Le bus de terrain garantit l'interopérabilité des équipements de GTB

Pour que des automates de régulation puissent communiquer via un même réseau ou bus de terrain, ils doivent exploiter le même protocole. Ils peuvent le faire bien plus aisément aujourd'hui que par le passé. Cela était alors difficilement envisageable du fait que chaque constructeur spécialisé dans un corps de métier (chauffage, éclairage, électricité...) avait tendance à exploiter son propre système de communication propriétaire pour faire dialoguer ses équipements. Ce qui rendait impossible leur communication avec le matériel des autres fabricants.

Il existe aujourd'hui plusieurs protocoles ouverts exploitables dans le domaine de la GTB. On dénombre trois principaux protocoles : BACnet, KNX et LonWorks. Selon certains spécialistes du domaine, ces technologies réseaux couvrent 80 % des besoins. Ces protocoles obéissent à des exigences techniques standardisées. Ce qui signifie que les équipements d'un fabricant A doté de capacités de communication d'un de ces bus sont interopérables avec ceux d'un fabricant B. Ces protocoles n’ont cependant pas été initialement conçus pour répondre aux mêmes objectifs. Ce qui explique que chacun conserve certaines spécificités.

BACnet

est un protocole développé par l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers pour association de constructeurs et d'utilisateurs dans le domaine du chauffage, de la ventilation et de la climatisation). BACnet permet aux équipements de divers constructeurs d’échanger des données telles des températures, des consignes, des alertes. Cette technologie de communication ouverte et interopérable offre la possibilité d'étendre et de modifier l'infrastructure technique du bâtiment indépendamment du fabricant. Elle rend possible l'intégration sur tous corps de métiers d'un bâtiment : chauffage, ventilation et climatisation, commande d'éclairages... Les exploitants de bâtiments peuvent procéder à l’expansion de leur système GTB en y ajoutant des éléments sans être liés à un seul et même fournisseur. Ils peuvent ainsi opter pour les services et les technologies qui répondent le mieux à leurs attentes. Diverses technologies et topologies de réseaux sont supportées, y compris le protocole IP. Publié comme standard américain en 1995, BACnet est depuis 2003 une norme internationale ISO 16484-5, qui est reprise dans plus de 30 pays comme norme nationale. En 2017, plus de 1000 industriels ont obtenu le certificat Vendor ID. La qualité des produits BACnet est validée par des laboratoires indépendants qui garantissent leur interopérabilité.

KNX 

peut être utilisé dans des applications de contrôle d'éclairage, de volets, de chauffage, de ventilation, de climatisation, de l'énergie, mais aussi des appareils électroménagers, systèmes audio... Cette technologie s'intéresse à tous types de bâtiment, qu'il s'agisse de complexes de bureaux ou de maisons individuelles. Toutes les applications du bâtiment peuvent être contrôlées à partir d'un simple écran tactile, du chauffage au contrôle d'accès en passant par la commande à distance de tous les appareils électroménagers. Le bus KNX est un système indépendant des fabricants et du domaine d'application. KNX est le fruit de la fusion, à l'initiative de constructeurs, de trois protocoles européens qui existaient sur le marché : EHS, EIB et Batibus. L'objectif de ses constructeurs était de proposer un standard de communication assurant l'interopérabilité des appareils de différentes marques. Les spécifications du protocole sont maintenues par l'association KNX créée en 1999 qui assure également la promotion du protocole, la formation et la distribution d'un outil de configuration (ETS). Le bus KNX permet la mise en réseaux des détecteurs et des actionneurs nécessaires au contrôle de divers équipements techniques : éclairage, stores/volets, systèmes de sécurité, gestion de l'énergie, chauffage, systèmes de ventilation et de climatisation, systèmes d'alarme et de surveillance, interfaces domotiques, compteurs, contrôle vidéo et audio, appareils ménagers, etc. Toutes ces fonctions peuvent être contrôlées, surveillées et signalées par un système unifié, sans que des centres de contrôle supplémentaires soient nécessaires. Les participants aux réseau KNX peuvent communiquer par différents média de transmission : paire torsadée, communication sans fil, courant porteur ou IP/Ethernet.

LonWorks

est un bus de terrain ouvert et standardisé pour l'automatisation du bâtiment. Il répond aux exigences de la norme EN 14908 en Europe, ANSI/CEA 709 en Amérique (ANSI/CEA 709) et GB/Z 20177 en Chine. Différents capteurs, actionneurs et contrôleurs peuvent s'y connecter pour échanger des données dans de nombreuses applications telles que les contrôles d'accès, les installations CVC, la détection incendie, les commandes d'éclairage ou d'ascenseurs. LonWorks repose sur une architecture d'automatisation décentralisée au sein de laquelle les appareils (nœuds) communiquent entre eux via un bus en utilisant le protocole LonTalk. Les messages des capteurs et des commandes sont transmis dans diverses topologies et sur différents types de supports : paires torsadées, courants porteurs, radiofréquences (RF), fibres optiques et ondes infrarouges. Les serveurs Internet i.LON assurent une connectivité entre les réseaux d’automatismes LonWorks et le protocole Internet (IP). Ce qui permet de créer des réseaux de contrôle privés virtuels pour relier les réseaux LonWorks des étages d’un grand immeuble via une arête dorsale Ethernet haut débit, envoyer par Internet des informations de sites isolés à un centre de maintenance, accéder à un système de gestion à partir d'un navigateur Internet, et d'afficher les états d’un équipement à distance via un réseau local sans fil. Le protocole de communication peut être implémenté dans n'importe quelles structures de matériel et permet, en tant que standard ouvert, l'interaction de différents produits LonWorks de différents constructeurs. Les nœuds possèdent chacun leur propre intelligence et peuvent exécuter différents programmes quasiment indépendamment les uns des autres. Ils mettent aussi à disposition les informations nécessaires à d'autres équipements techniques. Le protocole LonTalk a été conçu par la société américaine Echelon Corporation dans les années 1990. Les fabricants de matériels de régulation qui souhaitent exploiter cette technologie doivent acquérir des composants électroniques et licences à la société Echelon. La labellisation LonMark de leurs produits garantit leur interopérabilité avec les autres solutions du marché.

Au-delà des bus standards tels que BACnet, KNX et LonWorks, il existe sur le marché des technologies de communication normalisées dédiées à un domaine applicatif spécifique. C'est notamment le cas du protocole de commande Dali (Digital Addressable Lighting Interface) développé et soutenu par différents constructeurs de ballasts électroniques. Il permet de gérer une installation d'éclairage par l'intermédiaire d'un bus de communication numérique à deux fils. Dali est un protocole ouvert, qui assure l'interopérabilité et l'interchangeabilité entre les des dispositifs de commande d'éclairage de différents constructeurs tels que des transformateurs et des variateurs de puissance. Ces appareils doivent respecter les spécifications de la norme internationale NF EN IEC 62386. L'association Daliag (Digital Addressable Lighting Interface Activity Group), aujourd'hui appelée Dali Alliance, est chargée d'assurer la définition des spécifications et la promotion de la technologie. La technologie Dali permet de contrôler individuellement 64 luminaires adressables, pouvant être regroupés en 16 groupes, de commander précisément l’intensité lumineuse, de mémoriser 16 ambiances d’éclairement et de connaître l’état de fonctionnement des lampes.