KNX : standard ouvert pour une domotique pérenne…

En temps que lecteur de ce blog, vous êtes très au courant de tout ce qui touche au protocole Z-Wave, dont Cédric est sans doute le plus ardent défenseur/acteur en France. Bien que j’apprécie beaucoup ce système par son ouverture et ses possibilités, je suis par principe attaché aux systèmes filaires dans le cas d’une construction neuve ou d’une grosse rénovation, avant tout pour des raisons de fiabilité . Et parmi les systèmes filaires, un se distingue nettement du lot par son ouverture, ses possibilités et sa pérennité : KNX.

 

I. La domotique par rapport à l’installation traditionnelle

Petit rappel : bien que vous n’en n’ayez peut-être pas conscience, le système électrique de votre logement est composé de deux parties distinctes :

  • une partie commande (pour allumer ou éteindre la lumière par exemple) ;
  • une partie puissance (pour amener le courant aux ampoules ou aux prises électriques).

Dans une installation traditionnelle, ces deux parties sont intimement liées : la commande est réalisée par les interrupteurs qui sont branchés sur la ligne de puissance pour arrêter ou laisser passer le courant. Pourtant il y a bien, sémantiquement parlant, deux fonctions. Ce type d’installation n’est que très peu évolutive puisque c’est le cheminement des câbles qui va déterminer la position, le nombre des points de commande ainsi que les fonctions possibles.

Le principe de base d’une installation domotique, quelque soit la technologie retenue (radio, courant porteur, bus de terrain…) est de séparer la partie commande de la partie puissance, afin de rendre l’installation plus souple et plus fonctionnelle.

Selon cette définition, le système domotique le plus rudimentaire est le télérupteur. En effet, la partie commande et la partie puissance sont nettement séparées : l’interrupteur (qui devient un poussoir dans ce cas) commande un module dans le tableau électrique, sur lequel est connecté la charge à commander (le plus souvent un circuit d’éclairage).

Pourquoi ce rappel me demanderez vous, dans un article de présentation d’un système ? J’y viens.

 

II. Durée de vie et maintenance d’une installation

Lorsqu’on se lance dans la construction ou la rénovation d’un logement, c’est forcément un projet à long terme. Et si on compte en dizaines d’années, il faudra un jour ou l’autre s’attendre à réparer ou même changer une pièce défectueuse de l’installation.

Dans une installation traditionnelle, aucun soucis, vous trouverez toujours des pièces de rechange : même si le look des appareillages évolue en fonction des modes, un interrupteur reste un interrupteur, et une prise une prise. Vous n’aurez donc jamais de soucis majeur pour assurer la maintenance.

Dans une installation domotique, on trouve souvent des modules électroniques communiquant entre eux selon une langue qui leur est propre : le protocole de communication. Et bien souvent, ce protocole est propriétaire à chaque marque (afin de rendre les clients captifs ?). Bref, quand vous vous engagez dans une installation domotique, difficile de garantir que la maintenance de cette installation sera réalisable dans 10 ans ou même moins, à des coûts raisonnables.

 

III. KNX, système ouvert et normalisé.

KNX est né il y a une vingtaine d’années sur les fondements de trois autres systèmes qui étaient EIB, EHS et BatiBUS. En réalité KNX reprend l’essentiel d’EIB et lui rajoute des fonctionnalités, c’est pourquoi la plupart des produits EIB restent compatibles avec KNX, et portent les deux logos.

Zoom sur le LOGO KNX garantissant l’interopérabilité des produits. Ce logo n’est attribué qu’aux produits satisfaisant les tests de l’association KNX.

Mais KNX n’appartient pas à un seul fabricant : c’est une association de fabricants (nommés “KNX Members” – plus de 200 aujourd’hui !) qui est en charge de la rédaction du standard, de la qualification des produits et de l’édition du logiciel unique de programmation : ETS. Cette association, Konnex, conçoit également les supports de cours pour les centres de formation agréés, et recense les installateurs certifiés (les “KNX Partners”, dont votre serviteur fait partie).

De plus, KNX a été normalisé au niveau européen, américain, chinois et même international par l’ISO. C’est d’ailleurs à ce jour le seul système ouvert à être normalisé au niveau mondial (ISO/IEC 14543-3).

Je vous entends me demander, et pour moi qu’est-ce que ça change ? Et bien, ça change que vous n’êtes pas lié à un fabricant de matériel, qui peut du jour au lendemain arrêter telle ou telle gamme pour des raisons commerciales. Ça vous permet également de mixer les produits entre fabricants en étant assuré de leur compatibilité grâce à la certification KNX.

Un contrôleur Deseo de la marque Basalte. Cette marque ne produit pas de modules de sortie, mais grâce à KNX, leurs interrupteurs sont compatibles avec les modules d’autres fabricants.

Si dans 5 ans, vous devez remplacer un module et que le fabricant initial ne le produit plus, vous trouverez quelque chose de compatible chez un autre constructeur, qui n’aura sans doute pas le même aspect, mais qui aura les mêmes fonctions. La maintenance à moindre coût : on change uniquement ce qui casse et on assure un niveau de fonctionnalité équivalent.

Un autre avantage est de pouvoir faire facilement évoluer l’installation. Si un jour, vous rajoutez des volets électriques, ou un store banne sur votre terrasse, il suffira d’intégrer un module supplémentaire à l’installation !

 

IV. Description d’une installation KNX

L’infrastructure :

KNX reconnait plusieurs moyens (normalisés) pour que les composants communiquent entre eux :

  • le câble paire torsadée (sans doute le plus courant), et son connecteur rouge et noir WAGO normalisé,

Le câble KNX normalisé. Seule la paire noire et rouge est utile, la paire jaune et blanche est là pour assurer la rétrocompatibilité. Elle peut toutefois être utile.

  • le sans fil (pour la rénovation),
  • la communication sur IP (pour relier plusieurs installations ou faire de la supervision),

Interface IP/KNX de chez Crestron. Elle permet de relier le système KNX au système Crestron (et d’autres) via un réseau IP. Elle permet également la programmation de KNX avec ETS. Notez le connecteur rouge et noir normalisé.

  • et enfin le courant porteur.

Dans la pratique, les deux premiers sont les plus couramment rencontrés.

 

La programmation :

A l’origine, KNX reconnaissait trois modes de programmation possibles :

  • le A-Mode, mode automatique conçu pour être Plug’n’play,
  • le E-Mode, mode “Easy” qui permet de programmer une installation à l’aide d’un outil de chantier simplifié, au prix de certaines limitations,
  • et enfin le S-Mode, le mode expert, qui fait appel au logiciel ETS, et qui autorise l’ensemble des possibilités.

Il semble toutefois que le A-Mode a disparu (en tout cas je n’en trouve plus mention sur le site KNX).

ETS, le logiciel de programmation standard KNX, ici en version 3 (la plus récente est la 4)

 

Description d’un système KNX sur paire torsadée :

Intéressons nous de plus près à un système sur paire torsadée, de loin le plus courant, afin de voir ses possibilités et ses limites.

Les modules KNX sont nommés “participants”. Il y a deux types principaux de participants :

  • les modules d’entrée (comme les boutons poussoir, les sondes ou encore des écrans tactiles) :

Poussoir KNX Hager Kallysta Tebis à 6 boutons, avec éclairage

  • et les modules de sortie (relais ou variateur par exemple) :

Modules KNX Hager dans un tableau électrique

Un autre composant essentiel est l’alimentation, qui fournit une tension continue de 29 V. Elle doit être dimensionnée en fonction des participants à alimenter (certains utilisent la tension du bus pour s’alimenter, d’autres ont besoin d’une alimentation externe en plus).

Un réseau KNX se compose de segments de ligne, de lignes, et de zones. Les zones peuvent être connectées entre elles par l’intermédiaire d’une dorsale. Un système KNX complet accepte 64 participants par segment de ligne, 4 segments par ligne, 15 lignes par zone et 15 zones maximum. Ce qui nous fait un total de 57600 (!) participants. De quoi voir venir. Un segment de ligne peut atteindre 1 km de longueur totale, quelle que soit la topologie (bus, étoile ou une combinaison des deux). Toutefois, aucun participant ne doit être éloigné de plus de 350 m de l’alimentation et il ne doit pas y avoir plus de 700 m entre deux participants. Voilà les principes généraux.

Avec de telles caractéristiques, KNX est capable de s’adapter à du résidentiel (où l’on dépasse rarement le segment de ligne) comme à de très grands immeubles, voire même des ensembles d’immeubles. Pour ma part, dans ma maison (110 m²), j’arrive à moins de 30 participants et 180 m de câble. La topologie très souple de KNX permet de repiquer le bus et de câbler les interrupteurs en cascade.

De plus, vous pouvez sans crainte passer le bus KNX dans les mêmes gaines et tubes que le 230 V, le câble est blindé à cet effet.

 

Intelligence répartie…

Les plus observateurs auront remarqué que je n’ai pas fait mention d’un contrôleur central ou d’automate. KNX est un système dit à “intelligence répartie”, c’est à dire que vous n’avez besoin au minimum que d’un module d’entrée, d’un module de sortie et d’une alimentation. Chaque participant est configuré individuellement et répond aux sollicitations du bus, sans besoin d’utiliser une intelligence centrale. Toutefois, il existe des “modules logiques”, qui permettent d’effectuer des fonctions complexes dont sont incapables les modules d’entrée/sortie (traitements impliquant plusieurs variables).

 

V. Les inconvénients de KNX

Hélas, tout n’est pas rose dans le monde KNX ! Le point noir essentiel est le prix du logiciel ETS, 900 euros ! Ce qui est un investissement pour un professionnel, rentabilisé en quelques chantiers, devient une charge pour quelqu’un qui réalise sa maison… Il existe une version lite, affichée à 100 euros. Mais cette version est limitée à 20 participants, ce qui peut s’avérer très peu même dans une petite maison, tant la souplesse de KNX pousse à multiplier les points de commande.

KNX est également un système essentiellement destinés aux professionnels, et les informations sont très peu accessibles au grand public. Un comble pour un système ouvert !

Un autre inconvénient, mais qui est inhérent à toute installation domotique filaire. Le tableau électrique prend beaucoup de place, et il ne faut pas négliger son positionnement lors de l’installation.

Tableau électrique complet d’une installation KNX : en haut les équipements de sécurité classiques (différentiels, disjoncteurs), au milieu la domotique KNX (ici Hager), et en bas des modules Crestron (non KNX).

Voilà,  j’espère avoir introduit de manière concrète KNX, qui il faut bien le dire, malgré ses qualités, reste encore un système d’initiés…


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5 Commentaires
  1. Bonjour,
    Merci pour cet article bien instructif et complet. Question qui revient souvent dans la liste des désavantages du KNX en plus de son coût rédhibitoire. Si il y’a un souci avec le serveur, s’il plante plus rien qui fonctionne, alors qu’avec d’autres systèmes plus léger, on n’aura pas ce pb

  2. Bonjour Nanou,

    Vous devez confondre le KNX avec le Z-WAVE ou autre… car le GROS avantage du KNX et que justement, chaque équipement est autonome. C’est à dire que si un module est en dysfonctionnement, seule ce module ne fonctionnera pas.

    A l’inverse des protocoles centralisés qui, comme vous le dite, si le serveur plante, plus rien ne fonctionne.

    @+

  3. Bonjour,

    Nous avons fait construire notre maison il y a dix ans. A l’époque on ne parlait pas trop domotique. On a mis un maximum d’interrupteurs, prises, points d’éclairage,… Au point que l’on nous traitait de fous.

    Et malheureusement, à l’usage, il est apparu que des interrupteurs auraient pu être placés à des endroits où il n’y en a pas. A l’inverse, des interrupteurs ne servent jamais.

    On touche là selon moi au problème du filaire, en classique, comme en domotique. Si, à l’usage, on veut mettre un interrupteur là où il n’y en a pas, soit on casse, soit on travaille avec du sans-fil… De même, s’il s’agit de commander une installation avec une interface type GSM, tablette,… c’est par définition sans fil.

    En filaire, un interrupteur est là où il est, en domotique comme en classique. Je ne vois donc que très peu d’avantages à cette solution…

  4. Bonjour , je ne vois pas le rapport entre le fait de mal positionner des interupteurs ( ou pas ) et un systeme domotique decentraliser comme KNX ( ici ) dont ce post est le sujet .
    la betise humaine avec ou sans domotique exitera bel et bien jusqu ‘ a la fin de l ‘ humanité …

  5. pour voir les avantages que procure le systeme KNX il aurait fallu lire le post que c’ est donné la peine de rediger l ‘ auteur gracieusement pour justement nous donner un apercu des avantages et des inconvenients … et que je remercie gentiment au passage .

    la domotique ca ne parle pas d’ interupteur … encore moins de leurs emplacements MDR

    comment arrive t on a critiquer des choses que l ‘ on ne connait pas et de surcroit qu ‘ on ne se donne meme pas la peine de prendre 2 minutes pour lire le post que l ‘ auteur a du mettre 2 heures a rediger pour notre plus grand plaisir .

    bref je stoppe ici , je pense que tout le monde aura compris mon point de vue je pense .

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