Cours 01: Introduction Au Système Domotique PDF

MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES Cours 01 : Introduction Au Système Domotique 1. Introduction sur la domotique La domotique, issue de la contraction des termes latin "domus" (maison) et "automatique", représente un domaine en constante évolut...

MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES Cours 01 : Introduction Au Système Domotique 1. Introduction sur la domotique La domotique, issue de la contraction des termes latin "domus" (maison) et "automatique", représente un domaine en constante évolution visant à intégrer des technologies pour automatiser et faciliter la gestion des habitations. Elle apporte des solutions intelligentes pour optimiser le confort, la sécurité et l'efficacité énergétique des bâtiments, en utilisant des systèmes interconnectés. 2. Généralités sur la domotique 2.1. Définition La domotique englobe l'ensemble des technologies permettant d'automatiser, de contrôler et de coordonner les équipements et les services d'une maison. Elle vise à améliorer la qualité de vie des occupants en leur offrant des solutions intelligentes et intuitives pour gérer divers aspects de leur quotidien. 2.2. Les types de maisons développées par le système domotique Maison communicante: Intègre des systèmes permettant aux appareils de communiquer entre eux pour coordonner leurs actions. Par exemple, un capteur de mouvement peut allumer les lumières lorsqu'il détecte une présence. Maison intelligente : Utilise des capteurs, des algorithmes et une interface utilisateur pour anticiper les besoins des habitants et ajuster l'environnement en conséquence. Par exemple, elle peut régler automatiquement le chauffage en fonction des préférences de température des occupants. Dr. Raouf ZERROUGUI | 2023/2024  MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES Maison connectée : Permet aux habitants de contrôler à distance divers équipements et fonctions de la maison via des applications sur leur smartphone ou d'autres appareils connectés. Par exemple, ils peuvent vérifier et régler la température de leur domicile lorsqu'ils ne sont pas chez eux. 2.3. Historique Les prémices de la domotique remontent aux années 1970, avec les premières expérimentations visant à automatiser certaines tâches au sein des foyers. Depuis lors, elle n'a cessé d'évoluer, intégrant des technologies de pointe telles que l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et l'Internet des objets (IoT). 3. Structure d'un système domotique 3.1. Le cerveau Le cerveau d'un système domotique est le centre de contrôle, souvent un ordinateur central ou un microcontrôleur, qui reçoit les informations des capteurs et envoie des commandes aux actionneurs. Il prend des décisions basées sur les données recueillies et les algorithmes prédéfinis. 3.2. Les capteurs Les capteurs sont des dispositifs qui mesurent des paramètres physiques tels que la température, l'humidité, la luminosité, la présence, etc. Ils transmettent ces données au cerveau pour analyse et prise de décision. Dr. Raouf ZERROUGUI | 2023/2024 MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES 3.3. Les actionneurs Les actionneurs exécutent les ordres du cerveau en modifiant l'environnement, comme allumer ou éteindre des lumières, réguler le chauffage, fermer les volets, etc., en fonction des décisions prises. 4. Les protocoles de la domotique 4.1. Domotique sans fil 4.1.1. Les protocoles à courte portée Ces protocoles permettent la communication entre les appareils à courte distance, typiquement à l'intérieur d'une maison ou d'un bâtiment. Parmi les protocoles les plus couramment utilisés, on trouve le Bluetooth, le Zigbee et le Z- Wave. 4.1.2. Les protocoles à longue portée Ces protocoles sont utilisés pour la communication sur de plus longues distances, souvent à l'extérieur des bâtiments. Ils incluent LoRa, Sigfox et NB-IoT. 4.2. Domotique à Courant Porteur en Ligne (CPL) Les protocoles CPL utilisent le réseau électrique de la maison pour la transmission des données. Ils offrent un moyen pratique et efficace de communiquer sans nécessiter de câblage supplémentaire. 4.3. Domotique câblée Les protocoles câblés utilisent des câbles dédiés pour la communication, offrant une grande fiabilité et une sécurité élevée. Par exemple, Ethernet est souvent utilisé pour connecter des appareils dans un réseau domotique câblé. Dr. Raouf ZERROUGUI | 2023/2024  MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES 5. Avantages et inconvénients de la domotique 5.1. Avantages Confort amélioré: Les systèmes domotiques offrent un contrôle facile et rapide des appareils et des environnements domestiques, améliorant ainsi le confort et la commodité. Économie d'énergie: Grâce à l'automatisation intelligente, la domotique permet d'optimiser la consommation d'énergie en adaptant l'éclairage, le chauffage, la climatisation, etc., en fonction des besoins réels. Sécurité accrue: Les dispositifs de sécurité intelligents et les systèmes de surveillance permettent de renforcer la sécurité et la surveillance du domicile. 5.2. Inconvénients Coût initial élevé: La mise en place d'un système domotique peut représenter un investissement financier substantiel, bien que les coûts diminuent avec l'avancée technologique et la popularisation de ces solutions. Complexité d'installation et de maintenance: La mise en place et la configuration initiales peuvent être complexes, nécessitant des connaissances techniques. De plus, la maintenance régulière est requise pour assurer le bon fonctionnement du système. Dépendance à l'électricité et aux technologies: Les systèmes domotiques sont tributaires de l'alimentation électrique et peuvent être vulnérables à des pannes de courant ou à des dysfonctionnements techniques. Dr. Raouf ZERROUGUI | 2023/2024 MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES 6. Le coût de la domotique Le coût de la domotique varie en fonction des technologies, des fonctionnalités et de l'étendue du système choisis. Il peut inclure l'achat des équipements, l'installation, la configuration et l'abonnement à des services. Malgré le coût initial, les avantages à long terme, tels que les économies d'énergie et le confort accru, peuvent justifier cet investissement. 7. Différents domaines de la domotique La domotique trouve des applications dans divers domaines de la vie quotidienne, contribuant à améliorer la qualité de vie des habitants. 7.1. Confort La domotique permet de personnaliser l'environnement domestique selon les préférences individuelles, offrant un niveau de confort optimal en contrôlant l'éclairage, le chauffage, la musique, etc. 7.2. Économie d'énergie En régulant intelligemment la consommation d'énergie, la domotique contribue à réduire les coûts énergétiques et l'impact environnemental Dr. Raouf ZERROUGUI | 2023/2024 MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES 7.3. Santé Dans le domaine de la santé, la domotique peut être utilisée pour surveiller les personnes âgées ou atteintes de problèmes de santé, détectant ainsi des situations d'urgence et apportant une assistance rapide. 7.4. Sécurité La sécurité est l'un des domaines les plus importants de la domotique, avec des systèmes d'alarme, de surveillance vidéo, des serrures intelligentes et d'autres dispositifs qui garantissent la sécurité du domicile. 7.4.1. Les alarmes intelligentes Ces systèmes peuvent détecter les intrusions et déclencher des alertes instantanées, souvent accompagnées de notifications sur les smartphones des propriétaires. 7.4.2. Les tags Les tags de suivi permettent de surveiller la localisation des objets ou des personnes, ce qui peut être utile pour la sécurité et la prévention des pertes. Dr. Raouf ZERROUGUI | 2023/2024 MATIERE : DOMOTIQUE | M1 : ELECTRONIQUE DES SYSTEMES EMBARQUES 7.4.3. Sonnette connectée associée à une caméra Cette combinaison offre une vue en temps réel des visiteurs à la porte d'entrée, ajoutant une couche de sécurité. 7.4.4. Les caméras connectées Les caméras connectées fournissent des flux vidéo en temps réel, permettant aux propriétaires de surveiller leur domicile où qu'ils soient. 7.4.5. Serrure connectée Les serrures connectées permettent un contrôle d'accès sécurisé en autorisant l'ouverture et la fermeture à distance, souvent via une application mobile. 8. Conclusion La domotique représente l'avenir de la gestion des habitations, offrant des avantages considérables en termes de confort, d'économie d'énergie, de sécurité et de personnalisation. Son évolution rapide et les progrès technologiques continus promettent un avenir où nos maisons seront de plus en plus intelligentes et connectées, améliorant ainsi notre qualité de vie au quotidien. L'adoption croissante de ces technologies transforme nos maisons en espaces adaptés, interactifs et sécurisés, offrant un environnement où nous pouvons vivre de manière plus efficace et harmonieuse. Dr. Raouf ZERROUGUI | 2023/2024  Chapitre 2. Notions sur la sécurité des biens et des personnes. Introduction Ce chapitre explore en profondeur les concepts essentiels de sécurité des biens et des personnes, couvrant une gamme de domaines, de la sécurité incendie au contrôle d'accès, de la prévention des intrusions à la vidéosurveillance et à la télésurveillance. Ces connaissances sont cruciales pour assurer la protection des biens et des individus dans divers environnements. 1. System de Sécurité Incendie 1.1 Prévention des Incendies Causes courantes d'incendies : Les incendies peuvent être déclenchés par divers facteurs, notamment les équipements électriques défectueux, les produits chimiques inflammables, les sources de chaleur et les comportements humains imprudents. Comprendre ces causes est essentiel pour prévenir les incendies. Normes de sécurité incendie et réglementation : La sécurité incendie est réglementée par des normes et des règlements stricts. Ces normes couvrent tout, de la conception de bâtiments résistants au feu à l'installation de systèmes de détection et d'extinction. Il est crucial de connaître ces normes pour assurer la conformité. Conception de bâtiments résistants au feu : La conception de bâtiments doit tenir compte de la résistance au feu, de l'accessibilité aux sorties de secours, de la compartimentation et d'autres éléments clés pour minimiser les risques d'incendie et faciliter l'évacuation en cas d'urgence. 1.2 Système de détection et Alarme Détecteurs de fumée et de chaleur : Les détecteurs de fumée et de chaleur sont des éléments clés pour la détection précoce des incendies. Ils fonctionnent en détectant la présence de fumée ou de chaleur anormale et en déclenchant une alarme. Systèmes de détection automatique d'incendie : Les systèmes de détection automatique d'incendie vont au- delà des détecteurs de fumée pour inclure des détecteurs de flammes, des systèmes de suppression d'incendie et des alarmes vocales. Ils contribuent à alerter et à lutter contre les incendies de manière automatisée. Signalisation et évacuation en cas d'incendie : En cas d'incendie, il est essentiel que les occupants reçoivent rapidement l'alerte et puissent évacuer en toute sécurité. Cela nécessite une signalisation claire, des plans d'évacuation et une formation en matière d'évacuation. 1.3 Extinction des Incendies Agents extincteurs et systèmes d'extinction : Différents types d'incendies nécessitent différents agents extincteurs, tels que l'eau, la mousse, les gaz et la poudre. De plus, des systèmes d'extinction automatique, tels que les sprinklers, sont utilisés pour éteindre les incendies. Matière : Domotique M1ESE Dr. Raouf ZERROUGUI Équipements de lutte contre les incendies : Outre les agents extincteurs, les équipements de lutte contre les incendies, tels que les extincteurs portatifs, les robinets d'incendie armés et les couvertures anti-feu, sont essentiels pour maîtriser les incendies avant qu'ils ne s'aggravent. Formation du personnel à la lutte contre les incendies : Les occupants et le personnel doivent être formés à la lutte contre les incendies, y compris l'utilisation d'équipements de sécurité et la participation à des exercices d'évacuation pour assurer une réponse adéquate en cas d'incendie. 2. Contrôle d'Accès 2.1 Principes du Contrôle d'Accès Objectifs du contrôle d'accès : Le contrôle d'accès vise à restreindre l'accès aux zones sensibles et à protéger les biens et les personnes. Les objectifs incluent la sécurité, la confidentialité et la conformité. Types de contrôle d'accès : Le contrôle d'accès peut être physique, impliquant des barrières, des portes et des serrures, ou logique, basé sur des systèmes informatiques. La méthode d'authentification peut varier, y compris l'utilisation de cartes, de codes PIN et de biométrie. Méthodes d'authentification : Les méthodes d'authentification, telles que les cartes d'accès, les codes PIN, les empreintes digitales et la reconnaissance faciale, jouent un rôle crucial dans le contrôle d'accès en vérifiant l'identité des individus. Matière : Domotique M1ESE Dr. Raouf ZERROUGUI 2.2 Systèmes de Contrôle d'Accès Serrures électroniques et mécaniques : Les systèmes de contrôle d'accès impliquent l'utilisation de serrures électroniques et mécaniques pour restreindre l'accès. Les serrures électroniques offrent plus de flexibilité et de sécurité. Contrôle d'accès basé sur le rôle : Le contrôle d'accès basé sur le rôle attribue des autorisations en fonction des rôles et des responsabilités des utilisateurs. Cela permet de gérer de manière plus précise qui a accès à quoi. Gestion des droits d'accès : La gestion des droits d'accès est essentielle pour garantir que les bonnes personnes ont accès aux bonnes ressources au bon moment. Cela inclut la gestion des autorisations et le suivi des événements d'accès. 3. Matière : Domotique M1ESE Dr. Raouf ZERROUGUI 4. Prévention contre les Intrusions 3.1 Systèmes Anti-Intrusion Capteurs de mouvement et de bris de vitre : Les capteurs de mouvement détectent les mouvements suspects, tandis que les capteurs de bris de vitre signalent les tentatives d'intrusion. Alarmes et systèmes de détection d'intrusion : Les alarmes et les systèmes de détection d'intrusion sont conçus pour alerter en cas d'intrusion non autorisée. Ils comprennent souvent des capteurs de contact de porte/fenêtre, des détecteurs de mouvement, des caméras et des alarmes sonores. Planification de la sécurité : La planification de la sécurité commence par une évaluation des risques. Cette évaluation identifie les vulnérabilités potentielles et les points d'entrée possibles pour les intrus. La planification inclut également la conception de systèmes de sécurité appropriés en fonction des besoins spécifiques. 4.2 Réponse aux intrusions Procédures de réponse aux intrusions : En cas d'intrusion, il est essentiel de disposer de procédures de réponse bien définies. Cela comprend l'alerte des autorités compétentes, la mise en œuvre de protocoles d'évacuation, la notification des parties concernées et la coordination des actions de sécurité. Formation du personnel : La formation du personnel est un élément clé de la réponse aux intrusions. Les employés doivent être formés sur les procédures de sécurité, l'utilisation des alarmes et des systèmes de détection, ainsi que la communication efficace en cas d'incident. Matière : Domotique M1ESE Dr. Raouf ZERROUGUI 5. Vidéosurveillance 4.1 Principes de Vidéosurveillance Objectifs de la vidéosurveillance : La vidéosurveillance a pour objectif de surveiller en temps réel, de prévenir le crime et de documenter les activités. Elle peut être utilisée à diverses fins, notamment la sécurité, la gestion du trafic et la collecte de preuves. Types de caméras : Les caméras de vidéosurveillance existent en différentes variantes, notamment les caméras analogiques, les caméras IP et les caméras PTZ (Pan-Tilt-Zoom) qui offrent une grande flexibilité dans la surveillance et le suivi. Stockage et analyse des images : Les images capturées par les caméras de vidéosurveillance doivent être stockées de manière sécurisée et accessibles pour une analyse ultérieure. Les systèmes de gestion vidéo permettent de stocker, de rechercher et d'analyser ces données. 5.2 Utilisations de la Vidéosurveillance Surveillance de zones sensibles : La vidéosurveillance est utilisée pour surveiller des zones sensibles, telles que les banques, les aéroports, les centres commerciaux et les installations industrielles. Elle permet de détecter les intrusions et les comportements suspects. Matière : Domotique M1ESE Dr. Raouf ZERROUGUI Prévention du crime et dissuasion : La présence de caméras de vidéosurveillance dissuade souvent les actes criminels. Les caméras agissent comme un moyen de prévention et fournissent des preuves en cas d'infraction. Gestion de la sécurité et documentation : Les enregistrements de vidéosurveillance sont précieux pour la gestion de la sécurité. Ils permettent d'analyser les incidents passés, d'améliorer la sécurité des sites et de documenter les activités pour des besoins juridiques ou de conformité. 6. Télésurveillance 5.1 Surveiller à Distance Le rôle de la télésurveillance : La télésurveillance consiste à surveiller à distance les systèmes de sécurité, y compris les systèmes de vidéosurveillance, les alarmes et les systèmes de contrôle d'accès. Les opérateurs de télésurveillance surveillent les signaux d'alarme et réagissent en conséquence. Opérateurs de télésurveillance et leur formation : Les opérateurs de télésurveillance jouent un rôle vital dans la réponse aux incidents. Ils doivent être formés pour interpréter les signaux d'alarme, suivre les procédures et prendre des décisions rapides en cas d'urgence. 5.2 Intégration avec d'autres systèmes L'interconnexion des systèmes de sécurité : Les systèmes de sécurité, tels que la vidéosurveillance, les systèmes d'alarme et les contrôles d'accès, sont souvent interconnectés pour une gestion plus efficace. Matière : Domotique M1ESE Dr. Raouf ZERROUGUI  5.2 Intégration avec d'autres systèmes (suite) Avantages de l'intégration : L'intégration permet une coordination plus efficace des systèmes de sécurité. Par exemple, une alarme d'intrusion peut déclencher l'enregistrement de caméras de vidéosurveillance, et les opérateurs de télésurveillance peuvent réagir en conséquence. Automatisation des réponses : L'intégration permet l'automatisation des réponses aux incidents. Par exemple, une alarme d'incendie peut déclencher l'extinction automatique et alerter les secours, réduisant ainsi les délais de réaction. Conclusion Ce polycop a exploré en détail les aspects clés de la sécurité des biens et des personnes, couvrant la sécurité incendie, le contrôle d'accès, la prévention des intrusions, la vidéosurveillance et la télésurveillance. La sécurité est un domaine en constante évolution, et il est essentiel de rester au fait des dernières avancées pour garantir la protection efficace des biens et des individus dans différents environnements. Nous vous invitons à poser des questions et à poursuivre la discussion pour approfondir vos connaissances dans ce domaine crucial. Matière : Domotique M1ESE Dr. Raouf ZERROUGUI 1|Page Chapitre 3 : Gestion Technique des Bâtiments et Communication 3.1 Introduction à la Gestion Technique des Bâtiments (GTB) 3.1.1 Définition La Gestion Technique des Bâtiments (GTB) est un ensemble de systèmes, de protocoles et de technologies destinés à superviser, contrôler et optimiser les équipements techniques d'un bâtiment. Elle vise à améliorer l'efficacité énergétique, le confort des occupants et la gestion des installations. 3.1.2 Objectifs Automatisation des Fonctions : La GTB automatise les opérations courantes telles que le contrôle de l'éclairage, de la climatisation et du chauffage. Réduction des Coûts Énergétiques : En optimisant l'utilisation des ressources, la GTB contribue à la réduction des coûts énergétiques. Amélioration du Confort : En ajustant automatiquement les paramètres environnementaux, la GTB assure un niveau de confort optimal pour les occupants. Surveillance et Maintenance : La GTB permet une surveillance continue des équipements, facilitant la détection précoce des problèmes et la mise en place d'une maintenance préventive. Domotiuque M1ESE Dr.ZERROUGUI.R 2|Page 3.2 Composants de la GTB 3.2.1 Capteurs Les capteurs sont des dispositifs sensoriels qui mesurent des grandeurs physiques. Dans le contexte de la GTB, on utilise des capteurs de température, d'humidité, de luminosité, de mouvement, etc. Ces capteurs fournissent des données en temps réel nécessaires aux décisions du système. 3.2.2 Actionneurs (interrupteurs) Les actionneurs sont des dispositifs qui agissent sur l'environnement physique en fonction des informations reçues des capteurs. Ils peuvent être des vannes motorisées, des relais de commutation, des actionneurs de moteurs, etc. 3.2.3 Automates Programmables (unité centrale) Les automates programmables sont le cerveau de la GTB. Ils traitent les données des capteurs, exécutent des algorithmes de contrôle et envoient des commandes aux actionneurs. Ces automates sont programmés pour gérer des scénarios spécifiques en fonction des besoins du bâtiment. Domotiuque M1ESE Dr.ZERROUGUI.R 3|Page 3.3 Systèmes de Gestion Technique Centralisée (GTC) 3.3.1 Définition La Gestion Technique Centralisée (GTC) permet le contrôle centralisé de plusieurs bâtiments depuis un point central. Cela offre une vision globale des installations et facilite la prise de décision. 3.3.2 Avantages Centralisation des Données : Toutes les données des bâtiments sont regroupées en un seul endroit, facilitant l'analyse et la gestion. Optimisation des Ressources : La GTC permet une utilisation plus efficace des ressources en synchronisant les opérations des différents bâtiments. Maintenance Simplifiée : Les opérations de maintenance peuvent être planifiées et effectuées de manière centralisée. Domotiuque M1ESE Dr.ZERROUGUI.R 4|Page 3.4 Systèmes de Télégestion 3.4.1 Définition La télégestion permet la gestion à distance des équipements d'un bâtiment via des outils informatiques. Cela facilite la surveillance, la maintenance et la résolution à distance des problèmes. 3.4.2 Applications Diagnostics à Distance : Les techniciens peuvent diagnostiquer les problèmes sans se déplacer physiquement. Mises à Jour Logicielles : Les mises à jour du système peuvent être effectuées à distance, assurant un fonctionnement toujours à jour. Intervention Rapide : En cas de panne, les actions correctives peuvent être déclenchées à distance. 3.5 Supervision 3.5.1 Définition La supervision regroupe l'ensemble des outils informatiques permettant de visualiser, d'analyser et de contrôler les données issues des capteurs et des automates. 3.5.2 Fonctionnalités Interface Graphique Conviviale : Une interface conviviale permet aux utilisateurs de visualiser les données et de contrôler les équipements de manière intuitive. Rapports d'Analyse : Des rapports détaillés sur les performances du bâtiment facilitent la prise de décision. Alarmes en Temps Réel : Les systèmes de supervision émettent des alarmes en temps réel en cas de défaillance ou de comportement anormal. 3.6 Réseaux dans la Domotique Domotiuque M1ESE Dr.ZERROUGUI.R 5|Page 3.6.1 Interconnexion des Équipements Les équipements de la GTB sont interconnectés via des réseaux spécifiques tels que BACnet, KNX, ou Modbus. Ces protocoles facilitent la communication entre les différents composants du système. 3.6.2 Sécurité des Réseaux La sécurité des réseaux est cruciale pour éviter tout accès non autorisé. Des protocoles de cryptage, des pare-feu et des mécanismes d'authentification sont utilisés pour garantir la confidentialité des données. 3.7 Cas Pratiques 3.7.1 Exemple d'Application : Contrôle de l'Éclairage Capteurs de Luminosité : Les capteurs mesurent la luminosité ambiante. Automatisation de l'Éclairage : En fonction de la présence des occupants et du niveau de luminosité, le système contrôle automatiquement l'allumage et l'extinction des lumières. 3.7.2 Exemple d'Application : Régulation Thermique Domotiuque M1ESE Dr.ZERROUGUI.R 6|Page Capteurs de Température : Les capteurs mesurent la température ambiante. Régulation Automatique : Le système ajuste automatiquement les paramètres de chauffage/climatisation pour maintenir une température optimale. Domotiuque M1ESE Dr.ZERROUGUI.R