Le câblage est en général le coût le plus important, en terme d’investissement, dans un déploiement Smart Home / Smart Building. Capteurs de mouvement, d’intrusion, d’ouverture de porte ou de fenêtre, détecteur de fumée… Alimenter les capteurs nécessite souvent un câblage vers une source de courant, voire l’ajout d’un transformateur basse tension/courant continu. Et bien sûr le câblage réseau, ou l’utilisation d’un réseau de communications sans fil local (WIFI, BLE, ZigBee ou Z-WAVE par exemple).

C’est tout le champ d’application de la domotique, qui nécessite parfois aussi la mise en oeuvre d’un Gateway local. Le coût de ces installations, et le manque de standard et de compatibilité ont toujours été un frein à la généralisation de la domotique, que ce soit au domicile, ou dans les entreprises. Au niveau de l’offre pour les consommateurs, Google, Amazon et Apple en ont fait un de leurs nouveaux chevaux de bataille, avec la sortie de home gateways, de boitiers de streaming video et de commande vocale, qui permettent d’interfacer des capteurs…

Il existe aujourd’hui des capteurs très peu consommateurs d’énergie, fonctionnant sur batterie avec une autonomie pouvant aller jusqu’à 10 ans, basés sur les réseaux de communication à longue distance: SigFox, LoRaWAN ou NB-IOT. Des alternatives crédibles au capteurs classiques de la Domotique?

Comparaison des coûts des capteurs Domotiques ou basés sur LORAWAN & SIGFOX

Le prix des capteurs basés sur la technologie LPWAN (Low Power Wide Area Network) de type LORA ou SigFox a fortement baissé depuis quelques temps (pour NB-IOT, il faudra encore attendre un peu, que cette technologie arrive à maturité…). On peut considérer que leur prix est proche d’un capteur Domotique.

Par contre, il existe une différence de coût opérationnel entre un capteur LORA/SIGFOX et un capteur Domotique.

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LORAWAN-LPWAN-Network
NB-IOT-LPWAN-Network

Comparaison des coûts entre réseaux Domotiques et réseaux LPWAN (SigFox, LoRaWAN, NB-IOT)

Dans le cas de l’utilisation du réseau SIGFOX ou d’un réseau public LORA, il y aura un coût d’abonnement qui, en Europe, de l’ordre de quelques Euro par an et par capteur.

Dans le cas d’un réseau domotique, il n’y a pas de frais d’abonnement. Il y a un coût de consommation électrique. Les capteurs LPWAN, fonctionnant sur batterie, ont été optimisé pour limiter la consommation électrique. Le prix du capteur inclut le prix de la consommation électrique sur quelques années d’utilisation. Dans le cas d’un capteur domotique, il faut encore l’alimenter. Il n’est pas surprenant, par exemple, d’avoir sur un capteur de détection de mouvement, une consommation de 1W. Soit une consommation annuelle de 8,76 kWh. Si l’on prend un prix de 0,06€ par kWh (prix moyen en Belgique), cela revient sur 0,53 Euro / an. Certes cela reste inférieur au prix d’un abonnement à un réseau LPWAN, mais non négligeable au niveau de la comparaison. Il faudra compter aussi le coût d’utilisation du réseau local (ex: WIFI) pour transmettre les données sur Internet, aussi bien au niveau électrique que de l’abonnement DATA.

Par contre, le gros avantage d’un capteur sur batterie, connecté à un réseau de type LORA ou SIGFOX, c’est qu’il fonctionnera 100% du temps, même en cas de coupure électrique dans le bâtiment ou dans l’habitation, ou de perte de la connexion Internet. Si le capteur a une fonction sécuritaire, c’est un avantage majeur !

Pour combler cette lacune, certains capteurs domotique (détection d’intrusion/vol, alarme incendie) sont munis d’une batterie interne, et connectés à Internet au travers d’une carte SIM (GPRS, 3G). Ils peuvent dès lors aussi fonctionner en cas de coupure électrique. Mais le coût de ces capteurs, tant au niveau de l’achat, que de l’abonnement de communication, est largement supérieur au prix d’acquisition et d’utilisation de capteurs SIGFOX ou LORA.

Alors, LORA et SIGFOX, une bonne alternative au GPRS/3G ?

On pourrait donc conclure qu’il serait temps de passer à LORA ou SIGFOX pour l’équipement en capteurs sécuritaires (Détection d’intrusion, vol, alarme incendie). Ce n’est malheureusement pas encore toujours vrai. Il faut en effet pour cela que ces réseaux LPWAN de nouvelles générations offrent une couverture globale, et notamment en “deep indoor”. C’est-à-dire être sûr qu’ils couvrent l’ensemble du bâtiment à équiper. L’état actuel de ces réseaux (en 2018) ne permet pas encore cette garantie de couverture globale. Donc dans certains cas, c’est une option envisageable. Dans d’autres, il faudra encore attendre. Ou alors, si l’on a beaucoup de capteurs à installer (bâtiment résidentiel ou de bureaux, sites industriels), déployer son propre réseau privé LORAWAN.

De plus, les réseaux SIGFOX et LORA ne sont pas sans faille également. Ils opèrent sur une bande de fréquence libre (bande ISM), sans licence, et peuvent être théoriquement perturbés par la présence d’autres réseaux, dans le même environnement immédiat. Les interférences entre réseaux sont possibles, là où le réseau GSM (GPRS, 3G) dispose de ses fréquences propres. Ce qui est également le cas de NB-IOT.

La Conclusion?

Les réseaux LPWAN de type SigFox, LoRa ou NB-IOT ont été développés pour permettre à des capteurs bons marchés, généralement alimentés sur batterie, de communiquer des petites quantités de données sur de grandes distances pendant des années. Ce sont donc des technologies à envisager sérieusement pour certains équipements sécuritaires/domotiques. Mais il y a encore lieu de vérifier qu’ils sont déjà pleinement disponibles et opérationnels à l’endroit où l’on envisage des les utiliser.

Exemple de capteurs LORAWAN pour Smart Home (Domotique) -Smart Building