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Éclairage connecté : quels sont les nouveaux protocoles ?

Éclairage connecté, Ethernet, PoE, VLC, Li-Fi… Que sont ces nouveaux protocoles de communication pour et par la lumière ? Les bases techniques, en bref.
par Sophie Caclin14 mars 2016

Quels sont les nouveaux protocoles de communication en éclairage connecté ? Tout d’abord, une précision : l’éclairage est connecté depuis longtemps. Les méthodes et les fonctionnalités évoluent, au fil des avancées technologiques et des mises en œuvre. C’est un peu comme dire que l’éclairage est désormais intelligent, ce qui sous-entend qu’il était idiot avant…

Gestion de l’éclairage connecté, un peu d’histoire

La gestion à distance des installations d’éclairage est utilisée depuis de nombreuses années, dans le bâtiment comme en extérieur. Ses fonctions principales sont l’allumage, l’extinction, la gradation de lumière. Elle intègre aussi le rapatriement d’informations sur les consommations et les défauts par exemple. Le pilotage est réalisé de manière automatique selon :

  • la date,
  • l’horaire,
  • la présence d’une personne,
  • la luminosité ambiante,
  • la programmation réalisée par l’utilisateur.
Solution d'éclairage intégrée Light Balancing de Somfy et Philips ©Somfy

Solution d’éclairage intégrée Light Balancing de Somfy et Philips © Somfy

A chaque fois, le système inclut :

  • un émetteur : le contrôleur ou la télécommande,
  • un récepteur : le luminaire ou un groupe de luminaires,
  • des capteurs,
  • un logiciel ou une application pour la programmation.

Les systèmes utilisent tous un mode et un protocole de communication associé.

Communication par courants porteurs en ligne : CPL

Une Communication par courants porteurs en ligne – CPL – utilise le réseau électrique d’une habitation, d’un immeuble, de l’éclairage public d’un quartier, avec un protocole dédié.

Communication par bus

Elle met en œuvre un réseau de câblage dédié à la transmission de données. Protocoles utilisés en éclairage : DALI, DMX, KNX, LonWorks, protocoles propriétaires fermés – créés par les fabricants.

Armoire de commande de l'éclairage avec Light Servers 64-DALI - Auditorium du siège d'Erco à Lüdenscheid, Allemagne © Erco GmbH

Armoire de commande de l’éclairage avec Light Servers 64-DALI – Auditorium du siège d’Erco à Lüdenscheid, Allemagne © Erco GmbH

Communication par radio fréquence : RF

Elle est transportée par les ondes radio. Quelques protocoles connus : ZigBee, Z-wave, EnOcean, mais aussi les protocoles développés par les spécialistes de la domotique.

Les communications sont unidirectionnelles ou bidirectionnelles, c’est-à-dire que l’émetteur envoie un message au récepteur qui peut ou non lui répondre.

Éclairage connecté d’aujourd’hui

Ce qui change, ce sont les modes et les outils de commande de l’éclairage avec des nouveaux protocoles. L’éclairage se pilote de plus en plus facilement.

Bluetooth

Premier nouveau protocole, la liaison Bluetooth. Elle utilise les ondes radio proches de 2,4 GHz. Elle permet l’échange bidirectionnel de données à très courte distance entre ordinateurs, téléphones mobiles, appareils divers du quotidien.

Une application et un smartphone permettent de commander manuellement ou d’utiliser un mode préprogrammé.

Ethernet et PoE

Deuxième nouveau protocole, le réseau Ethernet. Il est dédié aux données, notamment aux données IP – Internet Protocol. C’est le câble que vous connectez sur les ports RJ45 de votre ordinateur et de votre box quand vous n’avez plus de Wi-Fi.

La communication par Ethernet utilise également un réseau de câblage dédié, sur paires torsadées ou fibre optique. Les protocoles DALI ou DMX sont aujourd’hui associés au protocole Ethernet TCP/IP.

Le Power over Ethernet – PoE – ou alimentation électrique par câble Ethernet, est le principe inverse du courant porteur en ligne : faire transiter une puissance électrique via les câbles d’un réseau Ethernet. Ainsi, on peut alimenter en énergie des appareils qui disposent d’un accès réseau mais pas d’une prise électrique et sont peu consommateurs d’énergie. La technologie LED permet ce type de technique.

Le câble combine donc alimentation électrique et transfert de données :

  • Il évite l’installation d’un double réseau, IP et électrique, et diminue ainsi les coûts.
  • Il facilite l’installation des différents appareils : chaque luminaire LED devient un dispositif plug-and-play avec un simple connecteur RJ45 et sa propre adresse IP.

Il simplifie aussi l’administration de l’ensemble :

  • Chaque noyau LED comprend points d’éclairage, capteurs intégrés, points d’accès sans fil.
  • Combiné au Wi-Fi et à un logiciel de commande, l’ensemble est piloté facilement mais traite aussi les informations sur son propre fonctionnement.

De quoi s’ouvrir aux nouvelles capacités de l’IoT – Internet of Things – Internet des objets en français…

Éclairage communicant de demain

Troisième nouveau protocole, désormais, on parle de transmission de données par l’éclairage. L’éclairage devient communicant.

La communication par la lumière visible – VLC pour Visible light communication – utilise la lumière visible entre 450 et 760 nm. VLC est une technologie optique de communication sans fil.

Li-Fi – Light Fidelity – la principale illustration

Le Li-Fi permet de transmettre, au travers de la lumière émise par une source LED, un contenu multimédia à une tablette ou un smartphone.

Boerhaave Museum : Li-Fi et application Indoor Positioning de Philips ©Philips

Boerhaave Museum, Pays-Bas : Li-Fi et application Indoor Positioning de Philips © Philips

Une installation Li-Fi associe :

  • un ou plusieurs appareils d’éclairage à LED câblés en réseau Ethernet et équipés d’émetteur/récepteur,
  • un routeur qui alimente le système en courant et en données,
  • un décodeur connecté au smartphone qui sert d’émetteur/récepteur,
  • une application dédiée à l’installation et à l’utilisation.

Comme toute nouvelle technologie, le Li-Fi offre des avantages certains et aussi quelques limites. Ses applications sont encore confidentielles mais promettent des installations aux applications diverses.

Approfondir le sujet

Lieux

  • Le Meurice
  • Paris, France
  • Somfy
  • Cluses, France
  • Erco
  • Lüdenscheid, Allemagne
  • Holi
  • Lyon, France
  • The Edge
  • Amsterdam, Pays-Bas
  • Boerhaave Museum
  • Leyde, Pays-Bas

Équipe du projet

Station de radio Radio fréquence - RF

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Sujets Éclairage connecté Courant porteur en ligne - CPL Bus DALI DMX KNX LonWorks ZigBee Z-wave EnOcean Communication Unidirectionnel Bidirectionnel Bluetooth Ethernet Power over Ethernet – PoE Éclairage communicant Lumière Li-Fi Visible light communication - VLC Communication par la lumière visible LED Émetteur Récepteur Logiciel Application Lumière artificielle Éclairagisme
Effets lumière Lumière directe
Techniques d'éclairage Éclairage LED Éclairage intérieur
Professions Industriel Utilisateur
Supports Texte Photo Vidéo
Fonction du lieu Bâtiment Résidentiel Rue & avenue
Source Sophie Caclin Light ZOOM Lumière
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Sophie Caclin
Sophie Caclin
Fondatrice de l’agence Orpin de Lune. Accompagne les entités privées et publiques dans leurs projets liés aux domaines de l’éclairage et des automatismes pour le bâtiment et l’espace public. Auteur du Lexique de l’éclairage professionnel aux Editions Light ZOOM Lumière en 2016. Cultive cette spécialité, par expérience et par goût.
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