Une gateway LoRaWAN, pour faciliter la mise en place d’une GTB dans un Smart Building

Une GTB, ou gestion technique des bâtiments, permet d’économiser et d’améliorer le confort en traitant un grand nombre de données en provenance de capteurs, disséminés dans un Smart Building. Quand l’information souhaitée n’est pas disponible l’installation de capteurs sans fil LoRaWAN permet la mise en place rapide d’une solution GTB économique.

1- Pourquoi une GTB est-elle indispensable ?

La GTB devient obligatoire au plus tard le 1er janvier 2025 pour tous les bâtiments dans lesquels sont exercées des activités tertiaires marchandes ou non-marchandes équipées d’un système de chauffage ou de climatisation, dont la puissance nominale utile est supérieure à 290 kW.

Une GTB (Gestion Technique du Bâtiment) offre de nombreux avantages, notamment :

1. Réduction des coûts énergétiques en surveillant et contrôlant de manière précise la consommation énergétique des différents systèmes de bâtiment. 
2. Amélioration du confort des occupants grâce à la surveillance et à la régulation précises des températures, de l’humidité, de l’éclairage et de la qualité de l’air
3. Gestion plus efficace de la maintenance grâce à des capteurs de maintenance préventive.
4. Sécurité accrue : une GTB peut inclure des fonctionnalités de sécurité telles que des systèmes de détection d’incendie, de contrôle d’accès et de vidéosurveillance.
5. Optimisation de l’utilisation de l’espace : en coupant par exemple le chauffage quand une pièce de réunion n’est pas occupée.
6. Réduction de l’impact environnemental : en réduisant la consommation énergétique on diminue l’impact environnemental du bâtiment.

2- Quelles données utiles à une GTB peuvent être fournies par des capteurs via une gateway LoRaWAN ?

Les capteurs sans fil LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) peuvent fournir des données utiles à une GTB pour surveiller et contrôler les systèmes de bâtiment. Voici quelques exemples de données que les capteurs LoRaWAN peuvent collecter et transmettre :

1. Température : les capteurs de température LoRaWAN peuvent mesurer la température à différents endroits du bâtiment, ce qui permet à la GTB de réguler le chauffage et la climatisation de manière plus efficace.
2. Humidité : les capteurs d’humidité LoRaWAN peuvent mesurer l’humidité relative de l’air à différents endroits du bâtiment, ce qui permet à la GTB de réguler l’humidification et la déshumidification de manière plus précise.
3. Qualité de l’air : les capteurs de qualité de l’air LoRaWAN peuvent mesurer la concentration de polluants tels que le dioxyde de carbone (CO2), les particules fines, le monoxyde de carbone (CO) et les composés organiques volatils (COV) dans l’air intérieur, ce qui permet à la GTB de surveiller et de contrôler la qualité de l’air.
4. Luminosité : les capteurs de luminosité LoRaWAN peuvent mesurer la quantité de lumière à différents endroits du bâtiment, ce qui permet à la GTB de réguler l’éclairage de manière plus efficace.
5. Occupation : les capteurs de présence LoRaWAN peuvent détecter la présence de personnes à différents endroits du bâtiment, ce qui permet à la GTB de réguler le chauffage, la climatisation et l’éclairage en fonction de l’occupation réelle.
6. Consommation d’énergie : les capteurs de consommation d’énergie LoRaWAN peuvent mesurer la consommation d’électricité, de gaz et d’eau à différents endroits du bâtiment, ce qui permet à la GTB de surveiller et de contrôler la consommation d’énergie et d’eau.

3- Les capteurs sans fil LoRaWAN présentent plusieurs avantages par rapport aux capteurs filaires ou aux capteurs sans fil WiFi

1. Installation plus facile et moins coûteuse car il n’y a pas de câble à passer.
2. Mobilité : Les capteurs sans fil peuvent être facilement déplacés d’un endroit à l’autre en fonction des besoins. Cela permet une plus grande flexibilité pour les applications où les conditions changent fréquemment.
3. Moins de maintenance : Les capteurs sans fil nécessitent moins de maintenance que les capteurs filaires car ils n’ont pas de câblage susceptible de se détériorer ou de se rompre. Cela permet de réduire les coûts de maintenance et d’assurer un fonctionnement plus fiable des capteurs. En outre, il n’est pas nécessaire de tenir à jour le plan de câblage des capteurs. 
4. Évolutivité : Les capteurs sans fil peuvent être facilement ajoutés ou retirés d’un système, sans avoir à modifier la structure du câblage existant. Il est possible de rattacher jusqu’à 1000 capteurs à une seule passerelle LoRaWAN avec une GTB BacNet ( 200 avec une GTB MoBus)
5. Faible consommation et longue portée : A travers une quinzaine de murs la distance entre les capteurs et la passerelle peut atteindre 2 km, ainsi une seule passerelle pourra couvrir un ou plusieurs bâtiments.Contrairement à un dispositif WiFi ou bluetooth un capteur LoRaWAN consomme très peu d’énergie pour communiquer et offrir une autonomie supérieure à 10 ans, sans changer les piles (l’autonomie varie en fonction des conditions d’utilisation). 

4- S’abonner à un réseau LoRa ou investir dans une gateway LoRaWAN ?

La Gateway LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) joue un rôle crucial dans les réseaux LoRaWAN en permettant la communication bidirectionnelle entre les capteurs sans fil et les applications métiers. Voici quelque uns des rôles importants de la Gateway LoRaWAN :

1. Collecte des données des capteurs : La Gateway LoRaWAN reçoit les données des capteurs sans fil via la technologie de modulation de fréquence LoRa. Les données sont ensuite envoyées à un serveur de réseau pour être stockées et analysées.
2. Transmission des commandes de la GTB aux capteurs : La Gateway LoRaWAN permet également la transmission des commandes de la GTB aux capteurs sans fil. Les commandes peuvent inclure des instructions pour activer ou désactiver les capteurs , régler les paramètres de mesure ou ouvrir une vanne via un actionneur LoRaWAN, ..
3. Routage des données : La Gateway LoRaWAN est également responsable du routage des données entre les capteurs sans fil et le serveur de réseau LoRa (LNS). 
4. Sécurité : Les données LoRaWAN sont chiffrées (AES128) pour éviter les interceptions et les intrusions malveillantes.

En somme, la Gateway LoRaWAN est une pièce essentielle dans l’infrastructure d’un réseau LoRaWAN, en assurant une communication bidirectionnelle sécurisée et efficace entre les capteurs sans fil et le réseau de données.
Si le nombre de capteurs LoRaWAN est faible, il peut être financièrement plus intéressant de s’abonner à un réseau LoRaWAN opéré.
Mais dans le cas d’une GTB le nombre de capteurs est potentiellement élevé et une infrastructure LoRaWAN est alors un investissement rapidement rentabilisé. En outre, d’autres raisons peuvent motiver la décision d’achat d’une passerelle LoRaWAN, comme la confidentialité des données ou la communication bidirectionnelle ( en effet cette dernière n’est généralement pas garantie par les opérateurs réseaux).

5- La gateway LoRaWAN Kerlink GTB intègre un décodeur

La passerelle Kerlink GTB est bien plus qu’une simple gateway LoRaWAN. En effet c’est une solution complète qui intègre le décodage des capteurs, le cœur de réseau LoRaWAN et la gestion des interfaces Modbus et Bacnet.

Le décodage est nécessaire pour que l’information en provenance du capteur soit audible par la GTB. En effet, le capteur parle en LoRa alors que la GTB parle en ModBus ou en BacNet.  La passerelle LoRaWAN Kerlink GTB intègre en standard une conversion de LoRaWAN vers BacNet ou ModBus.
Certes cette fonctionnalité de décodage n’est pas unique mais il est rare qu’une passerelle soit capable de traduire le message de capteurs de marques autres que la sienne. C’est pourtant le cas de la passerelle kerlink GTB qui fonctionne avec toutes les grandes marques de capteurs. Cette solution permet donc de développer son réseau de capteurs LoRaWAN, en choisissant librement les marques de ses capteurs selon  l’usage ( qualité de l’air, relevé des consommations, etc..).

Aucun codage n’étant nécessaire, le déploiement d’un réseau de capteurs LoRaWAN est rapide à déployer.

6- Où installer sa gateway LoraWAN, en intérieur ou  à l’extérieur ? 

Si vous avez plusieurs bâtiments à couvrir, une passerelle LoRaWAN installée sur le haut d’un bâtiment central offrira généralement la meilleure couverture (jusqu’à 2 km à travers plusieurs murs et jusqu’à 15 km sans obstacle). La passerelle extérieure Kerlink  iStation GTB peut être alimentée par le câble Ethernet PoE et elle est donc simple à installer.
En revanche si vous avez un seul bâtiment, la passerelle intérieure Ifemtocell sera suffisante.

7- Quel est le coût par capteur d’une gateway LoraWAN ?

Une fois la passerelle achetée, il n’y a pas de frais d’abonnement.
Si la GTB est en Modbus vous serez limité à 200 capteurs par passerelle alors qu’en BacNet vous pouvez monter à 1000 capteurs pour une passerelle.

Dans le cas d’une GTB en BacNet le coût par capteur de la passerelle est donc à partir de 0,96 € contre environ 5 € pour une GTB en Modbus.

8- Les passerelles Kerlink GTB

Passerelle extérieure Kerlink (protection IP67) pour GTB Modbus TCP ou BACnet

Passerelle intérieure Kerlink pour GTB Modbus TCP ou BACnet