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M15 · Domotique KNX

Jusqu’ici, chaque fonction de la maison avait sa commande en dur : un interrupteur par lumière, un contacteur par chauffe-eau, une horloge par zone de chauffage. La logique était dans le cuivre — pour la changer, il fallait recâbler. La domotique renverse ce principe : les commandes (boutons, capteurs) et les puissances (actionneurs) sont raccordées à un bus commun, et la logique qui les relie devient de la configuration, modifiable sans toucher un fil. Parmi les systèmes existants, KNX est le choix des SPECS : standard ouvert (ISO/IEC 14543), multi-fabricants (plus de 500 constructeurs interopérables), décentralisé (pas de contrôleur central dont la panne éteint la maison), et pérenne depuis plus de trente ans. C’est le système adapté à un manoir que l’on câble pour un demi-siècle.

À l’issue de ce module, je suis capable de :

  • Expliquer ce qu’apporte un bus domotique par rapport au câblage traditionnel, et pourquoi KNX est retenu pour le manoir.
  • Décrire la topologie KNX : ligne, zone, segments, limites de participants et de distances.
  • Distinguer adresse individuelle et adresse de groupe, et expliquer le rôle de chacune.
  • Décrire le cheminement d’un télégramme entre un capteur et un actionneur.
  • Choisir les composants d’une installation KNX : alimentation, capteurs, actionneurs, interfaces.
  • Créer un projet dans ETS, paramétrer des participants et les lier par adresses de groupe.
  • Concevoir les scénarios du manoir : éclairage, volets, chauffage, alarme, simulation de présence.
  • Câbler le bus KNX dans les règles : câble, topologie libre, cohabitation avec le 230 V.
ConceptDéfinition courte
Bus de terrainSupport de communication partagé par tous les participants d’une installation
KNXStandard ouvert de domotique filaire (ISO/IEC 14543), multi-fabricants
ParticipantTout appareil raccordé au bus (capteur, actionneur, interface)
LigneUnité de base de la topologie KNX — jusqu’à 64 participants
Coupleur de lignePasserelle reliant une ligne à la ligne principale, filtre les télégrammes
Alimentation busSource 30 V DC avec self, alimentant les participants via le bus
TP1Twisted Pair — support filaire standard de KNX (paire torsadée, 9 600 bit/s)
Adresse individuelleIdentifiant unique d’un participant (zone.ligne.participant, ex. 1.1.12)
Adresse de groupeAdresse fonctionnelle reliant capteurs et actionneurs (ex. 1/2/3)
TélégrammeTrame émise sur le bus : adresse de groupe + valeur + contrôle
Objet de communicationPoint d’entrée/sortie logiciel d’un participant, lié aux adresses de groupe
ETSEngineering Tool Software — logiciel unique de configuration KNX
ActionneurParticipant qui commute ou module une charge (relais, gradateur, volet)
DPTDatapoint Type — format normalisé des valeurs échangées (1 bit, 1 octet…)
  • Le bus KNX est un circuit TBTS (très basse tension de sécurité) : son câblage respecte les règles de séparation avec les courants forts. NF C 15-100 [section ?] (cf. M14 : 30 cm en parallèle, croisements perpendiculaires).
  • Le câble bus certifié KNX (TP1, typiquement vert, 2 paires) a une isolation qui l’autorise à cheminer dans les mêmes goulottes que le 230 V sous conditions (isolation 4 kV) — à vérifier selon le câble retenu. [À confirmer — documentation KNX Association.]
  • Les actionneurs modulaires posés au tableau occupent des modules : à intégrer au dimensionnement des rangées et à la réserve des 20/30 % (M10).
  • Les circuits de puissance commandés par KNX restent protégés selon les règles ordinaires (M5, M6, M9) : le bus commande, il ne protège pas.

1. Du câblage traditionnel au bus : ce qui change

Section intitulée « 1. Du câblage traditionnel au bus : ce qui change »

Dans le câblage traditionnel, la commande et la puissance sont confondues : l’interrupteur du séjour coupe physiquement la phase qui alimente le lustre. La logique de l’installation est matérialisée par les fils eux-mêmes.

Dans une installation KNX, on sépare radicalement :

  • Le circuit de puissance : le 230 V va du tableau à la charge (lustre, volet, radiateur) en passant par un actionneur — un relais ou gradateur modulaire, généralement posé au tableau.
  • Le circuit de commande : un bus — une simple paire torsadée en 30 V continu — parcourt la maison et relie tous les capteurs (boutons-poussoirs, détecteurs, thermostats, anémomètre…) et tous les actionneurs.

Quand on appuie sur un bouton, il n’y a plus de contact qui coupe la phase : le bouton émet un message sur le bus (« groupe éclairage-séjour : allumer »), et l’actionneur concerné, qui écoute ce groupe, ferme son relais.

Les conséquences pratiques :

AspectCâblage traditionnelKNX
Modifier une commandeRecâblerReconfigurer dans ETS
Commander depuis N pointsTélérupteur + câblage dédiéN boutons sur le bus, zéro fil en plus
Scénarios multifonctionsImpossible ou usines à relaisNatif (une adresse de groupe = un scénario)
Fonctions transverses (centralisation, présence, météo)Très difficileNatif
Panne d’un point de commandeCircuit mortLe reste du bus fonctionne
Coût initialBasÉlevé (2 à 3 × le matériel traditionnel)
Compétence requiseÉlectricienÉlectricien + intégrateur (ETS)

Pourquoi KNX et pas un système propriétaire ou radio ? Trois arguments décisifs pour un manoir en réfection totale :

  1. Standard ouvert et multi-fabricants : plus de 500 fabricants certifiés, produits interopérables. Aucune dépendance à la survie commerciale d’une marque.
  2. Décentralisé : chaque participant embarque sa configuration. Pas de box centrale dont la panne paralyse la maison — si un participant meurt, les autres continuent.
  3. Filaire : fiabilité et longévité sans piles ni interférences radio — cohérent avec des murs en pierre épais (M18) qui atténuent fortement les ondes, et avec un chantier où les saignées sont de toute façon ouvertes.

2. Le support physique : TP1 et l’alimentation du bus

Section intitulée « 2. Le support physique : TP1 et l’alimentation du bus »

Le support standard de KNX est la paire torsadée TP1 :

  • Câble certifié KNX (vert, typiquement 2 paires 0,8 mm) — une paire pour le bus (rouge +, noir −), une paire en réserve.
  • Tension du bus : ≈ 30 V DC, fournie par une alimentation de bus avec self intégrée (elle découple l’alimentation des télégrammes qui se superposent à la tension continue).
  • Débit : 9 600 bit/s. Modeste — et parfaitement suffisant : un télégramme fait quelques octets, un ordre d’éclairage occupe le bus environ 25 ms.
  • Beaucoup de participants sont téléalimentés par le bus (boutons, détecteurs) ; les actionneurs de puissance, eux, ont en plus leur raccordement 230 V.

Règles de câblage du bus :

  • Topologie libre : ligne, étoile, arbre — tout est permis sauf refermer une boucle.
  • Longueurs par segment de ligne : 1 000 m de câble cumulé au maximum, 700 m au plus entre deux participants, 350 m au plus entre l’alimentation et le participant le plus éloigné. [Valeurs standard KNX — à confirmer dans la documentation KNX Association.]
  • Cheminement : règles de M14 (séparation courants forts, conduits dédiés) ; le câble KNX certifié, isolé 4 kV, tolère la proximité du 230 V dans les limites de sa certification.

KNX organise l’installation hiérarchiquement :

  • La ligne — l’unité de base : jusqu’à 64 participants (extensibles par répéteurs, mais 64 est la règle de conception saine), une alimentation de bus dédiée.
  • La zone — jusqu’à 15 lignes reliées par des coupleurs de ligne à une ligne principale.
  • Le réseau complet — jusqu’à 15 zones reliées par une dorsale (backbone). Au total, un réseau KNX peut dépasser 58 000 participants — très au-delà de tout besoin résidentiel.

Le coupleur de ligne n’est pas qu’un raccord : il filtre les télégrammes. Un télégramme dont l’adresse de groupe ne concerne aucun participant de l’autre côté n’est pas propagé — le trafic reste local, le bus respire.

Pour un manoir, une topologie saine :

Ligne principale (1.0)
┌─────────────────┼─────────────────┐
│ │ │
Coupleur 1.1 Coupleur 1.2 Coupleur 1.3
│ │ │
Ligne 1.1 Ligne 1.2 Ligne 1.3
Rez-de-chaussée Étages Dépendances
(≤ 64 part.) (≤ 64 part.) + extérieurs

Une ligne par niveau ou par aile : les pannes et les travaux restent cantonnés, et les distances par segment restent courtes.

LIGNE PRINCIPALE Alimentation de ligne 30 V continu Coupleur Coupleur Coupleur filtrent les télégrammes Ligne 1.1 Rez-de-chaussée Ligne 1.2 Étages Ligne 1.3 Dépendances Participants : boutons, détecteurs, actionneurs — 64 au maximum par ligne
La hiérarchie du bus. Chaque ligne porte ses propres participants et son alimentation ; les coupleurs les relient à la ligne principale tout en filtrant les télégrammes, de sorte qu'un message local ne circule pas dans toute la maison. C'est ce filtrage qui permet d'étendre l'installation sans saturer le bus. Schéma produit pour ce programme.

4. Adresses individuelles, adresses de groupe, télégrammes

Section intitulée « 4. Adresses individuelles, adresses de groupe, télégrammes »

C’est le cœur conceptuel de KNX — le point à maîtriser avant d’ouvrir ETS.

L’adresse individuelle identifie physiquement chaque participant, sous la forme zone.ligne.participant — par exemple 1.1.12 : zone 1, ligne 1, participant n° 12. Elle sert au chargement de la configuration et au diagnostic. Elle ne sert pas au fonctionnement courant.

L’adresse de groupe est une adresse fonctionnelle, notée sur trois niveaux principal/intermédiaire/sous-groupe — par exemple 1/2/3. C’est elle qui relie les participants entre eux :

  • le bouton du séjour émet sur l’adresse de groupe 1/1/1 (« éclairage plafonnier séjour ») ;
  • l’actionneur qui alimente le plafonnier écoute 1/1/1 ;
  • un second bouton près de l’autre porte émet aussi sur 1/1/1 → commande multipoint sans un fil de plus ;
  • une participation à un scénario « quitter la maison » (0/0/1) peut aussi écouter cette lumière pour l’éteindre.

Un participant peut écouter et émettre sur plusieurs adresses de groupe : c’est ce qui rend les scénarios naturels.

Le télégramme est la trame qui circule : en simplifiant, elle contient l’adresse de groupe destinataire, la valeur transportée, et des champs de contrôle avec accusé de réception. La valeur suit un format normalisé, le DPT (Datapoint Type) :

DPTTailleExemple d’usage
1.001 (switch)1 bitAllumer / éteindre
3.007 (dimming)4 bitsGraduer plus / moins
5.001 (percentage)1 octetPosition volet 0–100 %
9.001 (temperature)2 octetsTempérature en °C

En cas d’émission simultanée, le bus arbitre par CSMA/CA : les télégrammes ne se perdent pas, ils se sérialisent.

5. Les participants : capteurs, actionneurs, interfaces

Section intitulée « 5. Les participants : capteurs, actionneurs, interfaces »

Capteurs (entrées)

Boutons-poussoirs KNX (1 à 8 touches, souvent avec LED et sonde de température intégrée) · détecteurs de présence plafonniers · thermostats / sondes · station météo (vent, pluie, luminosité, température) · entrées binaires (pour raccorder des contacts secs classiques : interrupteurs traditionnels, contacts de fenêtre, sortie d’alarme).

Actionneurs (sorties)

Actionneurs de commutation (relais 4, 8, 12… sorties 16 A, au tableau) · actionneurs de gradation (ou passerelle DALI — M13) · actionneurs de volets (montée/descente, position) · actionneurs de chauffage (vannes thermostatiques, fil pilote — M12) · sorties analogiques.

S’y ajoutent les composants système :

  • Alimentation de bus (une par ligne) ;
  • Coupleurs de ligne ;
  • Interface IP (accès ETS par le réseau, supervision, passerelle vers l’écosystème IP — serveur logé dans la baie VDI, M14) ;
  • Passerelles : DALI (éclairage, M13), portier, alarme.

Où poser quoi ? Les actionneurs sont modulaires et se concentrent au tableau (ou dans des tableaux divisionnaires par niveau) : c’est pourquoi le câblage KNX change la façon de tirer les circuits — chaque point commandé (lustre, volet, zone de chauffe) remonte individuellement au tableau, au lieu d’être chaîné avec sa commande murale. Les capteurs, eux, se répartissent dans les pièces, chaînés par le bus en topologie libre.

ETS (Engineering Tool Software) est le logiciel officiel et unique de configuration KNX, édité par la KNX Association. Tous les produits certifiés, quel que soit le fabricant, se paramètrent dans ETS — c’est la clef de l’interopérabilité.

Versions et licences. ETS 6 existe en plusieurs licences ; la ETS Demo est gratuite et permet de configurer jusqu’à 5 participants par projet — suffisant pour tous les TP de ce module (SPECS §10). Les licences payantes (Lite, Professional) ne se justifieront qu’au moment du chantier réel.

Le flux de travail ETS :

  1. Créer le projet : nom, topologie (zones, lignes), support TP1.

  2. Importer les catalogues fabricants : chaque produit KNX a un fichier de données d’application (.knxprod) téléchargeable chez le fabricant, qui décrit ses objets de communication et paramètres.

  3. Construire la structure du bâtiment : bâtiments, étages, pièces — puis y placer les participants (ce qui leur attribue leur adresse individuelle).

  4. Paramétrer chaque participant : fonctions des touches, temporisations, comportements en cas de coupure/retour de tension, courbes de gradation…

  5. Créer les adresses de groupe : une par fonction (1/1/1 éclairage séjour ON/OFF, 2/1/4 volet chambre 2 position…), organisées en une arborescence claire dès le début.

  6. Lier les objets de communication des participants aux adresses de groupe (glisser-déposer) : c’est là que la logique de l’installation prend forme.

  7. Charger la configuration dans les participants (par l’interface IP ou USB), participant par participant.

  8. Diagnostiquer : le moniteur de bus d’ETS affiche les télégrammes en temps réel — l’outil de mise au point essentiel.

7. Concevoir les fonctions : du besoin au scénario

Section intitulée « 7. Concevoir les fonctions : du besoin au scénario »

La méthode saine part des usages, pas des produits.

1. Lister les fonctions par pièce. Pour chaque pièce : éclairages commandés (combien de points, gradables ?), volets, chauffage (zone, consigne), prises commandées, détection.

2. En déduire les points de commande. Un bouton 4 touches par porte remplace avantageusement trois interrupteurs et un va-et-vient. Les détecteurs de présence couvrent dégagements, escaliers, locaux techniques (M13).

3. En déduire les actionneurs. Compter les sorties : une sortie de commutation par circuit d’éclairage commandé, une sortie volet par volet, une sortie de chauffe par zone. Regrouper au tableau par actionneurs 8 ou 12 sorties.

4. Définir les fonctions transverses — la vraie valeur ajoutée de KNX :

ScénarioComportement
« Départ »Tout éteindre, volets selon saison, chauffage en éco, alarme activée (M14)
« Nuit »Extinction générale, chemins lumineux à détection tamisés, volets fermés
« Réception »Ambiances lumineuses des pièces nobles (via DALI — M13), chauffage confort
Protection solaireStation météo : volets sud baissés au soleil d’été (mesure de luminosité + saison)
Alerte ventStores et protections relevés au-delà d’un seuil d’anémomètre
Simulation de présenceRejeu de séquences d’éclairage en absence prolongée
Délestage intelligentCoupure de zones de chauffe selon la puissance instantanée (lien M11/M12)

5. Prévoir la supervision : une interface IP + un superviseur (écran tactile, application) pour visualiser et commander — sans jamais en faire une dépendance : les boutons muraux doivent suffire au quotidien (principe décentralisé).

Le périmètre retenu (SPECS §1 et §7) : éclairage (pièces nobles en DALI via passerelle, autres pièces en commutation/gradation directe), volets roulants, chauffage par zones (interface avec la PAC et le plancher chauffant — M12), scénarios de présence et d’absence, station météo, interface avec l’alarme (M14).

La stratégie de déploiement :

  1. Câbler intégralement pendant la réfection : bus dans toutes les pièces, remontées individuelles des charges commandées au tableau (cf. section 5). Le câble est la partie irréversible.
  2. Équiper par étapes : commencer par un périmètre restreint (un niveau, éclairage + volets), roder la configuration ETS, étendre ensuite. KNX le permet : le bus accepte les ajouts sans refonte.
  3. Simuler avant d’acheter : monter les TP sur ETS Demo (5 participants) et sur les projets exemples, pour valider la logique avant tout investissement matériel — le poste domotique est le plus coûteux de l’installation, l’erreur de conception s’y paie cher.
  4. Documenter : arborescence d’adresses de groupe, tableur des participants, sauvegardes ETS — versionnées dans le dossier manoir.
SourceSujet couvertDurée
L’essentiel sur le KNX — standard domotiqueStandard, topologie, adresses, télégrammes
KNX pour les nuls : créez un projet de A à ZETS : interface, projet, catalogues, liaison
Raccordement du câble bus KNXTP1, topologie libre, cohabitation 230 V
Réussir le câblage des actionneurs KNXCommutation, volets, intégration tableau
Logiciel ETS 5 : création d’une scèneScénarios, adresses de groupe, mise en pratique

Livrable attendu : un dossier dossier-manoir/M15/ contenant :

  1. fonctions-par-piece.md — pour chaque pièce du manoir, la liste des fonctions domotisées : éclairages (combien de circuits, gradables ou non, DALI ou direct), volets, zones de chauffe, prises commandées, détection. C’est le cahier des charges fonctionnel.

  2. topologie-knx.svg — schéma de la topologie retenue : lignes (une par niveau/aile), ligne principale, coupleurs, alimentations de bus, interface IP. Longueurs de bus estimées par segment, à confronter aux limites (1 000 m / 350 m).

  3. bilan-participants.md — tableur : chaque participant (boutons, détecteurs, actionneurs, système), sa ligne, son adresse individuelle prévisionnelle, sa pièce, sa fonction. Compter les sorties d’actionneurs nécessaires par type (commutation / gradation / volet / chauffage) et en déduire le nombre de modules au tableau — à intégrer à la réserve du M10.

  4. arborescence-adresses-groupe.md — proposition d’organisation des adresses de groupe sur 3 niveaux (par fonction puis par zone, ou l’inverse — choisir et justifier), avec la liste des scénarios transverses (départ, nuit, réception, protection solaire, vent, simulation de présence, délestage).

  5. projet-ets-demo/ — projet ETS Demo réalisé en TP : maquette de 5 participants représentative d’une pièce du manoir (bouton 4 touches, détecteur, actionneur de commutation, actionneur de volet, alimentation), avec capture du moniteur de bus montrant les télégrammes des fonctions principales.

Ces livrables fixent le plan de câblage domotique à intégrer aux plans d’exécution du chantier — le bus et les remontées de charges se posent pendant la réfection, pas après.

  1. Installer ETS Demo et créer un premier projet : topologie 1 zone / 1 ligne, structure « bâtiment » avec deux pièces. Importer depuis les sites fabricants deux ou trois catalogues (.knxprod) : un bouton-poussoir 4 touches, un actionneur de commutation 4 sorties, un actionneur de volet.

  2. Simple allumage KNX. Placer le bouton et l’actionneur de commutation dans le projet, créer l’adresse de groupe 1/1/1 - éclairage pièce 1, lier la touche 1 du bouton et la sortie 1 de l’actionneur. Observer dans la vue de liaison ce que « la logique est dans la configuration » veut dire.

  3. Commande multipoint et scénario. Ajouter une seconde touche (autre porte) sur la même adresse de groupe — commande multipoint sans câblage. Créer ensuite une adresse 0/0/1 - scénario départ écoutée par toutes les sorties éclairage, et une touche « tout éteindre » qui émet dessus.

  4. Volet avec position. Lier l’actionneur de volet à deux adresses : 2/1/1 - volet montée/descente (DPT 1 bit) et 2/1/2 - volet position (DPT 5.001, 0–100 %). Paramétrer la course, tester les deux modes de commande.

  5. Moniteur de bus. Ouvrir le moniteur de bus d’ETS, rejouer les fonctions des TP 2 à 4, et lire les télégrammes : adresse de groupe, DPT, valeur. Faire une capture annotée — c’est l’outil de diagnostic qu’on utilisera sur le chantier réel.

  6. Transposer au manoir. À partir du cahier des charges fonctions-par-piece.md, choisir une pièce représentative et la maquetter intégralement dans les 5 participants d’ETS Demo. Vérifier que la logique prévue tient — ajuster le dossier si non.

Seuil : 80 %.

  1. Question 1. La différence fondamentale entre un câblage traditionnel et une installation KNX est :

  2. Question 2. Le bus KNX TP1 fonctionne sous une tension d’environ :

  3. Question 3. Une ligne KNX accepte, en règle de conception standard, jusqu’à :

  4. Question 4. La topologie de câblage autorisée pour le bus KNX est :

  5. Question 5. L’adresse individuelle d’un participant KNX (ex. 1.1.12) sert à :

  6. Question 6. Pour qu’un bouton commande un éclairage en KNX, il faut :

  7. Question 7. Le logiciel de configuration des installations KNX est :

  8. Question 8. Dans une installation KNX, les actionneurs de commutation sont le plus souvent installés :

  9. Question 9. Un des trois arguments décisifs de KNX pour un manoir câblé « pour 50 ans » est :

  10. Question 10. La stratégie recommandée pour le déploiement KNX du manoir est :

FORMATION ÉLECTRICITÉ — M15 — Fiche de synthèse
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PRINCIPE
Séparation commande / puissance :
230 V : tableau → actionneur → charge
Bus TP1 (30 V DC) : capteurs ↔ actionneurs
La logique = configuration (ETS), plus le câblage.
Le bus COMMANDE, il ne PROTÈGE pas (M5 inchangé).
POURQUOI KNX
Standard ouvert ISO/IEC 14543 · > 500 fabricants interopérables
Décentralisé (pas de box centrale critique) · filaire (pierre, 50 ans)
Inconvénient : coût initial 2-3 × le traditionnel
SUPPORT TP1
Câble certifié KNX vert, 2 paires 0,8 (rouge +, noir −)
30 V DC · 9 600 bit/s · participants téléalimentés
Topologie LIBRE sauf boucle fermée
Limites/segment : 1 000 m cumulés · 700 m entre participants ·
350 m alim → participant
Séparation courants forts : règles M14 (câble 4 kV toléré en goulotte)
TOPOLOGIE
Ligne : ≤ 64 participants + 1 alimentation
Zone : ≤ 15 lignes via coupleurs (qui FILTRENT les télégrammes)
Manoir : 1 ligne par niveau/aile + ligne principale
ADRESSAGE
Individuelle zone.ligne.part (1.1.12) → identité physique, chargement
De groupe x/y/z (1/1/1) → liaison FONCTIONNELLE
1 participant peut écouter/émettre sur plusieurs groupes → scénarios
Télégramme = adresse de groupe + valeur (DPT) + contrôle
DPT : 1.001 ON/OFF · 3.007 gradation · 5.001 % · 9.001 température
PARTICIPANTS
Capteurs : boutons (1-8 touches), détecteurs présence, sondes,
station météo, entrées binaires (contacts secs)
Actionneurs (AU TABLEAU, modulaires) : commutation, gradation,
volets, chauffage · passerelle DALI (M13)
Système : alimentation/ligne, coupleurs, interface IP (baie VDI M14)
⚠ Chaque charge commandée remonte SEULE au tableau — avant saignées !
ETS
Logiciel unique KNX Association · Demo GRATUITE = 5 participants
Flux : projet → catalogues .knxprod → bâtiment → paramètres →
adresses de groupe → liaisons → chargement → moniteur de bus
Le fichier ETS = l’intelligence de la maison → SAUVEGARDES multiples
SCÉNARIOS MANOIR
Départ · Nuit · Réception (DALI) · Protection solaire (météo)
Alerte vent · Simulation de présence · Délestage (M11/M12)
STRATÉGIE
1. Câbler TOUT pendant la réfection (bus + remontées)
2. Équiper par étapes · 3. Simuler sur ETS Demo avant achat
4. Documenter (adresses, participants, sauvegardes)

À conserver avec les fiches M0 à M14. M16 aborde le photovoltaïque résidentiel, dont l’onduleur et le comptage s’intégreront à la supervision posée ici.