Eclairage : du nouveau dans la standardisation des interfaces de raccordement des LEDs

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Tout le monde a changé une ampoule, il existe un petit nombre de formes de raccordements standardisés. Peu importe la marque de l’ampoule, si elle correspond au raccordement standardisé disponible sur un luminaire donné, elle pourra être installée. Avec des sources LEDs, ce n’est pas le cas du tout ou pas encore.

Il n’existe pas encore vraiment de standard de raccordement et chaque fabricant de LEDs a imaginé le sien. Sauf dans le cas des sources LEDs qui reproduisent les formes et les raccordements des anciennes ampoules, mais du coup ne permettent pas de bénéficier de tous les avantages des LEDs, notamment leur pilotage.

D’ailleurs, lorsqu’on regarde les luminaires LEDs domestiques dans un magasin, bon nombre d’entre-eux portent une discrète étiquette indiquant qu’on ne peut pas changer la source lumineuse. Lorsqu’elle sera épuisée, au bout de 5 à 12 ans, selon sa qualité, il faudra changer tout le luminaire. Ce qui n’est vraiment pas écologique du tout. Deux organisations mondiales, DiiA et Zhaga s’attaquent à cette absence de standardisation des raccordements de sources LEDs dans les luminaires.

Les LEDs n’ont pas encore de formes physiques et de solutions de raccordement électrique universellement standardisées. Ce qui empêche l’interopérabilité entre les produits de différents fournisseurs. ©PP

DiiA et Zhaga

DiiA signifie Digital illumination interface Alliance. DiiA est l’association mondiale qui développe le bus de communication DALI Digital Addressable Lighting Interface) standardisé par la norme IEC 62386. DALI se consacre depuis plus de 20 ans au pilotage de l’éclairage et tous les fabricants de sources lumineuses pour le tertiaire, sans aucune exception, proposent des solutions de pilotage en DALI.

DiiA compte 192 membres fin janvier 2019. Le protocole DALI a standardisé les commandes que les drivers et ballasts reconnaissent. Ce qui permet une communication dans les deux sens, d’un automate vers les sources lumineuses et des sources vers un automate. Les sources peuvent, par exemple, indiquer une panne, etc.

Zhaga, de son côté, est un consortium mondial créé en 2010. Début 2019, il rassemble 92 membres, dont Legrand, Osram, Panasonic, signify (ex-Philips LIghting), Wago, Zumtobel, Waldmann, … Bref, que du beau monde en éclairage. Le but de Zhaga est de standardiser les différents composants d’un luminaire LEDs, depuis les sources LEDs, les modules de LEDs (les moteurs LEDs comment disent les fabricants), les drivers, … de manière à ce qu’ils soient interchangeables entre les différentes marques.

Zhaga, une association mondiale qui rassemble les industriels de l’éclairage, développe une standardisation des composants des luminaires LEDs. ©PP

La description détaillée des standards Zhaga est disponible dans 18 « Books ». ©Zhaga

Standardisation des composants

Les deux organisations ont mis en place des systèmes de certification des produits pour garantir leur conformité au standard de communication DALI, d’une part, aux standards physiques Zhaga, d’autre part. Côté Zhaga, cela se traduit par la publication de « Books » qui décrivent minutieusement la standardisation des composants. Ces books sont malheureusement accessibles uniquement aux membres de cette association. 18 books sont déjà parus, 2 autres sont annoncés pour 2019.

Les Books et leur contenu évoluent. Chaque produit certifié par Zhaga indique précisément à quelle standardisation il obéit et à quelle version il se conforme. Par exemple, le module LEDs Fortimo SLM C 935 1203 L09 1619 G5 de signify (Philips Lighting) est conforme au Book 3 éditeur 1.2. D’autres associations mondiales œuvrent dans ce même secteur.

MD-SIG (Module-Driver interface Special Interest Group), par exemple, a développé un standard pour le raccordement électrique entre les drivers LEDs et les modules LEDs. Partant de l’idée que ce que le travail des autres n’est pas à refaire et pour ne pas introduire de confusion inutile, la standardisation de Zhaga reprend les spécifications MD-SIG depuis 2015. De même, Zhaga a signé en 2014 un accord avec l’IEC (International Electrotechnical Commission) qui développe les normes internationales en électricité, pour transformer les Books 1 et 3 de Zhaga en normes mondiales.

signify, ex-Philips Lighting, adhère à Zhaga et promeut l’interchangeabilité. Toutes ses gammes de LEDs sont conforme au standards Zhaga. ©signify, ©PP

Les luminaires intelligents

Les LEDs permettent toutes sortes de choses, depuis la variation de lumière jusqu’à la transmission de données par LiFi, en passant par la gestion de la température de couleur. Les drivers et les ballasts électroniques sont capables de collecter de nombreuses informations qui peuvent être transmises et exploitées pour réduire la consommation d’énergie, améliorer la fiabilité des luminaires, optimiser leur maintenance. Encore faut-il que cette transmission soit possible de manière standardisée.

Le 31 janvier 2019, DiiA et Zhaga ont signé un accord en ce sens. Les deux organisations mettent en commun leur certifications de manière à standardiser l’interface de raccordement pour les luminaires LEDs intelligents, les Smart Luminaires, comme disent les industriels dans toutes les langues. Le but est de simplifier l’ajout de solutions de communication – câblées et sans fil – et de sondes diverses aux luminaires LEDs, jusqu’à parvenir à des solutions plug-and-play interopérables.

Cette certification commune concernera aussi bien les luminaires d’éclairage extérieur que les luminaires intérieurs, ainsi que tous les composants de communication et les sondes additionnelles. Les détails seront publiés au second trimestre 2019. Une marque de certification sur les luminaires indiquera clairement leur interopérabilité.

DALI est un protocole de communication consacré au pilotage de l’éclairage que tous les industriels utilisent depuis 20 ans. ©PP

Consécration pour DALI

L’interface de communication des Smart Luminaires reposera sur le protocole DALI pour la communication entre luminaires, y compris ses derniers développements portant sur la possibilité pour des drivers DALI d’alimenter directement des sondes diverses et des solutions de communication sans fil, le stockage et l’extraction de données destinés aux exploitants (Facility Management et Asset Management), reporting sur les consommations d’énergie et l’autodiagnostique des luminaires.

Ces spécifications DALI seront bientôt intégrées au Book 18 édition 2.0 de Zhaga. Cette collaboration DiiA-Zhaga vise clairement le marché de l’éclairage public et du Smart Lighting dans les villes et dans les bâtiments tertiaires. Concrètement, l’interface proposée utilisera les formes physiques de raccordement décrite dans le Zhaga Book 18. Ensuite, cette collaboration débouche sur la création d’un mini-réseau DALI à l’intérieur même des luminaires, pour faire communiquer le driver DALI avec des sondes diverses (détection de présence, luminosité, qualité de l’air, etc.) et avec un moyen de communication extérieur.

Le driver LEDs sera en mesure de stocker et d’envoyer des données et des rapports sur le fonctionnement du luminaire (selon les spécifications DALI Parts 252 et 253), ainsi que des informations à propos du luminaire lui-même (locatlisation, description, etc.) selon DALI Part 251. Les besoins d’alimentation électriques des sondes et du module de communication vers l’extérieur sont définis par DALI Part 250 et par AUX specification en ce qui concerne les besoins des auxiliaires.

Pour l’instant, cela ne présume en rien du protocole de communication qui doit ête utilisé vers l’extérieur. DiiA prépare cependant une solution de communication sans fil et à structure maillée pour son protocole DALI, peut-être du DALI comme couche applicative sur Thread. Une fois disponible, elle sera sans doute incorporée dans une future évolution de la standardisation DALI-Zhaga.

Même les industriels de la GTB et du raccordement électrique, comme Wago, ont adopté le bus DALI et proposent de larges gammes d’automates DALI, de passerelles DALI vers KNX, BACnet ou LON. ©PP