Présentation

1. Préambule

Évolutif et performant, le KNX est un bus ouvert, particulièrement adapté à la gestion des éclairages «classiques», chauffages, thermostats, volets roulants, portails et à la remontée d’informations issues de capteurs répartis sur l’ensemble de l’installation.

Chaque équipement pouvant être paramétré indépendamment les uns des autres, le réseau ne dépend pas d’une intelligence centrale mais répartie entre tous les équipements. Un tel protocole se doit de répondre à la norme européenne CENE-LEC EN 50 090 et CEN EN 13321-1 ainsi qu’à la norme internationale ISO/IEC 14543-3.

KNX est un bus de terrain et un protocole ouvert pour le bâtiment. Il est né en 1999, de la fusion des standards EHSA, EIB et Bâtibus à l’initiative des constructeurs dans l’objectif d’assurer une interopérabilité entre plusieurs constructeurs domotiques. Il est maintenant reconnu par les normes européenne, mondiale et chinoise. Il se différencie des autres protocoles par son « intelligence répartie », c’est-à-dire que seul l’élément concerné par un ordre transmis sur le bus traitera l’information.

Le protocole compte plus de 300 membres, 33700 partenaires dans 110 pays dont 1330 en France. Les principaux fabricants utilisant le KNX sont ABB, Jung, Merten, Hager, Siemens, Schneider Electric et Zennio.

La communication entre les différents appareils se fait par paire torsadée, courant porteur, radio fréquence, infrarouge ou via l’Ethernet. L’architecture peut se faire en bus, étoile ou arborescente. La programmation du système KNX se réalise avec le logiciel ETS et l’insertion du programme, par injection dans le bus en USB ou en IP, avec un PC.

Le câblage fait la distinction entre les commandes et les éléments à commander. Il se fait de la manière suivante :

Remarques

Les éléments nécessitant de la puissance sont à la fois reliés au câble bus et à une ligne électrique 230V classique. Chaque élément est autonome, reçoit les informations transmises sur le bus et la traite si nécessaire sans affecté les autres, ce qui rend l’installation très fiable.

Lors du câblage, aucune boucle ne doit être réalisée sous risque de perturber la transmission de données.

2. Introduction

La programmation se fait en structurant le projet par typologie de lieux (bâtiments, pièces…), on ajoute ensuite les participants, composants dans le projet. Ceux-ci ont une adresse physique unique à chaque composant, pour les reconnaitre. On les paramètres ensuite avec des fonctions propres à chaque composants très diverses. Enfin, on effectue ensuite des associations d’adresses de groupe pour mettre en relation les participants.

Lorsqu’un participant doit communiquer avec un autre participant ou à un groupe de participants, il le fait en envoyant un télégramme sur le bus. Quand le télégramme est lu par le destinataire, ce dernier envoie immédiatement un accusé de réception. Il est formé de quelques octets qui contiennent les informations suivantes :

Le débit binaire est de 9600 bit/s, soit 104 ms par bit. Le télégramme est transmis en mode série différentiel, le 0 logique correspond à une absence de signal et le 1 logique à 5V superposé au 29V d’alimentation

Le système KNX est doit contenir une alimentation de 29V pour une ligne contenant 64 éléments connectés
(participant), au-delà, une autre alimentation doit être mis en place pour une seconde ligne avec un coupleur de
ligne. Egalement, au-delà de 15 lignes, une zone peut être créée. Chaque élément connecté consomme 10mA
(normalisé). Une installation peut contenir 15 zones. De plus, la technologie EIB/KNX peut se décomposer en 2
couches principales : la couche BCU (Bus Coupler Unit), qui fait le lien entre les fonctions propres du produit et le
système KNX normalisé, et la couche EIB, qui définit la communication et permet à tous les composants de se
comprendre entre eux.

3. Domaine d’applications

Comme le montre le schéma ci-dessus, les applications du protocole KNX sont très diverses, la gestion de l’habitat ou du bâtiment en est alors plus que complète.

4. Marché du KNX

Ce diagramme représente la part de marché de la domotique du système KNX. En effet, on remarque que celui-ci est en pleine expansion et qu’il est clairement le leader parmi toutes les technologies domotiques existantes, dans les maisons individuelles ou bâtiments tertiaires.

5. Valeur ajoutée

  • Celui-ci nous montre les différentes économies possibles avec la mise en œuvre d’un système KNX.
  • La mise en place d’un système KNX coûte environ 1/3 de plus que celle d’une installation électrique classique, mais elle possède de nombreux avantages.
  • L’efficacité énergétique globale peut aller jusqu’à 50% d’économies grâce à un pilotage intelligent, ce qui représente un avantage conséquent.
  • De plus, ce standard répond aux exigences de la RT 2012 dont les 3 exigences principales sont l’efficacité énergétique du bâtiment, le confort d’été et la consommation maximale d’énergie primaire limitée à 50kwh/m2/an.
  • Parmi ses autres avantages, on note la rentabilité. Pour un immeuble de bureaux consommant en moyenne 230 kWh/m2/an, avec un coût de 0,13 € pour un kW, de rapides calculs montreraient que les 50% d’économies d’énergie apporté par le système KNX, donneraient un retour sur investissement inférieur à trois ans.
  • La flexibilité, l’évolutivité, l’interopérabilité, la notion de confort, la sécurité ou encore l’esthétisme font partie des autres principaux atouts du KNX.

6. Architecture type

7. Gestion de projet : les différentes étapes

Un projet d’intégration domotique KNX nécessite de passer par plusieurs étapes dans lesquelles on retrouve :