Protocoles ouverts pour une gestion des bâtiments à l'épreuve du temps

Les systèmes d'automatisation des bâtiments (BAS), les systèmes de gestion des bâtiments (BMS) et les systèmes de gestion de l'énergie (EMS) sont tous fonctionnellement similaires. Ils offrent de nombreux avantages aux gestionnaires d'installations, notamment une meilleure efficacité opérationnelle, une réduction des coûts et une amélioration des performances des bâtiments. Cependant, l'utilisation de solutions à code source ouvert au sein de ces systèmes peut apporter des avantages encore plus importants.

Pourquoi les systèmes d'automatisation des bâtiments à protocole ouvert sont l'avenir des bâtiments

Un système d'automatisation des bâtiments (BAS) est comme le « cerveau » d'un bâtiment. Il utilise des logiciels et du matériel pour contrôler et surveiller divers systèmes à l'intérieur d'un bâtiment, tels que les systèmes CVC, d'éclairage, de sécurité, et de plus en plus de systèmes IOT. L'objectif d'un BAS est d'améliorer le confort des occupants, d'accroître l'efficacité d'un bâtiment et de réduire les coûts d'exploitation en automatisant le contrôle de ces systèmes.

Un système BAS utilise des protocoles de communication ouverts ou fermés. Un peu comme les appareils Apple utilisent des logiciels propriétaires (vous ne pouvez pas, par exemple, faire un AirDrop de l'iPhone vers Android), un système BAS fermé s'appuie sur des systèmes propriétaires où les fabricants ont des protocoles de communication uniques pour créer un écosystème cohérent et bien intégré. Si les protocoles fermés peuvent simplifier l'assistance en cas de besoin, ils peuvent aussi rendre l'intégration difficile et enferment souvent les gestionnaires d'installations dans une marque spécifique pour tous leurs besoins d'automatisation.

En revanche, un système BAS ouvert utilise des langages de communication normalisés, ou protocoles, pour permettre aux différents appareils et systèmes d'un bâtiment d'interagir de manière transparente. Cela garantit l'interopérabilité entre les différents appareils et systèmes, quel que soit le fabricant. Un protocole ouvert permet, par exemple, à un contrôleur Siemens de communiquer avec une unité Trane, ce qui leur permet de communiquer et de partager des données. Ainsi, lorsque le régulateur Siemens détecte qu'une pièce atteint la température souhaitée, il peut signaler à l'unité CVC (Chauffage) Trane d'ajuster sa puissance en conséquence. Cette communication permet de maintenir des niveaux de confort optimaux tout en réduisant la consommation d'énergie en s'assurant que les systèmes ne fonctionnent pas à contre-courant. En outre, les protocoles ouverts éliminent l'effet de « verrouillage » associé à des fournisseurs ou fabricants spécifiques. Cela favorise un marché plus compétitif, évitant les prix déloyaux et offrant aux consommateurs davantage d'options de service.

Le Glumac Building à Shanghai est un bon exemple de la manière dont les BAS à protocole ouvert peuvent créer un environnement ultra-efficace. Grâce aux protocoles BACnet et Modbus, l'immeuble de bureaux certifié LEED Platine bénéficie d'une communication transparente entre les différents systèmes du bâtiment, notamment le CVC (Chauffage, Ventilation et Climatisation) et l'éclairage. Il est même équipé de stores motorisés dotés de capteurs qui détectent l'intensité de la lumière du soleil et s'ajustent automatiquement pour optimiser l'éclairage naturel, réduire l'éblouissement et diminuer la consommation et les coûts d'énergie liés à la chaleur et à la climatisation.

Pourquoi les protocoles ouverts sont importants

En fait, les coûts sont l'un des principaux facteurs qui motivent l'adoption d'une GTC à protocole ouvert. Cela s'explique par le fait qu'ils

1. Ils réduisent les coûts concurrentiels associés aux systèmes propriétaires. Cela signifie qu'il y a plus de concurrence entre les fournisseurs pour offrir les meilleurs produits et services aux prix les plus compétitifs. Cette pression concurrentielle contribue à faire baisser les prix et à améliorer la qualité des offres.
2. Réduire les coûts de maintenance et de formation, car les gestionnaires de bâtiments n'ont plus besoin d'apprendre à utiliser plusieurs systèmes.
3. Permettre aux bâtiments de s'adapter facilement aux nouvelles technologies, ce qui est crucial pour l'intégration de solutions avancées et garantit que les bâtiments peuvent évoluer avec les progrès technologiques.

Bien que les protocoles ouverts ne soient pas parfaits (ils s'accompagnent sans aucun doute de leurs propres limites, coûts et défis), il n'est pas difficile de comprendre pourquoi les bâtiments intelligents équipés de BAS à protocole ouvert devraient passer de 96,96 milliards de dollars aujourd'hui à 568,02 milliards de dollars d'ici à 2032 (soit un taux de croissance annuel composé de 21,8 %). Certains pensent que ce problème est déjà résolu grâce à BACnet et à d'autres protocoles ouverts, mais il existe encore un parc immobilier important équipé de commandes propriétaires qu'il faut intégrer ou moderniser pour qu'il prenne en charge les protocoles ouverts.

L'évolution de l'automatisation des bâtiments

Au cours des deux dernières décennies, les BAS ont connu une transformation significative. Au début de l'automatisation des bâtiments, chaque fabricant avait ses propres systèmes propriétaires. Mais les choses ont changé à la fin des années 1980 et au début des années 1990, lorsque l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigération, and Air-Conditioning Engineers) a mis au point BACnet, un protocole de communication qui permettait à des appareils de différents fabricants de communiquer entre eux. Malgré le scepticisme et la résistance compréhensibles auxquels BACnet a dû faire face de la part des principaux fabricants, son émergence a réellement changé la donne, car il existait enfin une méthode normalisée d'échange d'informations entre les dispositifs d'automatisation des bâtiments, ouvrant la voie à une plus grande interopérabilité et à une plus grande flexibilité.

À peu près à la même époque, un autre protocole ouvert, Modbus, gagnait du terrain. Développé par Modicon (aujourd'hui Schneider Electric) en 1979, Modbus a rapidement été largement adopté en raison de sa facilité de mise en œuvre et de sa fiabilité. La véritable révolution, cependant, a eu lieu avec l'introduction du cadre Niagara par Tridium à la fin des années 1990. Le cadre Niagara de Tridium a poussé le concept d'ouverture un peu plus loin en créant une infrastructure logicielle universelle capable d'intégrer divers systèmes et appareils. Ce cadre prend en charge plusieurs protocoles, dont BACnet et Modbus, ce qui permet aux gestionnaires d'installations de surveiller et de contrôler plus facilement divers systèmes de bâtiments à partir d'une seule plateforme.

L'émergence de LonWorks, un protocole développé par Echelon Corporation, a constitué un autre développement important à cette époque. LonWorks a été conçu pour mettre en réseau des dispositifs sur différents supports tels que les paires torsadées, les lignes électriques, les fibres optiques et le sans-fil. Il s'agit d'une étape supplémentaire qui a rendu les systèmes d'automatisation des bâtiments plus ouverts et interopérables.

Dans le passé, chaque fabricant avait sa propre version d'un protocole « ouvert », ce qui entravait souvent l'adoption généralisée de ces normes de communication. Toutefois, au cours de la dernière décennie, sous l'impulsion du cadre Niagara, les fabricants ont commencé à adopter des protocoles véritablement ouverts, y compris des API qui facilitent l'échange de données. Cette évolution a été largement motivée par la demande des clients pour une véritable interopérabilité. De nombreux fabricants reconnaissent désormais la valeur des données et prennent de plus en plus en charge les API et autres intégrations dans le cloud pour s'adapter aux nouvelles technologies. Par conséquent, l'industrie commence à adopter cette ouverture.

Cela peut prendre un certain temps, car de nombreux bâtiments fonctionnent encore avec des systèmes anciens. Cependant, nous constatons une augmentation notable de l'adoption de protocoles ouverts dans l'ensemble du secteur. Des protocoles comme MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) en particulier sont explorés pour leur capacité à fournir une transmission de données sécurisée et efficace dans les environnements IoT (Internet des Objets). Cette poussée vers les protocoles ouverts a été largement motivée par la demande d'une plus grande interopérabilité, d'une réduction des coûts et de la nécessité d'assurer la pérennité des bâtiments.

Perspectives d'avenir : Des BAS à protocole ouvert pour de meilleurs bâtiments

Et cela arrive à point nommé. L'essor de l'IA générative n'a fait qu'amplifier la nécessité de disposer d'une base solide de systèmes interconnectés, dont les données peuvent être rendues compréhensibles et exploitables grâce aux outils d'IA générative et aux agents IA. En fait, les grandes quantités de données collectées à partir de divers systèmes de bâtiment commencent à fournir aux gestionnaires de bâtiments des informations et des automatisations qui étaient auparavant inimaginables, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la gestion des bâtiments tout en maintenant un environnement hautement adaptable. Cela dit, il est également crucial de trouver un partenaire de confiance qui puisse aider à donner un sens à cette quantité écrasante de données ; c'est une chose d'avoir accès aux données, mais c'en est une autre d'en tirer un sens.

En ouvrant la voie à des technologies plus avancées, les protocoles ouverts tels que BACnet, Modbus et surtout MQTT deviennent rapidement la norme. Grâce à cette évolution, les gestionnaires de bâtiments peuvent bénéficier d'une plus grande souplesse dans l'intégration des dispositifs de différents fabricants afin de créer un meilleur environnement pour chaque bâtiment et un système de gestion des bâtiments plus cohérent et plus efficace dans l'ensemble.

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Contributeurs: Blake Standen et Jeremy Pedersen