La GTB: incontournable et ouverte aux évolutions

L'usage de la domotique est de plus en plus répondu dans la gestion du contrôle, la programmation et l'automatisation des tâches dans les bâtiments et sa législation à venir pourrait accélérer la transformation numérique des bâtiments.

Concevrait-on la construction ou la rénovation d’un immeuble résidentiel, tertiaire ou de toutes autres activités sportives, commerciales, artisanales sans y installer une régulation, une gestion technique des principales fonctions de confort ? Équipés de systèmes de chauffage et de rafraîchissement, de groupes de ventilation, d’éclairage, de protections solaires, ces bâtiments doivent permettre aux exploitants et aux usagers de maîtriser deux leviers :

• la qualité de vie intérieure, ce qui suppose de tenir compte des températures de consigne, du renouvellement d’air, de l’éclairement artificiel et naturel
• le maintien des performances techniques, thermiques et énergétiques au fil du temps, notamment la maîtrise des consommations d’énergie

D’autres applications, gourmandes en énergie, sont généralement associées à cette gestion technique : le contrôle d’accès, les circulations mécaniques telles les batteries d’ascenseurs et d’escaliers roulants, les équipements hydrauliques comme les surpresseurs d’eaux sanitaires et pompes de relevage, pour maîtriser la sécurité, le confort, l’hygiène et la facturation de services.

Faut-il parler de domotique ou de GTB ? Gestion technique de bâtiment est la traduction de l’expression anglo-saxonne « Building Management System », BMS. Pour sa part, la domotique provient de la contraction des mots « domus » – maison en latin – et « automatique » : le mot s’applique plutôt aux usages résidentiels de la régulation.

Le système nerveux des bâtiments

Véritable système nerveux d’un bâtiment, l’architecture d’un système domotique rassemble et centralise toutes les informations utiles à son fonctionnement et les transmet à un logiciel d’analyse de données. En retour, les ordres – modifier le chauffage, la ventilation, l’éclairage – s’appliquent aux équipements : chaudières, groupes de climatisation, centrales de ventilation, vannes hydrauliques, sources lumineuses, moteurs de stores. Ce pour bénéficier du confort attendu.

À la différence d’un réseau de commande classique où la régulation suit l’alimentation électrique – comme avec l’exemple du va-et-vient – une installation technique dotée d’une GTB digne de ce nom sépare l’alimentation électrique des appareillages (éclairage, chauffage électrique) du circuit de commande constitué d’une liaison numérique, par bus sous protocole spécifique. Ce qui présente des avantages en termes d’économie – les longueurs de câbles posés sont fortement réduites – et d’organisation – la liaison entre équipements et commandes s’effectue à l’aide d’un logiciel, ce qui permet de produire ou modifier simplement et rapidement la configuration des installations. Les outils de conception d’installations électriques de Stabicad permettent de créer les commandes domotiques par bus parallèlement aux schémas de câblage.

Comment est structurée une GTB ?

Une installation est généralement composée de trois niveaux communicants entre eux :

1. Le niveau dit de « terrain »

Le niveau dit de « terrain » rassemble les capteurs et les commandes d’actions, c’est-à-dire des sondes de température, d’éclairement ou de qualité d’air, des boutons et détecteurs de présence.

2. Le niveau dit de « régulation »

Le niveau dit de « régulation » regroupe les automates programmables et communicants qui reçoivent et traitent les informations pour piloter chaque famille d’équipements techniques (chauffage, ventilation, éclairage…) selon des scénarios et sans action humaine.

3. Le niveau de supervision

Le niveau de supervision aussi appelé centrale domotique, qui reçoit les informations de tous les appareillages de régulation du niveau précédent afin de programmer, commander des fonctions complexes.

Ce poste de supervision permet de mesurer les consommations, de suivre et d’enregistrer toutes les actions. Il met aussi en évidence toutes les alarmes et dérives de fonctionnement telles que les surconsommations de chauffage ou d’éclairage.

L’avantage de la gestion technique est d’assurer un pilotage des bâtiments à la fois global, permanent, optimal et fiable, avec la plus grande économie de moyens possible au regard de leur taille et de la complexité des installations techniques. 

De la GTB au BACS

Signe de l’importance désormais acquise par la régulation, la directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments 2018/844, publiée le 19 juin 2018, la reconnaît à part entière comme un « système technique du bâtiment ». Ainsi, on ne devrait plus parler de GTB mais de « BACS », acronyme anglo-saxon à traduire par systèmes d’automation et de contrôle des bâtiments.

Le texte européen formule plusieurs principes qui guident désormais les industriels, les concepteurs et les installateurs. Ainsi, il rappelle que le but de la régulation est de faire fonctionner efficacement les équipements sur les plans énergétique, économique et technique grâce aux automatismes. Il affiche aussi des obligations. En particulier, à partir de 2025, tous les locaux non résidentiels, neufs et existants, dotés de systèmes énergétiques – chauffage, rafraîchissement et ventilation – d’une puissance supérieure à 290 kW, seront obligatoirement équipés d’un système d’automatisation et de contrôle.

Selon la directive, de quoi cette gestion technique doit-elle être capable ?

1. En premier lieu, la régulation doit permettre de suivre, enregistrer et analyser la consommation énergétique en l’ajustant en continu.
2. En deuxième lieu, cet équipement situera l’efficacité énergétique du bâtiment par rapport à des valeurs de références ; ce qui doit aider à alerter des dérives de fonctionnement et à organiser la maintenance préventive.
3. En troisième lieu, la directive insiste sur les capacités de communication de la régulation, et notamment l’exploitation de l’interopérabilité des appareils de différentes technologies et de différents fabricants.

Exploiter un protocole ouvert

Ce dernier point est capital, car il demande aux concepteurs de retenir un protocole d’échange entre équipements qui soit compatible entre le plus grand nombre de fournisseurs. Depuis plusieurs dizaines d’années, trois standards s’appliquent en bâtiment : BACnet, LonWorks et KNX. Ce dernier présente de nombreux avantages. KNX est le seul protocole ouvert au monde : la structure de ses données techniques sont accessibles dans un but d’interopérabilité. Développé depuis 30 ans, il s’est s’imposé au niveau international et rassemble aujourd’hui quelque 340 fabricants de 37 pays. Et, depuis 2016, ses spécifications sont fournies gratuitement aux adhérents de l’association KNX : industriels, entreprises d’installations, centres de formation. Ce qui en fait le protocole de communication le plus intéressant pour les concepteurs et les installateurs.

Conclusion

Progressivement, la généralisation de la gestion technique de bâtiment s’inscrit dans la transformation digitale des constructions. Si les services sont actuellement centrés sur le suivi énergétique, la supervision des usages pour maîtriser leurs coûts, ainsi que la sécurité, ces moyens techniques puissants autorisent déjà des fonctions comme la gestion à distance par internet. Surtout, ils serviront aisément pour faire évoluer les besoins des bâtiments. Exemple : transformer des locaux tertiaires en logements, réorganiser rapidement des plateaux de bureaux. Équipements, systèmes de commande et moyens de comptage sont totalement adaptés à de tels usages.