LA DOMOTIQUE (la maison connectée)

Maison de démonstration dite « Maison T-com », à Berlin

La domotique est l’ensemble des techniques de l’électronique, de physique du bâtiment, d’automatisme, de l’informatique et des télécommunications utilisées dans les bâtiments, plus ou moins « interopérables » et permettant de centraliser le contrôle des différents systèmes et sous-systèmes de la maison et de l’entreprise (chauffage, volets roulants, porte de garage, portail d’entrée, prises électriques, etc.). La domotique vise à apporter des solutions techniques pour répondre aux besoins de confort (gestion d’énergie, optimisation de l’éclairage et du chauffage), de sécurité(alarme) et de communication (commandes à distance, signaux visuels ou sonores, etc.) que l’on peut retrouver dans les maisons, les hôtels, les lieux publics, etc.

Les domaines de la domotique

Exemple de « panneau de contrôle », et interface de programmation

Le Home cinema est l’un des « services » qui peut, être intégré dans la domotisation

Exemple d’une famille de modules domotiques électroniques et électromécaniques (vannes, vérins) pouvant être commandés par une même unité centralisée

Les principaux domaines dans lesquels s’appliquent les techniques de la domotique sont :

le pilotage des appareils « électrodomestiques », électroménagers par programmation d’horaires et/ou de macro (suites d’actions programmées réalisées par les appareils électroménagers) définis par l’usager. Le déclenchement des appareils peut être aussi lié à des évènements (détecteurs de mouvement, télécommandes, etc.) ;
la gestion de l’énergie, du chauffage (par exemple, il est possible de gérer les apports naturels (calories, frigories, vent, lumière, eau…) en fonction de l’enveloppe thermique du bâtiment), de la climatisation, de la ventilation, de l’éclairage, de l’ouverture et de la fermeture des volets (en fonction de l’ensoleillement ou de l’heure de la journée, par exemple), de l’eau (le remplissage de la baignoire peut s’arrêter automatiquement grâce à un senseur, les robinets de lavabos peuvent ouvrir l’eau à l’approche des mains, etc.). Il est également possible de recharger certains appareils électriques (ordinateurs, véhicules électriques, etc.) en fonction du tarif horaire (voir Smart grid). Un compteur communicant peut être intégré dans un smart-grid et/ou raccordé à un système de télégestion. La Régulation/programmation du chauffage permet d’importantes économies ;
la sécurité des biens et des personnes (alarmes, détecteur de mouvement, interphone, digicode) ;
la communication entre appareil et utilisateur par le biais de la « sonification » (émission de signaux sous forme sonore) ;
le « confort acoustique ». Il peut provenir de l’installation d’un ensemble de haut-parleurs permettant de répartir le son et de réguler l’intensité sonore ;
la compensation des situations de handicap et de dépendance.

Dans le cadre des suites à donner au Plan bâtiment du Grenelle de l’environnement et du PREBAT, un groupe de travail¹, doit faire pour 2011 des propositions concrètes pour favoriser l’innovation (technologiques, organisationnelle, financière, législative ou commerciale, ainsi qu’en matière de mesure, vérification, énergies fatales, assurance et certification) dans le secteur du bâtiment (un rapport intermédiaire² a été rendu mi-janvier 2001, avec 18 propositions et une incitation à passer du performantiel à l’exigenciel en termes de performance globale, ce qui nécessite d’impliquer tous les acteurs sur l’énergie mais aussi la santé, le confort et l’environnement). Une Plate-forme géothermie et bâtiments intelligents se met en place avec le pôle de compétitivité S2E2, le BRGM

Domotique et environnement

La domotique utilise des TIC qui peuvent être très consommatrices d’énergie et de matières rares ou précieuses. Elle peut aussi chercher à diminuer son empreinte écologique (« éco-domotique ») et celle de ses utilisateurs par une écoconception, en facilitant une meilleure maîtrise de la consommation énergétique de l’habitat, en améliorant l’efficience énergétique des installations, ou le pilotage automatique d’installations de production d’énergie (ex : association de panneaux solaires suivant le soleil, de « petit éolien » uniquement activé (pour limiter l’usure des pièces) quand les conditions de vent sont idéales et/ou pompe à chaleur activée quand le différentiel de température est idéal, etc.).
Les nouvelles normes de construction imposent une meilleure gestion de l’énergie. Ainsi, en France, depuis 2005, il est obligatoire de couper le chauffage lorsque l’on ouvre une fenêtre³. Depuis le 1^er janvier 2013 la RT 2012(issue du Grenelle de l’environnement) commence à imposer aux nouveaux permis de construire l’affichage et la mesure des consommations d’énergie pour au minimum les 5 postes suivants : ventilation, climatisation, chauffage, éclairage, et production d’eau chaude sanitaire, ceci afin d’aider à ce que la norme de “50kW/(m².an)” ne soit pas dépassée.

La domotique peut – par défaut, ou sur commande – conditionner l’éclairage et le chauffage d’une pièce, ou la mise en route de certains appareils à la présence ou non d’un occupant. Un groupe japonais, le Sekisui Chemical Group, vend déjà des « logements avec zéro frais d’électricité et de chauffage »⁴. L’Allemagne est aussi précurseur dans ce domaine avec de nombreux modèles de maisons passives (Passivhaus) notamment dans la région de la Bavière.

Avec le temps, la domotique tend à sortir de la maison. Elle met par exemple en relation des unités d’habitation entre elles et avec un immeuble (c’est l’immotique) et avec la ville (on entre alors dans l’« urbatique » et/ou avec un gestionnaire / propriétaire et/ou d’autres entités fournissant par exemple des services (eau, énergie, livraison de nourriture, soins à domicile ou distant, lavage de vêtements, etc). Si ces services visent prioritairement à moins dégrader l’environnement, on parle parfois d’« écodomotique urbaine ».
En France, dès les années 1990, des bailleurs sociaux (organismes HLM) utilisaient des outils de veille et de gestion techniques, administrative et financière à distance, pour leurs immeubles, via des « programmes d’interface de Domotique Collective ».
Le principal frein était⁵ le manque d’interopérabilité entre des équipements produits par des fournisseurs différents (Dans ce cas, les interfaces de programmation, les interfaces d’immeubles (IDI) doivent pouvoir communiquer avec les interfaces de logements (IDL) et bientôt avec les smartgrid et autres réseaux communicants (par exemple dans la perspective de l’« internet de l’énergie » qui fonde la Troisième révolution industrielle telle que proposée par Jeremy Rifkin. En France, France Télécom a ouvert différents réseaux (RTC, TRANSFIX, TRANSPAC, TRANSVEIL, NUMERIS éventuellement câblés) permettant cette mise en réseau « intelligente ». La ligne téléphonique, puis l’internet tendent à devenir des support privilégié d’une « méta-domotique » interconnectée. Dans ce contexte, des questions éthiques et techniques se posent quant à la protection de la vie privée et des données personnelles.

Coût de la Domotique

Le prix de l’installation doit prendre en compte :

l’achat et l’installation de la centrale domotique ;
l’achat et l’installation des éléments pilotés par le système, ceux-ci devant être compatibles entre eux ;
l’installation du système qui relie les différents éléments : Bus de commande, sur courant porteur ou sans fil ;
la configuration du service qui peut être faite par l’utilisateur ou par un domoticien, en fonction de la complexité du système.

Le coût de l’installation dépendra essentiellement du choix du support de transmission des informations (bus de commande, sur courant porteur ou sans fil⁶) et du projet (neuf ou rénovation).

Dans une construction neuve, le filaire est généralement adopté (solutions Legrand ou Hager, par exemple). En effet, pour des projets dans le neuf, dans la majorité des cas, le chantier est pris en charge par l’électricien dont le métier est, traditionnellement, la mise en place d’un circuit filaire. Dans les projets de domotique réalisés dans une maison neuve d’une taille comprise entre 130 et 170 m², en 2011, le coût de la domotique représente entre 4 et 10 % du coût global de la construction (soit entre 8 000 € et 20 000 € pour une maison de 200 000 €⁷).

Ces coûts proviennent essentiellement pour 60 % de la partie électrique (main d’œuvre électricien, nombres d’éléments à contrôler, nombre de capteurs, nombre de pièces, etc.) et pour environ 40 % de la partie chauffage (nombre de pièces à chauffer, nombre de radiateurs, etc.). Par ailleurs, le coût d’évolution est plus élevé, des travaux importants pouvant être nécessaire pour compléter le réseau.

La solution sans-fil (par exemple, TaHoma⁸) est beaucoup moins onéreuse. Utilisée dans le neuf ou en rénovation, elle permet de s’affranchir des contraintes d’installation électrique. Cette solution est donc particulièrement économique dans les projets de rénovation. Dans les deux types de projets (construction ou rénovation), une économie importante sera faite si le projet domotique doit être complété ultérieurement, aucune installation complémentaire n’étant nécessaire.

Ces solutions sans-fil utilisent une box qui communique par ondes avec les équipements de la maison. L’absence de réseau filaire nécessite de rendre les équipements compatibles avec la radio. Le surcoût dû à la nécessité de choisir des équipements compatibles avec la technologie radio est d’environ 2 000 €, auxquels il faut ajouter l’achat de la box domotique (entre 180 € et 2 978 €)⁹.

Une partie du monde de la domotique est représentée par une communauté de passionnés de ce type de technologie , qui à défaut de solutions du commerce, conçoivent et mettent en œuvre individuellement à prix coûtant, leur propre solution domotique amateur, à base en général avec des compétences professionnelles ou autodidactes personnelles en électricité, automatisme, robotique, électronique, informatique / informatique industrielle …

Techniques de la domotique

La domotique est basée sur la mise en réseau par une « centrale de commande » des différents appareils électriques de la maison.

la centrale de commande : Programmable et contenant des modules embarqués (passerelles domestiques) ou une interface micro-informatique (écran tactile, serveur, etc.) elle joue le rôle d’une « intelligence » centralisée et d’interface homme-machine centralisée pour l’usager ou des services distants de contrôle. Elle tend à devenir plus réactive aux changements du contexte¹⁰. pour cela elle réunit ou remplace divers appareils (programmateur/régulateur de chauffage, centrale d’alarme, système de centralisation des persiennes électriques, contacteur jour/nuit du cumulus, délesteur, programmateurs horaires, systèmes d’arrosage automatiques, etc.), qui peuvent fonctionner et interagir de manière asynchrone¹¹.

L’ écran de contrôle : il est fixe dans le domicile, où il peut être émulé à distance via le réseau ADSL de la maison puis l’internet), permettant le pilotage de la maison à distance pour tout ou partie des fonctions domotiques¹². L’interface distante peut être par exemple un ordinateur de poche, un téléphone portable ou smartphone, une tablette tactile, une télécommande (universelle ou non), une interface sur télévision connectée, un écran + souris, etc. ¹³.

Le pilotage à distance : Il permet de faire face quasiment en temps réel à des situations particulières. Par exemple :

un des enfants de la maison a oublié ses clés. L’un des parents peut, depuis un smartphone, ouvrir le portail, déverrouiller la porte d’entrée et désactiver l’alarme ;
une livraison est attendue dans la journée. Le propriétaire peut laisser le livreur accéder au garage afin que le colis y soit déposé, et communiquer avec lui.

Par ailleurs, l’usager peut programmer certains fonctions de la maison domotisée grâce à cette interface qui est reliée aux appareils connectés. Il peut par exemple :

enclencher l’arrosage du jardin à une certaine heure de la journée ;
maintenir une température donnée dans la maison ;
ouvrir les volets à une heure donnée.

De plus, il est généralement possible, par des réglages avancés, d’adapter le système à son propre rythme de vie, (en programmant des « scénarios »).

Exemples de scénarios :

en partant au travail, un simple clic sur un interrupteur installé dans l’entrée enclenche le scénario « départ au travail ». L’éclairage s’éteint, le garage s’ouvre, le chauffage se met en veille au bout de 15 minutes, les volets et le garage se ferment après 30 minutes ;
en quittant le travail pour rentrer chez soi, on actionne le scénario de retour à l’aide du téléphone WAP ou depuis l’ordinateur du bureau : les volets s’ouvrent et le chauffage passe en mode confort ;
quand on est fatigué, on agit sur la télécommande de la maison afin d’enclencher le scénario « relaxation », les lumières se tamisent, un fond sonore apaisant se propage dans la pièce.

Enfin, dans les systèmes les plus complets qui intègrent des capteurs, les scénarios peuvent également se mettre en œuvre automatiquement :

le vent se lève et souffle puissamment. Le store de terrasse se relève afin d’éviter que celui-ci soit arraché (illustration ici [archive]) ;
en été, un détecteur d’ensoleillement informe le système domotique de baisser les stores vénitiens ou les brise-soleil orientables (BSO) afin de maintenir la maison au frais. En hiver, ce même détecteur peut – a contrario – ouvrir les fermetures de la maison afin de faire entrer la chaleur naturelle et économiser ainsi de l’énergie ;
la nuit, un détecteur de fumée indique une anomalie chez une personne âgée. La centrale domotique alerte un proche afin qu’il puisse prévenir les secours et les volets s’ouvrent afin de faciliter l’évacuation des personnes (dans certains pays, le système peut directement appeler les secours).