BACNET, KNX, Lon, Modbus... : quels sont les principaux protocoles réseaux utilisés en GTB ?

D'ici le 1er janvier 2025, cette réglementation exige la mise en place d'un système d'automatisation et de contrôle pour les bâtiments. Elle s'applique à tous les bâtiments tertiaires non résidentiels dont la puissance nominale des systèmes de chauffage ou de climatisation, combinée ou non avec un système de ventilation, dépasse 290 kW. Un abaissement du seuil à 70kW prendra effet au 1er janvier 2027, avec une inspection obligatoire des BACS.

Pour s’inscrire dans la réglementation, il existe des moyens de contrôler la consommation énergétique de son bâtiment.

Les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) permettent de contrôler et de surveiller les équipements techniques d'un bâtiment intelligent (Smart Building) de manière centralisée. En pleine essor, les GTB s’inscrivent dans des plans de financements récents, tel le plan de relance post-Covid à hauteur de 7,5 milliards sur 2 ans pour le secteur du bâtiment, comprenant les « actions à gains rapides », ou bien le crédit d’impôt pour les TPE/PME axé « GTB ».

Ces systèmes utilisent différents protocoles de communication pour faciliter les échanges entre les divers équipements. Dans cet article, nous allons explorer les principaux protocoles réseaux utilisés en GTB : BACnet, KNX®, LonWorks® et Modbus.

Qu'est-ce que le protocole BACnet ?

BACnet (Building Automation and Control Networks) est un protocole de communication développé spécifiquement pour les systèmes de gestion technique de bâtiment. Il a été créé par l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) et est devenu une norme internationale en 2003, particulièrmenent utilisé dans le monde (plus de 10 millions de nœuds)

BACnet est un protocole applicatif, indépendant de la couche physique utilisée. Il a permis de fédérer les différents protocoles, pour permettre de superviser toutes les données quel que soit le protocole préalablement utilisé pour les collecter. BACnet offre une grande flexibilité en termes de types de réseaux pris en charge.

Il permet de modéliser les équipements, c’est un protocole orienté pour les métiers du bâtiment, il existe d’ailleurs une certification des équipements dédiée (BBL certification).

Son utilisation nécessite de spécifier les objets, services et couches physiques utilisées pour garantir une interopérabilité optimale.

Le fonctionnement du protocole de communication BACnet est organisé de manière pyramidale :

Management (software) : Rôle de supervision, d’analyse, d’archivage de données et de gestion

Automatisme : Les automates analysent les données de terrain et agissent en conséquence (surveille, contrôle et optimise). Ils automatisent les données d’un système

Terrain : Rôle de collecte et mise en forme de paramètres physiques, grâce à deux outils, les capteurs et les actionneurs (détecteurs de fumée, vannes, volets incendie, départ moteur, pompes…)

•         Capteurs : Transforment une grandeur physique en exploitable
•         Actionneurs : transforment une énergie reçue en phénomène physique (ouvrent des vannes, actionnent les lumières, les pompes…)

BACnet présente plusieurs avantages pour les systèmes GTB :

• Interopérabilité : BACnet permet la communication entre les équipements de différents fabricants.
• Flexibilité : Il peut être utilisé avec divers types de réseaux, comme Ethernet, IP, RS-485, etc.
• Evolutivité : BACnet est adapté pour les bâtiments de toutes tailles, des petits bâtiments aux grands complexes.

Il faut noter cependant que BACnet n’est pas une application, mais un mode de transmission de données. Il ne remplace pas le système automatisé et ne standardise pas les moyens de programmation des automates.

Qu'est-ce que le protocole KNX® ?

KNX®est un protocole de communication standardisé pour la gestion technique du bâtiment et la domotique. Il est développé et maintenu par la KNX Association et est utilisé dans plus de 100 pays. KNX® est conçu pour être indépendant du matériel et du logiciel, ce qui lui confère une grande flexibilité et interopérabilité.

Parmi les avantages offerts par KNX®, on peut citer :

• Interopérabilité : Comme BACnet, KNX® permet la communication entre les équipements de différents fabricants.
• Sécurité : KNX® utilise des mécanismes de sécurité pour protéger les données et les communications, il est particulièrement réputé pour cela
• Economie d'énergie : Le protocole KNX® contribue à réduire la consommation d'énergie grâce à une gestion optimisée des équipements.

Qu'est-ce que le protocole LonWorks® ?

LonWorks® est un protocole de communication pour les systèmes de gestion technique de bâtiment et les réseaux de contrôle industriels. Il a été développé par Echelon Corporation et est basé sur la technologie de communication LonTalk. LonWorks® est particulièrement adapté pour les applications de contrôle distribué.

LonWorks® offre plusieurs avantages pour les systèmes GTB :

• Flexibilité : LonWorks® est indépendant des médias de communication, ce qui lui permet de s'adapter à divers types de réseaux.
• Robustesse : Le protocole est conçu pour fonctionner dans des environnements difficiles et offrir une fiabilité élevée.
• Interopérabilité : Comme BACnet et KNX, LonWorks® permet la communication entre les équipements de différents fabricants.

Qu'est-ce que le protocole Modbus ?

Modbus est un protocole de communication développé par Modicon, une société spécialisée dans les automates programmables industriels. Il a été créé en 1979 et est largement utilisé dans une variété de systèmes d'automatisation et de contrôle, y compris les GTB.

Modbus présente plusieurs avantages pour les systèmes GTB :

• Simplicité : Modbus est un protocole simple et facile à mettre en œuvre, ce qui permet une intégration rapide et économique.
• Ouverture : Modbus est un protocole ouvert et indépendant des fabricants, ce qui garantit une interopérabilité entre les équipements.
• Adaptabilité : Modbus peut être utilisé avec différents types de médias de communication, tels que RS-485, Ethernet, ou TCP/IP.

Tableau comparatif des différents protocoles