Introduction à la domotique

Les différents éléments du système

Pour fonctionner une maison « domotique » nécessite trois éléments distincts : une centrale, des capteurs/actionneurs/périphériques et enfin un système permettant à tout cela de communiquer.

La centrale est l’élément principal du système domotique, pour faire une analogie simpliste avec le corps humain, on pourrait parler du cerveau. Cet élément est un petit ordinateur qui comprend toute la logique nécessaire pour interagir avec l’utilisateur, et pour piloter les différents éléments présents dans le système domotique. C’est ce composant qui servira généralement à interagir avec le système, soit directement via un clavier ou un écran incorporé, soit indirectement via un appareil déporté comme une télécommande, ou carrément via une interface web et un smartphone, une tablette ou un ordinateur.

Viennent ensuite les capteurs et actionneurs présents sur le réseau. Pour suivre l’analogie précédente, ils peuvent être comparés aux muscles et aux organes des sens du corps humain. Tout comme les yeux ou les oreilles, leur rôle est de permettre au système domotique d’interagir avec l’environnement dans lequel il est situé : relever des stores, mesurer la température, détecter la présence d’une personne, etc.

Enfin, tous ces éléments ont besoin de communiquer entre eux. Différentes solutions existent pour arriver à ce résultat. La première consiste à utiliser un câblage dédié. Cette solution est la plus onéreuse, la plus compliquée à mettre en œuvre, mais la plus efficace, car aucun élément extérieur ne peut venir perturber les communications. Du point de vue sécurité, c’est également la meilleure solution, car cela rend les communications entre les différents éléments difficiles à intercepter ou à perturber.

Malheureusement, cette solution n’est pas toujours utilisable, en particulier en rénovation ou il est plus difficile de créer un réseau dédié indépendant des autres. Les constructeurs ont donc mis au point des techniques permettant aux différents éléments de communiquer en utilisant le réseau de distribution électrique : technique CPL (Courant Porteur en Ligne). Si de prime abord cette solution paraît très attrayante, elle présente tout de même quelques limitations : il n’est pas toujours possible de mélanger plusieurs systèmes CPL entre eux (domotique et réseau informatique par exemple). En outre, cette technique est sujette aux perturbations qui peuvent provenir de la maison elle-même, ou du réseau électrique.

Enfin, une dernière méthode consiste à employer des communications par ondes radio, ce qui évite d’utiliser un réseau existant, mais présente des limitations similaires au CPL : risque de brouillage ou d’interférences entre différents systèmes employant les mêmes gammes de fréquences, et possibilité d’intercepter les communications ou de les perturber.

Le problème de la normalisation

Comme nous avons pu le voir, les solutions pour que les différents éléments puissent communiquer entre eux sont multiples au niveau des médias employés (champs électromagnétiques, fils de cuivre…). À cela, il faut ajouter le problème des protocoles employés pour communiquer sur un média donné, ce qui limite considérablement les possibilités d’inter opérabilité. Pour reprendre une fois de plus, la comparaison avec l’humain, le protocole de communication est la langue employée par l’appareil. Dans la pratique, cela se décompose en un ensemble de couches qui se superposent.

La couche physique est responsable de la manière dont sont transmises les informations sur le média, c’est elle qui est responsable de convertir les données numériques à transmettre en signaux électriques ou radio. Elle est également responsable de la gestion du média : détecter si un autre appareil communique pour ne pas interférer, etc.

Au-dessus de cette couche vont pouvoir s’empiler une ou plusieurs couches permettant de régir les échanges entre les appareils. Dans les systèmes les plus simples cette couche sera unique, et réduite à un jeu de messages normalisés que les appareils vont pouvoir échanger directement : « appareil X, active la fonction Y ». Dans ce genre de configuration, le système de communication est généralement de type maître/esclave avec la centrale dans le rôle du maître, et les périphériques dans le rôle des esclaves. Une communication est alors généralement établie à l’initiative du maître qui va donc régir les communications entre appareils.
Dans des systèmes plus évolués, les périphériques vont pouvoir prendre l’initiative de communiquer, et plusieurs couches pourront s’empiler : chiffrement, présentation des données, etc. Ce type de communications correspond à un modèle qui se rapproche des réseaux informatiques ou qui emploient carrément ce type de protocoles. Dans ce dernier cas, on parle alors de modèle IP constitué de quatre couches : couche physique, couche réseau, couche transport et enfin, couche applicative.

Tout le problème pour mettre en place un système domotique global dans une maison est donc de sélectionner des composants capables d’interagir entre eux en utilisant les mêmes protocoles ou en employant des passerelles entre les protocoles. Actuellement, la méthode la plus sure consiste à employer des composants provenant d’un même fournisseur, mais des standards sont progressivement en train d’apparaître, comme dans les débuts des réseaux informatiques…

La domotique et les objets connectés

Du fait des limites décrites ci-dessus, les solutions actuelles se bornent généralement à des solutions pacagées par des constructeurs. Cependant, l’engouement actuel du public pour les objets connectés et pour les smartphones pourrait grandement pousser vers l’adoption de standards permettant d’assembler des installations sur mesure selon une logique similaire à celle poussant actuellement au rapprochement de la télévision, de l’internet et des communications.

Il serait ainsi aisé de faire transmettre les informations collectées sur l’utilisateur par son smartphone, les capteurs situés sur les vêtements, etc. à la centrale domotique de l’habitation. En se basant sur le rythme cardiaque et respiratoire des personnes présentes dans une des pièces de la maison, il est relativement aisé de déterminer si elles dorment. Partant de là, la centrale domotique peut prendre d’elle-même la décision de réduire la température de la pièce et de fermer les volets roulants. Cet exemple basique peut aisément s’enrichir, mais se heurte toutefois à deux points. Le premier est assez basique: du fait de la complexité et de la richesse des informations collectées, il est difficile d’imaginer un système prenant en compte tous ces paramètres qui soit à la fois : souple, simple d’utilisation et modulaire. Le second est plus insidieux: il s’agit de la protection de la vie privée. En effet, plus la collecte d’informations est grande, plus il est possible de « profiler » une personne. Dans les années à venir, il est fort probable que la CNIL ait pas mal de travail à ce niveau.