Les détecteurs à infrarouge

    

Ce sont les détecteurs les plus courants en gestion de commande.

Principe de fonctionnement

Ils détectent le mouvement du corps humain par la mesure du rayonnement infrarouge (= chaleur) émis par le corps humain.

Ils sont dits "passifs" car ils n'émettent aucune radiation, contrairement aux détecteurs à infrarouge actif de type "barrière". ils mesurent le rayonnement infrarouge émis par les surfaces chaudes.

Ils fournissent une indication de changement d'occupation d'un lieu : absence ou présence. Ils ne permettent pas de connaître le taux d'occupation d'un local ou le nombre d'occupants.

Plus précisément, les détecteurs de mouvement à infrarouge comportent un certain nombre de facettes sensibles. Leur rayon d'action est ainsi découpé en une série de segments. C’est le passage d’un corps (et donc de chaleur) du rayon de vision d’une facette vers celui d’une autre facette qui permet de détecter le mouvement.

La sensibilité d'un détecteur dépend donc du nombre de segments sensibles. Par exemple, un détecteur dont le rayon de détection est découpé en peu de segments risque de ne pas détecter une personne se dirigeant vers lui.

Dans le jargon des professionnels, un détecteur de mouvements se différencie d'un détecteur de présence par sa grande sensibilité.

Pour certains modèles perfectionnés, cette sensibilité est réglable. Le réglage sera différent selon le type de local : dans un bureau où les mouvements sont parfois minimes (travail sur ordinateur, par exemple) on le réglera sur une forte sensibilité, tandis que dans un local sujet à des courants d'air, on le réglera sur une sensibilité plus faible.

Caractéristiques générales

Un détecteur placé sur une paroi verticale est caractérisé par :

• un angle de détection horizontal,
• une portée latérale,
• une portée frontale.

Un détecteur placé au plafond est caractérisé par :

• un rayon d'action de 360°,
• un diamètre de détection maximal (ou couverture maximale (en m²)) pour une hauteur maximale.

Lorsqu'on diminue la hauteur d'installation, la zone de couverture diminue, mais la sensibilité augmente.
Par contre, au-delà de la hauteur maximale, la sensibilité n'est plus suffisante.

Attention : le détecteur ne traverse aucune cloison, pas même en verre !

Si plusieurs détecteurs sont placés dans un même lieu, il est intéressant de prendre un modèle de détecteur avec un mécanisme "maître" (ou "master") et un ou plusieurs avec mécanisme "esclave" (ou "slave"). Un détecteur avec mécanisme "maître" est plus cher, mais les mécanismes "esclave" sont beaucoup moins chers, ce qui rend l'ensemble intéressant économiquement.

Y a-t-il des différences entre détecteurs pour la gestion de l'éclairage et détecteurs pour la gestion de la ventilation ?

Les sondes utilisées dans un but de gestion de l'éclairage ne possèdent pas de temporisation à l'enclenchement. Le détecteur possède une temporisation après le dernier mouvement Pour certains modèles, cette temporisation est réglable  (de 5 secondes à 5 minutes par exemple). La temporisation peut aller jusqu'à 30' pour les modèles perfectionnés.

De plus, elles intègrent souvent un détecteur de luminosité : en général, le détecteur comporte un interrupteur crépusculaire dont le seuil de luminosité peut être réglé (de 5 à 1 000 lux par exemple).

En éclairage, il existe deux types de mécanismes :

• Un mécanisme avec triac qui ne permet de commander que des lampes à incandescence ou halogène 230 V.
• Un mécanisme avec relais qui permet de commander également des lampes fluorescentes.

Si les sondes destinées à la régulation de la ventilation sont d'un principe identique, elles intègrent par contre des temporisations à l'enclenchement et au déclenchement nécessaires pour éviter des sollicitations trop fréquentes du système de ventilation.

Ces temporisations sont généralement réglables de quelques minutes à une dizaine de minutes.

A noter qu'il existe des bouches de soufflage qui intègrent une sonde de présence directement :

Types de détecteurs

On distingue deux familles d'équipement :

Les détecteurs à pouvoir de coupure (peut couper l'alimentation de la lampe).

Les détecteurs montés à  la place des interrupteurs

Ceux-ci se placent dans les circulations, sanitaires, petits bureaux etc. On profite du câblage existant laissé par l'interrupteur classique pour commander les luminaires. Il est un fait certain qu'en conception, pour autant que les utilisateurs acceptent de ne plus pouvoir intervenir dans la commande des luminaires, on placera directement le détecteur à proximité des luminaires pour réduire le câblage et permettre aussi une amélioration de la modularité de la commande (changement facile de l'emplacement du détecteur).

L'ensemble de l'interrupteur automatique est composé de 3 parties : un mécanisme, un capteur et une plaque de recouvrement

Mécanisme.	Capteur.	Plaque de recouvrement.

Certains modèles possèdent, en plus de la détection automatique, un bouton de commande manuelle. La commande peut alors se faire automatiquement ou manuellement. La commande manuelle peut être verrouillée.

On trouve deux types de capteurs 

• Un capteur qui permet une détection horizontale seulement.
  C'est ce capteur qui est généralement placé dans les locaux intérieurs.
• Un capteur qui permet une détection horizontale et verticale (surveillance en zone basse).
  Celui-ci s'utilise pour détecter une présence dans des escaliers par exemple.

Les détecteurs placés au plafond

Dans les entrepôts de grand volume ou les bureaux aménagés de cloisons montant à mi-hauteur, le champ de vision d'un détecteur à infrarouge de 90° risque d'être masqué. Il est dès lors recommandé d'utiliser des détecteurs panoramiques dont l'angle d'ouverture est de 360°.

Ils seront également utilisés dans les grands locaux tels que salles de sports de manière à pouvoir couvrir l'ensemble de l'espace.

Les détecteurs intégrés dans le luminaire

ce type de détecteur commande directement et individuellement le luminaire sur lequel il est monté. Dans la nouvelle norme EN 12464-1 l'éclairage individuel prend toute son importance par le fait que la zone de travail est précise et peut être mobile. De ce fait, le détecteur "embarqué" permet d'améliorer la gestion de présence individuellement.

Les détecteurs gradables (agit sur la commande 1-10V du ballast dimmable)

Les détecteurs gradables

On rencontre deux types de détecteurs gradables :

• analogique : connecté au ballast électronique dimmable, ce type de détecteur agit comme le potentionmètre (ou dimmer) sur le ballast en faisant varier la tension de commande de 1 à 10 Volt,
• digital : connecté à un ballast type DALI ou sur un réseau type DALI, ce genre de détecteur peut agir sur un ou des groupes de luminaires.

Les multidétecteurs

A l'heure actuelle, de part la percée effectuée par les réseaux d'éclairage (ON, DALI, ...), les détecteurs combinent plusieurs fonctions afin de commander, de réguler, de gérer un ou des groupes de luminaires :

• la détection de présence,
• la régulation en fonction du niveau d'éclairage naturel,
• la réception IR d'un signal de commande à distance (télécommande).

Emplacement

L'espace couvert par un détecteur détermine l'emplacement des détecteurs.
Les détecteurs doivent être placés de manière à couvrir tout l'espace à détecter.

Exemple.
On souhaite placer des détecteurs de présence pour commander l'éclairage du hall ci-dessous.

Caractéristiques du détecteur :

Interrupteur automatique

• Angle de détection : 180°
• Portée latérale : 2 x 6 m
• Portée frontale : 12 m

Trois détecteurs seront placés. Ils couvriront l'ensemble du hall.

Le choix de l'emplacement du détecteur a une grande importance sur son bon fonctionnement. Il ne faut pas que le détecteur soit influencé par une source de lumière permanente (dans ce cas, croyant l'éclairage suffisant, il ne commandera pas l'allumage) ou encore par un mouvement en-dehors de la zone commandée (ouverture de porte, ...).

On peut souhaiter réaliser un zonage dans un même local. Dans certains cas, ce zonage peut être réalisé uniquement en choisissant bien l'emplacement des détecteurs; dans d'autres cas il faudra placer des "jalousies" sur le détecteur, de manière à ce qu'il ne voit que d'un seul côté.

Schémas de raccordement (en gestion de l'éclairage)

Situation 1 : il n'y a qu'un seul détecteur

Selon le type de mécanisme, le raccordement du détecteur se fait avec 2 ou 3 conducteurs 

• Un mécanisme avec triac (pour lampes à incandescence ou halogènes 230 V) doit être raccordé à la phase, un conducteur sort vers les lampes (= raccordement 2 fils).
• Un mécanisme avec relais (pour lampes incandescentes, halogènes et fluorescentes) doit être raccordé à la phase et au neutre (ou 2° phase), un conducteur sort vers les lampes (= raccordement 3 fils).

Montage à 2 fils.

Montage à 3 fils.

Application en rénovation lorsqu'on utilise des interrupteurs automatiques :

Lorsqu'on utilise un mécanisme à relais (montage à 3 conducteurs obligatoire pour tubes fluorescents par exemple), et lorsqu'on utilise des interrupteurs automatiques) il faudra vérifier qu'une phase et un neutre (ou 2 phases) arrivent bien à l'interrupteur existant.
En effet, dans certains types de câblage ("câblage par le haut"), un seul fil arrive à l'interrupteur.

Dans ce cas, il faudra tirer un nouveau conducteur entre les lampes et le(s) détecteur(s), ce qui augmente les coûts, surtout lorsque les câbles sont encastrés.

Situation 2 : il y a plusieurs détecteurs

S'il y a plusieurs points de détection dans un même lieu, on monte les détecteurs en parallèle, ou encore on monte un détecteur avec mécanisme "maître" et un (ou plusieurs) détecteur(s) avec mécanisme "esclave" :

Détecteurs en parallèle

Montage à 2 fils.

Montage à 3 fils.

En plus de la phase (et éventuellement du neutre ou d'une deuxième phase) qui arrive au détecteur, on doit disposer d'un conducteur entre les détecteurs.

Application en rénovation lorsqu'on utilise des interrupteurs automatiques :

Si l'installation existante comporte des interrupteurs à deux directions, utilisés lorsque deux interrupteurs commandent les mêmes lampes, on dispose déjà de ce câble dans l'installation existante (câble à 3 conducteurs). Si l'installation comporte des interrupteurs-inverseurs, utilisés en plus des interrupteurs à deux directions lorsque plus de deux interrupteurs commandent les mêmes lampes, on dispose également de ce câble.
Par contre, si dans l'ancienne installation, les luminaires sont commandés par un seul interrupteur il faudra tirer ce conducteur entre les détecteurs ; ce qui engendre un surcoût. 

Coût

Le coût du détecteur sera d'autant plus élevé que la portée, que le nombre de segments, que l'angle d'ouverture, ... sont élevés.

Un détecteur-interrupteur automatique simple pour commander des lampes à incandescence ou halogènes 230 V revient aux alentours de 75 € (HTVA).
S'il doit pouvoir commander des lampes fluorescentes également, son prix est de +/- 125 €.

Ces prix peuvent monter respectivement jusqu'à 125 et 150 € pour une gamme "confort" (possibilité d'une commande manuelle, d'une fourchette de réglage pour la temporisation, d'utiliser des mécanismes "slave" lorsqu'on a plusieurs points de détection dans un même lieu ou d'avoir un capteur mulla-lentille).

Enfin, le modèle à placer au plafond, avec deux sorties (l'une pour l'éclairage, l'autre pour l'HVAC) atteint les 225 €.