Systèmes IoT pour Smart Buildings

Contrôle de l’air dans les salles

Éviter l’air sec grâce à l’IoT

Une mauvaise qualité de l’air réduit les performances, la chaleur dans le centre de calcul compromet la sécurité. Reinhard Bischoff de Decentlab AG apporte son aide grâce aux capteurs climatiques IoT.

Texte: Jörg Rothweiler, Images: Daniel Brühlmann,

Des niveaux d’émissions de CO2 trop élevés, trop de chaleur ou d’humidité, des émanations des sites de production, des peintures murales, du sol ou des textiles ainsi que – bien évidemment – la présence d’un individu dans les locaux engendre une «mauvaise qualité de l’air» à bien des endroits. Tandis que les odeurs, la chaleur et l’humidité sont perceptibles, des valeurs de dioxyde de carbone ou de pollution atmosphérique élevées dues à des composés organiques volatils (volatile organic compounds, dits COV) qui apparaissent suite à l’évaporation de solvants, de colorants, de laques ou de matières plastiques, parfois également émises par des plantes (p. ex. méthane, terpènes, isoprène) passent souvent inaperçues. Celles-ci ont un impact négatif sur le bien-être, les capacités mentales et la santé. C’est pourquoi, au sein de l’UE, il est actuellement question d’introduire un droit au contrôle de la qualité de l’air dans les établissements publics tels que les écoles ou les hôpitaux.

L’«Indoor Ambience Monitor» mesure la concentration de dioxyde de carbone, la température, l’humidité et la pression  

L’Internet des objets, un moteur central pour les affaires 

Reinhard Bischoff, directeur de Decentlab AG basée à Dübendorf, explique comment cela peut fonctionner dans la pratique. En effet, cet électronicien ayant étudié à l’EPF et son partenaire commercial Jonas Meyer développent des capteurs pour contrôler les paramètres les plus variés. Le clou: Les dispositifs de mesure sont petits, légers, fonctionnent de manière décentralisée et autonome. Et grâce à la technologie IoT, ils fonctionnent sans courant ni connexion Internet. Car les données collectées par les capteurs sont tout simplement transférées via le Low Power Network (LPN) de Swisscom basé sur LoRaWAN.

«Si l’on se sent bien sur son lieu de travail, on s’engage sur la durée et on reste fidèle à l’entreprise. Si l’air était pur au travail, personne ne se fatiguerait si rapidement.»

Reinhard Bischoff

Reinhard Bischoff: «Cela fait déjà dix ans que Jonas et moi avons développé un système de surveillance des ponts dans le cadre d’un projet de recherche de l’UE au Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa). Il était urgent que celui-ci puisse fonctionner de manière autonome. Nous avons réussi à mettre cela en œuvre et, par la suite, nous avons créé en 2008 «Decentlab», une spin-off de l’Empa, et sommes aujourd’hui un prestataire mondial de capteurs IoT.»

 

Notre entreprise propose actuellement près d’une vingtaine de systèmes de capteurs, d’appareils et de solutions de surveillance. Ceux-ci contrôlent la nappe phréatique sur de grandes surfaces, mesurent la température dans les lieux les plus froids de Suisse, enregistrent la croissance des arbres et plantes d’Amazonie et – dans le cadre de l’initiative suisse CarboSense – la concentration de CO2 dans l’air dans des villes comme Zurich, Fribourg, Bâle et Lucerne.

Ces capteurs sont petits, légers et transmettent les données climatiques collectées par le réseau LPN de Swisscom de manière économe en énergie.  

Un nouveau système IoT surveille le climat intérieur

Le dernier projet concerne des capteurs pour surveiller l’air ambiant dans des espaces clos. Ce système appelé «Indoor Ambience Monitor» mesure la concentration de dioxyde de carbone et de COV, la température, l’humidité et la pression atmosphérique. De plus, cela détecte l’intensité lumineuse et des capteurs infrarouges pyroélectriques (capteurs de mouvement PIR) détectent la présence et les mouvements d’individus. Les données collectées sont transmises via le réseau LoRaWAN optimisé pour l’Internet des objets, elles sont analysées en temps réel et présentées sous forme de graphique à l’aide d’un logiciel.

L’application présente les données collectées à l’aide d’un graphique.  

«Ainsi, nos clients (p. ex. les entreprises, les écoles, les universités mais aussi les centres de calcul, les centres commerciaux, les aéroports ou les musées et d’autres institutions publiques peuvent toujours être au courant de la qualité de l’air dans leurs locaux et ainsi agir proactivement», explique Bischoff. Grâce aux capteurs de mouvement, ce système détecte notamment lorsque des individus se trouvent dans une salle de réunions. Dans le meilleur des cas, la luminosité et la ventilation sont ajustées automatiquement, et ce avant que l’atmosphère ne devienne étouffante dans la pièce.

 

De plus, il est possible de déclencher des alarmes et de prévenir la personne responsable via l’application, par exemple dans le cas d’une accumulation de chaleur dans le centre de calcul.

 

Bischoff est convaincu que pouvoir surveiller la qualité de l’air et les paramètres climatiques est tellement avantageux pour les clients que cet investissement vaut le coup, même sans compter l’obligation légale débattue au sein de l’UE: «Si l’on se sent bien sur son lieu de travail, on s’engage sur la durée et on reste fidèle à l’entreprise. Si l’air était pur au travail, personne ne se fatiguerait si rapidement. De plus, le fait que les employés soient concentrés et vigilants lorsqu’ils se servent d’une machine ou d’une installation assure la sécurité au travail.» Le reste n’est qu’un calcul sommaire: Si la productivité de tous les employés augmente, l’acquisition du système IoT pour surveiller l’air ambiant s’avère rapidement payante.

Reinhard Bischoff: «Grâces aux capteurs, nos clients sont toujours au courant de la qualité de l’air dans leurs locaux et peuvent donc agir proactivement.»  

La solution IoT Indoor Ambience Monitoring

  • Des solutions IoT actives pour surveiller la qualité de l’air et les paramètres de bien-être centraux dans des endroits clos.
  • Montage simple (velcro-ruban adhésif), fonctionne avec deux piles AA
  • Communication sécurisée via le réseau étendu LoRaWAN de Swisscom et gestion via CMP LPN dans le cadre de la solution End-to-End Entreprise IoT
  • Mesure du CO2, des composés organiques volatils, de la température, de l’humidité, de la pression atmosphérique, de l’intensité lumineuse et des mouvements
  • Transmission et évaluation continues des données
  • Application Web avec tableau de bord à utilisation intuitive

Decentlab AG

  • Année de fondation: 2008
  • Taille de l’entreprise: 4 collaborateurs
  • Structure: Société anonyme
  • Produits: Des capteurs destinés à une utilisation en extérieur et en intérieur, notamment pour mesurer la qualité de l’air, le niveau d’eau, la température, le CO2 et d’autres valeurs
  • www.decentlab.com

Des écosystèmes IoT avec Swisscom Indoor Connectivity

La mise en réseau d’appareils à l’intérieur des bâtiments n’est pas une tâche facile: des murs épais, des matériaux qui font écran tels que le béton et l’acier ou des zones d’utilisation situées en profondeur compliquent la transmission des signaux radio. Les systèmes fermés peuvent être utiles, mais il est difficile d’intégrer les appareils d’autres prestataires IoT au réseau. En outre, l’alimentation externe des capteurs n’est pas garantie partout; des appareils caractérisés par une autonomie de batterie aussi généreuse que possible sont alors indispensables.

 

Les nouvelles techniques d’accès IoT comme le Low Power Network (LPN) de Swisscom basé sur la norme LoRaWAN ou encore la norme de communication mobile élargie NarrowBand-IoT, qui répond aux exigences spécifiques de l’IoT telles qu’une indépendance élevée vis-à-vis du réseau, la haute disponibilité et la sécurité, sont idéales pour la transmission de données à l’intérieur des bâtiments. Grâce à une bande passante étroite et à une grande portée, les données sont transmises de manière fiable et économe en énergie, quel que soit l’emplacement des capteurs. Avec LPN et NarrowBand-IoT, Swisscom réalise l’expansion nationale de l’IoT et établit une norme pour d’innombrables nouveaux écosystèmes IoT et applications numériques.

 

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