par SMS et/ou par e-mail.

  • Les automatismes seront aussi largement employs pour dtecter les pannes et

    dfaillances. Ainsi, on pourra dtecter automatiquement et de manire prventive des

    dfaillances diverses dans le fonctionnement du logement et de ses quipements : les fuites

    d'eau ou de gaz, le mauvais fonctionnement des quipements mnagers ou des appareils de

    chauffage, de climatisation, de fourniture d'eau chaude sanitaire

    Pour assurer la scurit il faut :

    Vrifier lidentit des personnes qui sonnent la porte et surveiller les

    abords immdiats des maisons ou des immeubles sur un cran ou un

    tlviseur,

    Surveiller les enfants

    Dtecter les tentatives dintrusions dans la maison

    Etre inform dun risque ou dun dbut dincendie

    Contrle des quipements technique afin de sassurer de leur bon

    fonctionnement et dtecter les anomalies qui seraient de nature crer des

    sinistres: fuites deau ou de gaz, coupure de courant

    On peut utiliser : un Contrle daccs, Portier audio/vido, interphone, Protection contre

    les intrusions, Dtecteurs de prsence, protection contre les incendies, services de

    tlsurveillance, dtecteurs de fuites

    c) Economie dnergie : La domotique permet de diminuer jusqu 10 % des factures dnergie. Grce aux

    automatismes et des capteurs, les quipements lectriques inter-relis pilotent au plus juste

    la consommation nergtique (chauffage, clairage, eau, ventilation, etc.), tout en gardant

    sous contrle le confort des zones occupes. La maison intelligente utilise la programmation

    domotique via des scenarios quon dtermine en fonction de nos besoins spcifiques, vitant

    les pertes thermiques inutiles et palliant les risques doubli ou de scurit. Une maison

    intelligente optimise donc les diverses fonctions lectriques et communicantes de lhabitat.

    Pour cela il faut :

    Controller la consommation

    Eviter les consommations inutiles

    Eviter les fuites ventuelles

    Maitriser les consommations et optimiser le fonctionnement des appareils de

    chauffage

    On utilise un : Des compteurs individuels, systme domotique permettant le relev des

    compteurs et le suivi en temps rel de la consommation, dtecteurs de fuites relis un

    systme domotique, Installation de thermostats, de programmateurs de gestionnaires

    dnergie pour le chauffage et la climatisation, utilisation de systme domotique permettant

    un contrle global du logement et des appareils

  • 4. Les quipements

    On distingue deux types dquipement en loccurrence les detcteurs et declencheurs, et

    les automatismes.

    a) Les dtecteurs et dclencheurs : Installs en complment des commandes usuelles, les dtecteurs donnent une information

    la centrale ou dclenchent directement une raction.

    DETECTEUR DE FUMEE ET DE GAZ: Il assure la protection incendie, plac en

    plafond dans la cuisine ou dans un local risque, salon avec chemine, chambre d'enfant. Il

    peut dclencher directement une sirne et informer une centrale qui peut signaler l'anomalie

    par tlphone.

    DETECTEURS DE DOMMAGES DOMESTIQUES :

    - Dtecteur d'inondation ou fuite d'eau : Il assure la prvention des dgts des eaux

    dans les salles de bains et les pices contenant des appareils lectro-mnagers.

    - Dtecteur de panne de conglateur : Il protge les aliments congels par dtection

    de temprature. Il est plac proximit du conglateur et reli une sonde au milieu

    des aliments.

    - Dtecteur Hors Gel : Il prvient des risques de gel des pices inhabites.

    - Dtecteur de coupure de courant : Il surveille l'alimentation lectrique des appareils

    et dclenche une alerte.

    MEDAILLON D'APPEL D'URGENCE : Il convient toute personne isole qui peut

    avoir besoin d'aide 24 heures sur 24. Il se porte autour du cou et permet de dclencher un

    appel distance ou activer un ensemble d'appareils d'alerte.

    CENTRALE METEO : Elle optimise efficacement l'efficacit de l'arrosage ainsi qu'elle

    peut commander les mouvements des stores et des volets.

    CELLULES PHOTOELECTRIQUES : Elles dtectent la luminosit et dclenche un

    signal un seuil prdfini. Elles peuvent commander des clairages ou des volets.

    DETECTEUR DE PASSAGE OU PRESENCE: le passage d'un vhicule ou d'une

    personne devant une cellule peut dclencher un clairage ou l'ouverture d'une porte.

    b) Les automatismes : La motorisation de certains quipements contribue au confort en automatisant des gestes

    quotidiens.

    Relis une centrale, leurs commandes peuvent tre actionnes distance et des dtecteurs

    ou alarmes peuvent aussi communiquer vers l'extrieur.

    VOLETS : Quel que soit le type de fentre ou porte-fentre, le mode de fermeture, roulant

    ou battant, les volets peuvent tre motoriss. La commande peut tre effectue par bouton

    inverseur, tlcommande, dclencheur ou dtecteur.

    STORES INTERIEURS OU EXTERIEURS, BRISE-SOLEIL OU RIDEAUX : Outre

    les commandes manuelles ou tlcommandes, ces appareils peuvent tre activs

    automatiquement par des dtecteurs de vent, de soleil ou de pluie.

    PORTES ET PORTAILS DE GARAGE : La motorisation de pratiquement tous les types

    d'ouverture est possible, portes basculante, battantes, sectionnelles, portail coulissant ou

    pivotant. La tlcommande permet de les actionner depuis un vhicule.

  • ARROSAGE : Equip d'un dtecteur de pluie, d'un dtecteur d'humidit et d'un

    programmateur, l'arrosage automatique assurera une conomie d'eau pour une

    humidification optimale.

    VERROUS ET GACHES: Les verrous commande lectrique permettent la

    condamnation des portes distances.

    OUVRE-PORTES : Permettent l'ouverture de portes intrieures ou extrieures, battantes

    ou coulissantes par commande ou dtecteur. Un dispositif de scurit dtecte la prsence

    d'objet ou de personnes sur l'aire de fonctionnement.

    5. Les modes La communication

    La domotique, c'est le fait de pouvoir interagir entre un contrleur (un programmateur,

    une tlcommande, ...) et un actionneur (une prise, un moteur, ...). En fonction d'un tat (une

    temprature, un niveau,.) et utilisant un capteur, le contrleur peut ragir

    automatiquement.

    On peut distinguer principalement trois modes de transmission ou de communication qui

    sont existants pour permettre linteraction entre ces lments:

    Cblage domotique

    Domotique sans fil

    Domotique CPL ou courant porteur

    a) Cblage domotique : La domotique filaire sintgre gnralement dans les nouvelles constructions car elle

    ncessite un cblage particulier. Il est indispensable donc de prvoir une telle installation

    pendant la construction si lon veut viter de raliser des saignes sur les murs et refaire

    toute linstallation lectrique. Cette technologie veille ce que tous les composants

    communiquent entre eux avec le mme langage afin quils puissent changer des

    informations, les analyser et les traiter. Linformation circule dans les deux sens : une unit

    dentre envoie des informations aux rcepteurs de sortie chargs de faire effectuer une tche

    prcise des quipements de linstallation lectrique (clairage, ouvrants, chauffage,

    alarmes). Ces derniers envoient ensuite des informations concernant leur tat vers la ou

    les units dentre.

    Linstallation de ce dispositif est compose de deux rseaux :

    - un rseau bus filaire reliant les capteurs (dtecteurs, interrupteurs, sondes) aux actionneurs

    (clairage, ouvrants, chauffage, produits de puissance),

    - un rseau dalimentation reliant les actionneurs au courant fort.

    Le protocole KNX :

    Faisant appel un support de communication par fils, les solutions filaires sont

    principalement reprsentes par la technologie KNX, sappuyant sur un Bus de liaison (bus

    de terrain) commun aux priphriques KNX. On peut dire que ce mode nous propose un

    moyen de communication quon peut qualifier de robuste, vu que les communications par

    cble ne sont pas sujettes aux perturbations. Lchange dinformations est donc garanti quel

    que soit l'architecture de la maison et les matriaux utiliss. Voyons cela plus en dtails.

    Pour parler un peu du protocole KNX, cest le seul standard ouvert au monde pour la

    domotique, il est reconnu depuis novembre 2006 ainsi que tous ses mdias de

    communication par ISO/IEC (norme : 14543-3-x) pour la publication comme standard

    international, et ses applications concernent lclairage, la commande des stores, la

  • ventilation, le chauffage, la climatisation, la surveillance, les systmes dalarme et

    finalement les appareils lectromnagers, audio et vido.

    Architecture du rseau KNX

    La puissance est alimente en 230v ou 400v / 50 Hz. Le circuit de commande est constitu

    par une paire torsade (TP : Twisted Pair) ou par une liaison radio (RF : Radio Frequency)

    ou infra-rouge (IR : InfraRed). La transmission des donnes peut aussi se faire par courant

    porteur (PL : Power Line). Chaque lment connect au bus KNX est capable d'envoyer un

    message qui sera "entendu" par les autres lments, mais trait uniquement par l'lment

    concern.

    Figure : Architecture du rseau KNX

    Llment topologique de base dune installation KNX est la ligne. Elle est compose de :

    une alimentation spcifique, dite de ligne, un maximum de 64 participants, une longueur de cble totale nexcdant pas 1 000 mtres.

    La ligne reprsente linstallation minimale KNX. Certaines prcautions sont alors

    respecter sur les distances, notamment :

    longueur des cbles entre deux participants < 700 mtres,

    longueur des cbles entre deux alimentations < 350 mtres,

    longueur des cbles entre un participant et une alimentation < 350 mtres,

    longueur des cbles entre deux alimentations > 200 mtres.

    Les installations KNX peuvent tre constitues de plusieurs lignes, on parle alors de

    zones et plusieurs zones peuvent leur tour tre rassembles pour constituer des installations

    plus importantes.

    On peut aller ainsi thoriquement jusqu environ 55 000 participants :

  • Figure : Schma des participants dans une architecture KNX

    Couche physique :

    Le media de communication le plus rpandu de KNX est la paire torsade type 1, TP1

    qui rpond aux caractristiques suivantes : 9600 bits/s - hritage de EIB. Le bus doit tre

    aliment avec une tension 29V continue et les donnes qui forment le message KNX

    sont transmises en mode srie diffrentiel avec un dbit de 9600 bits/s en utilisant un cble

    2 paires (2 x 2 x 0,8 mm).La paire non utilise (jaune blanc) sert de rserve.

    Figure : La paire torsade TP1

    -Pour le codage de bits, Les niveaux logiques transmis sur le bus sont superposs une

    tension29 V continue, qui sert d'alimentation aux participants.

    Figure : Le codage des bits dans le protocole KNX

    Il existe deux types dadressages sous KNX : un adressage physique et un adressage

    logique, (ou adresse de groupe).

    Ladresse physique permet didentifier de manire univoque les participants sur une

    installation KNX. Cette adresse physique est trs lie la topologie du rseau KNX et la

    situation du participant dans la topologie.

  • Ladresse de groupe sert quant elle programmer les fonctionnalits de linstallation.

    Cette adresse, logique, permet de relier un capteur (ou une entre) un actionneur (ou une

    sortie).

    Un tlgramme vhicul via une adresse de groupe X par un capteur sera lu par un

    actionneur si ce dernier contient cette mme adresse de groupe X correspondant une de ses

    fonctionnalits. Le participant rejette tout tlgramme qui ne lui est pas destin.

    Figure : tlgramme du protocole KNX

    b) Domotique sans fil

    La domotique sans fil utilise plusieurs supports technologiques : les ondes radio ou RF

    (sur des frquences en MHz) et linfrarouge ou IR, qui a pour inconvnient de ne pas

    traverser les murs. On ne va sintresser qu a domotique Radio

    Domotique Radio :

    Avec la technologie radio, la transmission dinformations seffectue sans fil. Elle

    convient particulirement aux travaux de rnovation lgre tant donn quelle est souvent

    utilise en complment dune installation filaire traditionnelle. En utilisant les ondes radio,

    lmetteur (une commande sans fil) peut ainsi piloter un rcepteur (interrupteur,

    prise).Lavantage de la radiofrquence est quelle permet de faire voluer une installation

    lectrique sans grands travaux.

    Le protocole HomeEasy

    Le protocole de transmission RF HomeEasy est utilis par diffrents fabricants de

    systmes domotiques tel que Chacon, NEXA, KlikAanKlikUit, HomeEasy, Intertechno ou

    Dwi. Ce protocole utilise bien videmment la frquence 433MHz rglemente par lUnion

    internationale des tlcommunications. La trame est compose de 32 bits (ON/OFF) ou 36

    bits (DIM). Avant les donnes, il y a un front haut de 275us puis un front bas de 2675us. Un

    0 est encod par un front haut de 275us puis un front bas de 240us, et un 1 est encod par un

    front haut de 275us puis un front bas de 1300us. Les bits de donnes sont encods sous la

    forme 0 = 01 et 1 = 10.

    Figure : Exemple dun signal du protocole Chacon

    3-Domotique par courant porteur (Domotique CPL) :

    Le concept de courant porteur est un vieux procd permettant de vhiculer des

    informations sur un rseau lectrique. Le principe des CPL consiste superposer au courant

    lectrique de 50 ou 60 Hz un signal une frquence plus leve et de faible nergie. Ce

  • signal mis sur l'installation lectrique peut tre reu et utilis distance travers des

    modules compatibles.

    a- Le protocole X10 :

    Le protocole X10 permet sans aucun cblage supplmentaire de commander des

    clairages et des appareils lectriques. Des modules metteurs envoient des ordres des

    modules rcepteurs auxquels sont connects les appareils. Le principe est d'envoyer un

    signal basse tension en superposition du signal 220V-50Hz de linstallation existante.

    Chaque composant de linstallation reoit un code didentification compos dune lettre

    (le code maison ou groupe) et dun nombre (son identification dans le groupe). Exemple :

    un metteur cod B1, allumera lappareil lectrique reli aux modules rcepteurs cod

    B1. Il est possible dmettre des ordres destination de tous les modules dun groupe. Si

    on veut teindre toutes les lampes du groupe B par exemple.

    Les transmissions X10 sont synchronises au dbut des signaux du courant lectrique.

    Pour ce faire, un signal carr de rfrence 50 Hz est mis par l'metteur et le rcepteur.

    Des signaux de 2.5V sont alors transmis 120kHZ et ceci au plus proche du zro. La

    transmission 120 kHz dure 1 milliseconde. Une rafale 1 ms correspond un bit 1. Par

    opposition, l'absence de rafale correspond un bit 0. Le signal 120kHz est reprsent en

    rouge sur le schma.

    Figure : Signal transmis dans le protocole X10

  • Ces rafales de 1ms sont envoyes trois fois, afin de concider avec les croisements zro

    des trois phases dans les systmes triphass. L'ensemble du message est transmis sur onze

    cycles du courant lectrique (Code Dbut : 2 cycles, Code Maison : 4 cycles, Code Numro :

    5 cycles) :

    - Le code dbut est transmis sur les deux premiers cycles. Il est toujours gal 1110.

    - Le code maison qui correspond une des 16 positions du potentiomtre maison est transmis

    sur quatre cycles. Dans l'exemple, il est gale : Code Maison= M4 M3 M2 M1 = 1 1 1 1

    ce qui correspond la lettre J.

    - les cinq derniers cycles reprsentent soit un code de numro (de 1 16) soit un code de

    fonction (On, Off, etc.). Dans l'exemple, le Code numro = N5 N4 N3 N2 N1= 0 1 1 1 1 ce

    qui correspond la fonction extension de code.

    Code Maison Code Numro

    Figure : Quelques codes du protocole x10 (Code Maison et code Numro)

    Enfin, les technologies par courant porteur sont une alternative pour ne pas avoir de signal

    radio ni de cblage refaire. Idal pour la rnovation, un des plus anciens protocoles est le

    X10. Ce protocole est maintenant en fin de vie. Mme s'il est encore utilis, les modules ne

    sont plus fabriqus. De nombreux stocks existent encore. Ce protocole n'est pas le mme

    dans tous les pays. protocole de

    communication Performance Economie Simplicit

    KNX La technologie la plus fiable et la plus robuste

    grce l'utilisation

    conjointe d'un bus cbl

    et d'un protocole toute

    preuve.

    L'utilisation du BUS

    ncessite d'ajouter des

    fils pour les commandes

    Il est ncessaire

    d'utiliser le logiciel ETS

    dont la manipulation

    ncessite un peu de

    maitrise, donc on est

    dpendant de

    linstalleur

    EnOcean La nature broadcaste des trames radio permet

    de raliser de belles

    fonctions tout en

    prservant la simplicit

    Les modules sont chers Facile installer et

    configurer et fonctionne

    sans pile

  • X10 Faible fiabilit (1 ordre sur 10 en moyenne n'est

    pas excut)

    il peut tre facilement

    perturbable et pas de

    retour d'tat

    Il nest pas cher Facile installer

    Figure : Diagramme Kiviat ou diagramme radar de la comparaison

    6. Logiciels

    Il sagit ici dune prsentation sommaire des fonctionnalits de quelques logiciels.

    Les logiciels prsents ci-aprs sont les plus populaires et ceux ayant une assez bonne visibilit sur

    le Web, ils seront dcrits dune manire horizontale et sans trop entrer dans les dtails.

    a) DomoTab:

    Le projet DomoTab a pour objectif la cration de la partie matrielle dune centrale

    domotique open source permettant une indpendance et une flexibilit ingales.

    Larchitecture modulaire de cette centrale et son ouverture permettent un accs toutes les

    technologies tout en limitant son cot. DomoTab laisse le choix lutilisateur de la suite

    logicielle ou de linterface de contrle qui lui convient le mieux.

    Avec le DomoTab, vous pouvez prendre le contrle de votre maison en toute simplicit.

    Centraliser, programmer et commander votre installation librement devient possible. Conu

    pour vous faciliter la vie, le DomoTab centralise la commande des divers lments pilotables

    de votre maison (ouvertures, clairage, chauffage, multimdia, scurit, ...) sur un seul

    systme homogne, modulable et open-source. Plus besoin de jongler avec les

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6X10 (CPL)

    EnOcean (sans fil )KNX (filaire)

    Comparaison des protocoles

    Performant Economique Simple

  • tlcommandes, le DomoTab suffit pour tout contrler. Mais cela ne sarrte pas l,

    louverture sans limite du DomoTab sur le monde extrieur vous permet de ladapter vos

    besoins et la multiplicit de ses interfaces en fera un lment central dans votre installation.

    Le DomoTab (qui sera entre autres dclin en tablette , do la rfrence la dpche)

    est une centrale de contrle qui nest lie aucun produit ou protocole particulier, mais au

    contraire conue pour permettre le lien entre tous les protocoles existants et futurs par

    lintermdiaire de modules matriels simples.

    Autre particularit, lutilisateur pourra choisir ou crer les modules ncessaires son

    installation, et utiliser les logiciels de son choix pour les piloter, sans dpendre dun

    fournisseur, contrairement aux solutions low-cost qui se dveloppent.

    Le DomoTab est une centrale de domotique open-source dont la modularit permet

    dinter-connecter les divers protocoles existants, quils soient filaires ou non. Dclin sous

    diffrentes formes (box, cran mural, tablette, ou simple botier qui sintgre au tableau

    lectrique.

    Vous pourrez combiner les diffrents modules que nous dveloppons, ceux crs par la

    communaut et ceux que vous aurez crs, et ainsi obtenir une solution parfaitement adapte

    votre installation domotique. De plus, cette solution sera volutive, et vous pourrez la

    modifier et la complter tout moment.

    Vous aurez donc compris que le DomoTab est avant tout une solution matrielle. Pour la

    partie logicielle, de nombreuses solutions existent en logiciel libre. Vous pourrez donc

    continuer utiliser celle que vous prfrez.

    b) HomeSeer :

    HomeSeer est un logiciel trs complet et il existe en version light tant les fonctions

    sont nombreuses.

    Il permet de commander linstallation domotique via le web, le port infrarouge de votre

    PC ou votre tlphone.

  • c) Active Home :

    Il possde un langage orient objet trs intuitif, et permet de :

    Crer des macros (suite programme d'actions X10).

    Dfinir des actions ou des macros qui se dclenchent une date et une heure

    programme.

    Possibilit de dfinir la position gographique de votre habitation l'aide de votre

    logiciel: Chaque jour, l'heure de coucher et de lever du soleil sont dtermins et votre

    logiciel peut donc dcaler chaque jour les actions programmes.

    Raliser une simulation de prsence.

    Apprendre vos habitudes et reproduire ces commandes.

    Contrler directement des modules compatibles X10 partir de votre ordinateur.