Le PoE (Power over Ethernet) sera-t-il l’avenir de la GTB ?

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EnergieIP, une start-up française créée en 2015, développe une solution de PoE (Power over Ethernet). Le PoE transporte à la fois l’électricité pour alimenter des appareils et les données pour les piloter et les monitorer sur un seul et même câble réseau Ethernet.

La solution PoE, développée par EnergieIP fait appel à des switches Ethernet qui envoient simultanément alimentation électrique et données vers des appareils terminaux sur des câbles Ethernet tout à fait classiques. ©EnergieIP

100 W sur un câble Ethernet

Le standard PoE, une fonctionnalité réseau, est apparu au début des années 2000 et progresse régulièrement depuis à chaque nouvelle édition de la norme IEEE 802.3. Au début, en 2000, un câble Ethernet, composé de 4 paires de fils, transportait 7 W sous 48 V en courant continu. Ce qui suffisait pour la téléphonie sur IP. En 2003, la puissance a été portée à 15,4 W (13 W disponibles) en 48 V.

Ce qui convenait pour les luminaires LEDs, par exemple.  En 2009, la puissance a été portée à 30 W : idéal pour les caméras sur IP. Elle passe à 60 W, puis à 100 W avec la norme IEEE 802.3 BT. Ce qui suffit pour alimenter la plupart des automates terminaux pilotant des équipements CVC (Chauffage Ventilation

Pour utiliser le réseau pour transporter les données, il faut un appareil source d’alimentation – dit PSE ou Power Sourcing Equipment – et des appareils terminaux ou alimentés, dits PD pour Power Device.

Le PoE peut donc prétendre devenir un standard universel, utilisant le protocole TCP/IP sur un réseau Ethernet fournissant aussi l’alimentation : un seul câble réseau pour piloter l’éclairage, la ventilation, la climatisation, les stores, les lecteurs de cartes et de codes d’accès, … dans un immeuble de bureaux.

Les boîtiers terminaux EnergieIP comportent plusieurs ports Ethernet qui permettent donc de réaliser des réseaux en Daisy Chain, alimentant un appareil après l’autre. ©EnergieIP

EnergieIP développe des solutions PoE pour les bureaux

La Start-Up EnergieIP est née en 2015, après que ses créateurs, travaillant alors pour un BE, aient étudié une solution PoE pour un bâtiment lancé par Bouygues Construction. Ils ont développé toute une gamme de switches (les commutateurs) de réseau pour le PoE.

Avec à l’autre bout, de petits boîtiers qui reçoivent les messages TCP/IP sur le réseau PoE pour commander les appareils terminaux. Illustrons ce mécanisme avec le cas des luminaires. Les Switches EnergieIP envoient des ordres sur le réseau Ethernet qui alimentent en électricité les luminaires.

Ce réseau envoie 100 W en 48 V en courant continu. Les luminaires sont équipés de petits boîtiers, dits drivers, dont le rôle traditionnel est de transformer le courant alternatif du réseau électrique, en courant continu en 24 V pour alimenter les LEDs.

Les appareils terminaux d’un réseau PoE sont alimentés en courant continu sous 48 V, avec des puissances jusqu’à 100 W depuis la version de la norme IEEE 802.3 BT en 2018. ©EnergieIP

Des boîtiers terminaux en PoE

Dans le cas d’un réseau PoE, EnergieIP remplace ce driver traditionnel par son propre boîtier qui, alimenté en 48 V en courant continu, produit du 24 V pour les LEDs et reproduit toutes les variations de voltage qui permettent de faire varier la lumière, etc.

Au passage EnergieIP mesure la puissance en sortie de son switch et en entrée de son boîtier et mesure donc la chute de tension sur son réseau PoE.

Pour le pilotage des stores, EnergieIP a développé des boîtiers terminaux similaires. Pour piloter les émetteurs de chaleur et de froid, comme les ventiloconvecteurs, les plafonds et poutres, EnergieIP a développé un boîtier terminal avec l’aide du français.

Certains des boîtiers terminaux EnergieIP comportent plusieurs ports Ethernet. Ce qui permet de réaliser des topologies de réseau en chaîne – Daysy Chain, disent les spécialistes de la GTB – où des appareils terminaux très différents les uns des autres sont raccordés au même réseau. Ce qui simplifie beaucoup les installations en évitant de consacrer des réseaux différents à chaque type d’appareil : un réseau pour l’éclairage, un autre pour le CVC, un troisième pour les stores, etc.

BOS et Géolocalisation fine

Chacun des boîtiers terminaux EnergieIP est également un point Bluetooth. Ce qui permet de piloter les installations par smartphone. Mais aussi de développer des services reposant sur la géolocalisation – à 15 cm près – des porteurs de smartphone.

Imaginons, notamment, qu’un porteur de smartphone soit reconnu. Son identité remonte à un serveur par le réseau PoE qui connaît les autorisations dont il bénéficie et lui donne accès aux services du local où il se trouve : commande de l’éclairage, de la climatisation, des stores, de la réservation de salle, …

En plus, chaque appareil terminal EnergieIP contient une puce de comptage, chaque appareil porte un numéro MAC unique. Il devient extrêmement facile de compter les consommations de manière très précises : par usage en fonction de la nature du boîtier terminal, par local tous usages confondus en fonction de la localisation des appareils, …

Dans chaque immeuble, EnergieIP déploie un BOS (Building Operating System), celui de Ubiant, avec des API ouvertes. Ce qui permet, avec toutes les précautions requises, de donner accès aux données à de potentiels offreurs de services.

Une solution ouverte – relativement – et très souple

Cette architecture en PoE se passe de tous les protocoles habituels, comme BACnet, KNX, LonWorks, ZigBee, … pour piloter les appareils terminaux, au profit du TCP/IP sur Ethernet. Ce qui garantit une large ouverture, jusqu’à un certain point.

Pour l’instant, il n’existe pas de standardisation, ni donc d’interopérabilité, entre des boîtiers terminaux PoE de différents fabricants. On ne peut pas, comme on le ferait dans le cas d’un réseau LON, remplacer un appareil certifié par un autre appareil certifié d’un fabricant différent, en principe, sans difficulté.

EnergieIP a déjà équipé deux bâtiments tertiaires, l’un de 3500 m², l’autre de 50 000 m², tous deux en proche banlieue de Paris. Nexity fait partie des actionnaires d’EnergieIP et s’oriente vers une mise en place de sa solutions PoE dans tous ses nouveaux bâtiments de bureaux.

Dans le même temps, EnergieIP a déjà ouvert un bureau à Atlanta en Georgie aux Etats-Unis. Le PoE est déjà plus développé aux USA, mais avec des solutions relativement coûteuses. La simplicité de la démarche d’EnergieIP intéresse les acteurs américains.