Gestion des installations par bus de terrain

L’objectif d’une telle installation est double :

> Flexibilité : dans les bâtiments tertiaires, les extensions et modifications dans l’utilisation des réseaux entraînent de fréquents recâblages. Les câbles s’ajoutent aux câbles et leur densité devient telle que les nouvelles interventions sont de plus en plus longues et coûteuses.

> Gestion énergétique : les occupants des bâtiments tertiaires ne sont guère soucieux de la gestion des installations techniques. Ce n’est d’ailleurs pas leur mission. Il faut donc pallier à cette déresponsabilisation en créant la fonction de “concierge automatique”, tout en ne perturbant pas le confort des occupants.

Une installation électrique traditionnelle montre ses limites par rapport à ces deux objectifs, principalement en ce qui concerne la flexibilité.

Le circuit de commande est réalisé à partir d’un câble (de type paire torsadée, coaxial, ondes radios, …) appelé “bus” ou “bus de terrain”.

Ce support de communication permet à tous les produits connectés (équipements, capteurs, actionneurs) d’échanger des informations suivant un “protocole de communication” déterminé (ensemble de règles de communication).

Dans une version avec câblage filaire, l’ensemble des participants au réseau sont connectés en parallèle aux deux mêmes conducteurs du bus, ce qui limite et simplifie le câblage, ce dernier parcourant le bâtiment en étoile, en arborescence, en boucle, …

Le protocole de communication permet aux participants au réseau de communiquer entre eux : qui prend la parole ? Comment on communique ? Avec qui ? Avec quelle autorité ? … C’est ainsi que chaque produit, capteur ou actionneur relié au réseau possède suffisamment d’intelligence pour détecter seul un changement d’état et de transmettre, en fonction de son programme, le message adéquat. Les capteurs et les actionneurs sont donc devenus communicants.

Dans un tel système, les capteurs sont des donneurs d’ordre (boutons-poussoirs, interrupteurs, régulateurs, sondes, …). Les actionneurs représentent les sorties du système qui font office d’interfaces de puissance pour piloter les équipements terminaux.

L’intelligence des réseaux modernes de communication est répartie.

Les automates de la première génération nécessitaient un raccordement en étoile vers les participants. Chaque capteur ou actionneur était uniquement raccordé à l’automate qui gérait le fonctionnement. Les évolutions électroniques ont permis des solutions plus simples à câbler et à utiliser.

Grâce à leur électronique interne, chaque émetteur et récepteur d’ordre est devenu autonome. Il dispose en interne d’une capacité de communication et d’une mémoire reprogrammable qui lui permettent d’émettre des ordres, d’en recevoir, de les interpréter et de les exécuter. N’importe quel produit peut communiquer avec n’importe quel autre.

Actuellement, deux standards de communication semblent se développer : le LON bus et le EIB bus.

On parle de “standards” car ces systèmes sont reconnus par un ensemble de fabricants de matériel électrique et permettent donc à de nombreuses marques de se raccorder sur un même réseau et de communiquer ensemble.

Tous les éléments portant le label “LON Mark” sont compatibles. Il en va de même pour les éléments portant le label “EIB”.

Ceci en opposition avec un système dit “propriétaire” qui ne peut fonctionner qu’avec les équipements de la marque qu’il l’a créé.

Le label “EIB” a été créé par un ensemble de fabricants de matériel électrique. Il est développé par une association indépendante. Par exemple si le fabricant “x” désire créer un module de comptage compatible EIB, il doit attendre que l’association développe le protocole de communication de ce module, s’il n’existe pas encore. Ceci a comme désavantage que les fabricants ne peuvent créer librement de nouvelles fonctionnalités à leur système, mais comme avantage que tous les produits portant le label EIB sont directement raccordables entre eux et entièrement compatible, sans programmation.

Le label “LON Mark” a été créé par un ensemble de fabricants de matériel HVAC. Dans le cas de ce standard, les fabricants peuvent directement créer leurs applications suivant un protocole commun. La compatibilité entre les équipements de marques différentes n’est pas toujours totale puisque les fabricants désirent souvent garder un certain secret de fabrication. Le raccordement d’éléments de marques différentes sur un bus “LON” demande donc souvent un certain travail de programmation pour rendre l’ensemble compatible.

Signalons qu’un regroupement vient de se finaliser entre le système EIB et les systèmes de bus BATIBUS et EHS pour créer un standard commun sous le nom de Konnex (ou “KNX”).

Il est possible de raccorder ensemble un réseau EIB, un réseau LON et des applications conçues avec un bus propriétaire. Cela demande l’utilisation d’interface de communication et une programmation au niveau d’un système de supervision pour rendre l’ensemble compatible. Il y a encore peu de temps, cela semblait relativement ardu à mettre en œuvre, mais une standardisation semble petit à petit se développer via les standards “BACnet” ou “OPC”.