Comment les appareils LoRaWAN® font progresser les solutions de gestion technique du bâtiment dans les bâtiments existants

Les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) constituent le principal mécanisme de contrôle des opérations des installations depuis plus de 30 ans. Initialement conçus pour la gestion du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC), ils ont progressivement évolué pour surveiller d'autres paramètres critiques du bâtiment. Cependant, malgré l'élargissement de leur champ d'action, ces systèmes n'ont pas toujours su s'adapter aux nouvelles exigences des bâtiments modernes.

Aujourd'hui, les gestionnaires d'installations subissent une pression croissante pour se conformer aux réglementations en matière d'efficacité énergétique, réduire les coûts d'exploitation, optimiser l'utilisation de l'espace et créer des environnements intérieurs plus sains et plus confortables. Pour atteindre ces objectifs, il faut bien plus que quelques capteurs de base : il est indispensable de disposer de données en temps réel provenant de chaque recoin du bâtiment.

Et c'est là qu'intervient LoRaWAN® .

Contrairement aux solutions traditionnelles, les capteurs IoT compatibles LoRaWAN® offrent une méthode plus simple et plus économique pour la surveillance à grande échelle des bâtiments. Leur longue portée et leur faible consommation d'énergie les rendent idéaux pour la rénovation d'espaces existants, sans les coûts élevés et les perturbations liés à l'ajout de nouveaux câblages.

Comparons : Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi et BLE ont une portée de propagation radiofréquence d’environ 80 à 100 dB, ce qui correspond généralement à une portée de 20 à 30 mètres ou à une couverture d’un ou deux étages d’un bâtiment. Ces technologies ont été conçues pour un débit de données élevé sur de courtes distances ou pour des réseaux maillés, ce qui peut s’avérer peu fiable dans les environnements bruyants et complexe à mettre en œuvre.

LoRaWAN® , quant à lui, prend en charge un bilan de liaison allant jusqu'à 150 dB, assurant une couverture sur quatre à six étages en béton dans la plupart des bâtiments. Sa topologie en étoile est optimisée pour la transmission de petits paquets de données sur de longues distances grâce aux fréquences inférieures au GHz (860 MHz et 900 MHz), bien moins sujettes aux interférences que les bandes 2.4 GHz et 5 GHz, saturées, utilisées par d'autres technologies.

Concrètement ? Cela signifie qu’une seule passerelle LoRaWAN® peut prendre en charge des milliers de capteurs alimentés par batterie répartis dans l’ensemble d’une installation, dont beaucoup peuvent fonctionner pendant 5 à 10 ans avec une seule pile AA ou une pile bouton.

Et ça ne s'arrête pas là.

Ce qui rend LoRaWAN® particulièrement attractif, c'est sa compatibilité native avec les infrastructures de gestion technique du bâtiment (GTB) existantes. Les gestionnaires d'installations n'ont pas besoin de refondre leurs systèmes : les capteurs LoRaWAN® s'intègrent aussi facilement que les appareils câblés. Pour les intégrateurs et les opérateurs, la transition se fait en douceur, à un coût bien moindre.

On parle d'un coût 10 à 100 fois inférieur à celui de l'ajout de capteurs filaires. Et pourtant, grâce à LoRaWAN®, vous pouvez surveiller et contrôler votre bâtiment en temps réel via la même interface de gestion technique du bâtiment (GTB) que vous connaissez déjà.

Grâce à cette approche, les exploitants d'immeubles peuvent :

1. Réduire votre consommation d'énergie grâce à un contrôle plus intelligent et fondé sur les données
2. Réduction des coûts d'exploitation et de maintenance en minimisant les inspections manuelles
3. Maximiser l'utilisation de l'espace en comprenant comment les zones sont réellement utilisées
4. Améliorer le confort et le bien-être pour les occupants bénéficiant d'une meilleure surveillance environnementale
5. Respecter la réglementation gouvernementale lié aux initiatives de neutralité carbone et d'efficacité énergétique

Le tout sans perturber l'écosystème de gestion des installations existant.

C’est toute la puissance de LoRaWAN®. Et c’est pourquoi tant de gestionnaires d’installations améliorent désormais leur système de gestion technique du bâtiment (GTB) existant en y ajoutant des appareils LoRaWAN®, réduisant ainsi le câblage, la main-d’œuvre et le temps.

Qu’il s’agisse d’un immeuble commercial de 5 étages ou d’un gratte-ciel de 50 étages, nous avons aidé nos clients à déployer LoRaWAN® en une seule journée, ou en une à deux semaines pour les installations plus importantes, avec une petite équipe sur place.

Comment en sommes-nous arrivés là ? Et pourquoi LoRaWAN® s’impose-t-il comme la solution de référence pour moderniser les systèmes de bâtiments ? Examinons l’évolution des systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB), les limites des infrastructures traditionnelles et les avantages indéniables qu’offre LoRaWAN®.

Bref historique de BMS

Bien que les bâtiments intelligents puissent sembler être une innovation récente, les racines des systèmes de gestion des bâtiments (BMS) remontent à près de deux siècles.

L'aventure a commencé au début des années 1800 , avec l'introduction d'outils d'automatisation rudimentaires tels que les thermostats mécaniques pour contrôler l'éclairage et la température dans les bâtiments. Ces premières inventions ont jeté les bases de systèmes d'automatisation plus complexes qui ont suivi.

Une étape majeure a été franchie en 1883 , lorsque Warren Johnson a mis au point le premier thermostat électrique. Ce dispositif simple mais puissant est devenu la base de ce qui allait devenir les systèmes d'automatisation des bâtiments (BAS) et les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) d'aujourd'hui.

Dans les années 1920 , le premier système de gestion technique du bâtiment (GTB) rudimentaire est installé dans un immeuble de bureaux new-yorkais. Il utilise des régulateurs électriques analogiques pour gérer la température et l'humidité, offrant ainsi un aperçu précoce du contrôle environnemental centralisé dans les espaces commerciaux.

Dans les années 1950 , avec l'essor de l'électronique numérique, des réseaux et des automates programmables (PLC), la technologie des systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) a commencé à se développer. Les bâtiments pouvaient désormais gérer un plus large éventail de systèmes grâce à une infrastructure de plus en plus sophistiquée.

Mais c’est l’introduction des commandes à microprocesseur dans les années 1970 qui a véritablement transformé les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) en ce que nous connaissons aujourd’hui : un système de contrôle flexible et programmable capable de centraliser et d’automatiser les fonctions clés du bâtiment.

Puis vint 1996 , et avec elle une révolution : BACnet . Ce protocole de communication ouvert a permis à différents systèmes (CVC, éclairage, sécurité incendie, etc.) de « parler le même langage », élargissant considérablement l’interopérabilité et l’évolutivité des solutions de gestion technique du bâtiment (GTB).

Des thermostats mécaniques à l'intelligence numérique, les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) ont considérablement évolué. Mais comme nous le verrons, malgré des bases solides, les bâtiments modernes exigent bien plus que ce pour quoi les systèmes traditionnels ont été conçus.

Examinons de plus près pourquoi les systèmes BMS ont débuté avec le CVC (chauffage, ventilation et climatisation) et ce que cela implique pour leurs capacités actuelles.

Pourquoi le BMS a commencé avec le CVC

Les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) trouvent leur origine dans l'automatisation du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC) , et ce n'est pas un hasard. Dans les années 1880 , les premiers thermostats ont été mis au point pour gérer la température et l'humidité, bien avant l'apparition du terme « GTB ».

En 1902 , l'invention de la climatisation par Willis Carrier a permis la mise en place d'un système centralisé de régulation climatique dans les grands bâtiments, jetant ainsi les bases de l'automatisation. Les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), composés de conduits, de chaudières et de refroidisseurs, étaient complexes et répartis dans l'ensemble des installations. L' émergence de l'électronique numérique et des automates programmables industriels (API) dans les années 1960 et 70 a fait de l'automatisation des systèmes CVC une première étape naturelle.

Au-delà des impératifs techniques, des facteurs économiques entraient également en jeu. Le chauffage, la ventilation et la climatisation représentent la plus grande part de la consommation énergétique des bâtiments commerciaux. Leur automatisation permettait de réaliser des économies d'énergie immédiates et de se conformer à la réglementation, ce qui en faisait un investissement judicieux.

Ainsi, le développement de BMS a débuté avec le CVC car c'était le domaine le plus important, tant sur le plan technique que financier et opérationnel.

Ensuite, nous verrons comment les systèmes de gestion de bâtiments (BMS) ont évolué pour gérer bien plus que l'air.

Extension du système de gestion technique du bâtiment (GTB) à d'autres fonctions de contrôle du bâtiment

Une fois les systèmes CVC numérisés et centralisés, les plateformes BMS se sont rapidement développées pour intégrer :

• Éclairage: programmation et variation de l'intensité lumineuse en fonction de l'occupation
• Sécurité incendie et sécurité des personnesalarmes, clapets coupe-fumée, intervention d'urgence
• Sécurité & accès: intégration de la vidéosurveillance, des lecteurs de badges et de la prévention des intrusions
• Distribution d'énergie: comptage, délestage et contrôle de l'alimentation électrique
• Systèmes d'ombrage, ascenseurs, réseaux d'eau: pour optimiser le confort et la consommation d'énergie

Cette expansion a permis aux systèmes de gestion de bâtiments d'évoluer vers des plateformes multisystèmes, améliorant ainsi l'efficacité énergétique, le confort des occupants et la sécurité.

Protocoles, logiciels et frameworks de gestion de bâtiments dominants aujourd'hui 

BACnet (ANSI/ASHRAE 135) est le protocole de facto pour l'automatisation des bâtiments depuis 1995. Il prend en charge le chauffage, la ventilation et la climatisation, l'éclairage, le contrôle d'accès, la sécurité incendie, et bien plus encore. Sa part de marché était de 40 % en 2024, Modbus arrivant en deuxième position avec environ 25 %.

LonWorks , KNX et oBIX sont des acteurs de niche permettant l'échange de données entre appareils via BACnet ou REST.

Tridium Niagara Framework / Niagara 4 est un moteur universel permettant l'intégration des appareils à l'entreprise via BACnet, Modbus, LonTalk, oBIX et les API REST. Il est intégré aux produits de Trend, Honeywell WEBs, Distech, Cylon et autres. Reconnu pour son évolutivité, son interopérabilité et sa compatibilité avec l'Internet des objets (IoT), il requiert toutefois une formation spécialisée.

Les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) ont vu le jour au milieu du XXe siècle, principalement pour la régulation du chauffage ^, de la ventilation et de la climatisation (CVC), en raison de leur nature centralisée, coûteuse et à fort impact. Une fois cette plateforme établie, son extension à d'autres systèmes du bâtiment s'est imposée comme une suite logique et rentable, permettant une intégration progressive de l'éclairage, de la sécurité, de la protection incendie, de la gestion de l'énergie, des protections solaires, de la gestion de l'eau et du contrôle d'accès. Aujourd'hui, les GTB s'appuient sur des protocoles ouverts (BACnet, Modbus) et des frameworks tels que Niagara pour intégrer divers systèmes et prendre en charge la gestion moderne des bâtiments connectés à l'Internet des objets (IoT).

Fonctions essentielles du système de gestion technique du bâtiment (GTB) au-delà du CVC

Les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) modernes contrôlent et surveillent divers systèmes interdépendants au-delà du CVC, tels que :

1. Systèmes d'éclairage – Programmation, variation d'intensité, réponse à la présence/à la lumière
2. surveillance de la distribution électrique et de l'énergie – gestion des circuits et des charges
3. Ombrage et glacis – commande automatisée des stores ou du vitrage intelligent
4. Contrôle d'accès et sécurité – systèmes de porte, vidéosurveillance, détecteurs de mouvement
5. La sécurité incendie – alarmes, clapets anti-retour, désenfumage, intégration avec le système CVC
6. Ascenseurs/escaliers mécaniques – surveillance et dérogations d'urgence
7. Gestion d'énergie – consommation en temps réel, réponses à la demande
8. Systèmes de gestion des urgences/des catastrophes – par exemple, intervention en cas de séisme ou d’inondation
9. Systèmes d'eau – pompes, circuits d'eau des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation, détection des fuites
10. Enregistrement des alarmes et des alertes – pannes système, notifications de maintenance

Combien de systèmes de gestion de bâtiments sont déployés et quelle est la taille du marché ?

Bien qu'il soit rare de trouver un décompte précis des systèmes de gestion de bâtiments (BMS) déployés dans le monde, nous pouvons nous faire une idée claire de l'ampleur du phénomène en examinant les données du marché :

• Le Le marché mondial des systèmes de gestion de bâtiments (BMS) était évalué à environ 19.8 milliards de dollars en 2024.et devrait croître à un rythme d'environ TCAC de 3 % entre 2025 et 2034 (la source: Aperçu du marché mondial).
• Une autre prévision table sur une croissance issue de De 20.25 ​​milliards de dollars en 2024 à 82 milliards de dollars en 2034, à 0% CAGR (la source: Recherche de préséance).
• Une autre estimation situe le marché à 14.4 milliards de dollars en 2023, s'étendant à 33.8 milliards de dollars d'ici 2030-une 0% CAGR .

Ces projections mettent en lumière un secteur d'activité massif et en pleine expansion. Étant donné que la plupart des immeubles de grande hauteur commerciaux, institutionnels et industriels construits depuis les années 2000 intègrent une forme ou une autre de système de gestion technique du bâtiment (GTB), on peut facilement parler de centaines de milliers, voire de millions , de systèmes actifs en service dans le monde.

Cette expansion est alimentée par la hausse des prix de l'énergie, des exigences de durabilité plus strictes et la nécessité d'une gestion des bâtiments plus intelligente et basée sur les données. Malgré cette croissance, de nombreuses installations de GTB restent câblées, ce qui représente une opportunité évidente pour les innovations sans fil comme LoRaWAN®.

Ensuite : nous explorerons comment l’architecture BMS traditionnelle est connectée au cœur du système, et pourquoi cela présente à la fois des limitations et des opportunités de modernisation.

Pourquoi les systèmes de gestion de bâtiments sont presque entièrement câblés 

La plupart des systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) des bâtiments commerciaux et industriels sont aujourd'hui câblés pour des raisons techniques, opérationnelles et économiques bien précises . Les technologies sans fil comme le Wi-Fi, le BLE, le Zigbee et le Z-Wave sont rarement utilisées dans les déploiements de GTB, non pas par manque de disponibilité, mais parce qu'elles sont fondamentalement inadaptées aux infrastructures critiques des grands bâtiments complexes.

Pourquoi le Wi-Fi, le BLE, le Zigbee et le Z-Wave sont-ils rarement utilisés ?

Les technologies sans fil comme le Wi-Fi, le Bluetooth Low Energy (BLE), le Zigbee et le Z-Wave sont courantes dans l'électronique grand public et les systèmes domotiques, mais elles sont rarement utilisées dans les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) pour les entreprises. Ce n'est pas faute de disponibilité : ces technologies ne sont tout simplement pas conçues pour répondre aux exigences d'échelle, de fiabilité et de longévité des grands bâtiments commerciaux et industriels. Voici pourquoi.

 

Pourquoi les capteurs sans fil tombent souvent en panne dans les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB)

Examinons un scénario réel.

Imaginez que vous soyez chargé d'équiper un hôpital de 30 étages de capteurs sans fil pour surveiller la température et l'humidité dans chaque chambre de patient, couloir et local technique. Sur le papier, cela pourrait sembler une excellente façon de réduire les coûts de câblage. Mais voici ce qui se passe réellement :

1. Wi-Fi nécessiterait des centaines de points d'accès (PA) répartis sur plusieurs étages et ailes, ainsi qu'une infrastructure informatique étendue pour gérer la connectivité, les mises à jour et la sécurité.
2. BLE et Zigbee Cela pourrait permettre d'économiser de l'énergie par rapport au Wi-Fi, mais ils en auraient tout de même besoin. remplacement de la batterie tous les 1 à 2 ans, sans oublier un réseau dense de répéteurs de maille afin de garantir une communication cohérente entre les étages.
3. Murs en béton, ascenseurs et équipements médicaux créer des interférences de signal massives, ce qui signifie que de nombreux capteurs ne pourront pas se connecter de manière fiable, voire pas du tout.
4. Chaque fois qu'un appareil est déplacé, tombe en panne ou est mis hors tension, Le personnel informatique ou d'entretien doit remettre le nœud en service manuellement.—générant des heures de maintenance imprévue.
5. En fin de compte, le temps, efforts et risque de défaillance du système l'emporte rapidement sur les économies initiales réalisées en évitant les câbles.

Il ne s'agit pas d'une simple hypothèse. C'est une réalité pour de nombreuses équipes d'entretien qui ont expérimenté les capteurs sans fil à courte portée. Sans infrastructure dédiée et sans fiabilité à longue portée, ces systèmes engendrent souvent plus de problèmes qu'ils n'en résolvent.

Ensuite, nous détaillerons précisément comment LoRaWAN® surmonte ces écueils et pourquoi il est plus adapté aux environnements exigeants comme les hôpitaux, les tours de bureaux et les installations industrielles.

Pourquoi LoRaWAN® est idéal pour améliorer les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB)

LoRaWAN surmonte de nombreuses limitations des technologies sans fil :

1. budget de liaison supérieur à 150 dB → pénètre le béton et s'étend sur 4 à 6 GHz. Ceci est dû à une interférence plus faible dans le spectre sub-GHz par rapport au spectre 2.4 et 5 GHz et à la couche physique LoRa résistante aux interférences.
2. Puissance ultra-faible → Batterie de 5 à 10 ans
3. Topologie en étoile → pas de maillage
4. Intégration native BMS → peut agir comme un « capteur câblé » du point de vue du BMS via des passerelles et des convertisseurs (Modbus, BACnet, MQTT).

La plupart des solutions BMS déployées aujourd'hui disposent-elles d'un nombre suffisant de capteurs et d'appareils câblés connectés pour collecter toutes les données nécessaires afin de répondre aux 5 domaines clés mentionnés précédemment pour les gestionnaires d'installations ?

Non — la plupart des solutions BMS déployées aujourd'hui ne disposent pas d'assez de capteurs et d'appareils câblés pour répondre pleinement aux cinq domaines clés des gestionnaires d'installations :

1. Réduire votre consommation d'énergie
2. Réduire les coûts d'exploitation et de maintenance
3. Augmenter l'utilisation des bâtiments
4. Améliorer le bien-être et la qualité de vie
5. Respecter les directives gouvernementales (zéro émission nette, efficacité énergétique)

Et voici pourquoi:

Les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) traditionnels étaient conçus pour le CVC, et non pour la surveillance complète.

• Les systèmes de gestion de bâtiments traditionnels contrôlent principalement CVC, éclairageet peut-être la sécurité incendie et
• Ils manque de granularité—un seul capteur pourrait représenter un étage entier ou
• Les cas d'utilisation modernes exigent niveau de la pièce, niveau du bureau et niveau de la zone des informations (par exemple, CO₂, occupation, humidité), que les anciens capteurs filaires ne fournissent pas.

Le déploiement de capteurs filaires est limité par son coût et sa complexité.

• Le passage de câbles est coûteux et perturbateur, surtout dans bâtiments occupés ou rénovés.
• Par conséquent, les intégrateurs de systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) Ne câblez que ce qui est jugé « essentiel ». (Claviers de climatisation, points de mesure de température, compteurs d'énergie).
• Les systèmes ont souvent capteurs minimaux ou inexistants pour:
  1. Occupation et utilisation des bureaux
  2. qualité de l'air intérieur (CO₂, COV, 5)
  3. Maintenance prédictive (vibrations, température du moteur)
  4. Détection de la consommation d'eau et des fuites
  5. Niveaux de bruit et confort humain

Les lacunes en matière de données entraînent des angles morts 

Sans une couverture dense de capteurs, les gestionnaires d'installations ne peuvent pas :

1. Identifier les zones sous-utilisées en vue de réduire la consommation d'énergie
2. Optimisez le nettoyage, l'éclairage ou la ventilation en fonction de l'occupation réelle.
3. Détectez rapidement les fuites ou les dysfonctionnements des équipements.
4. Valider les allégations relatives à la qualité de l'air (de plus en plus réglementées après la COVID-19)
5. Se conformer aux nouvelles exigences en matière d'ESG et de décarbonation

La plupart des systèmes sont fermés ou difficiles à mettre à niveau.

1. De nombreuses installations de gestion technique du bâtiment (GTB) sont propriétaire ou semi-fermé (par exemple, les anciens systèmes Johnson Controls, Siemens ou Honeywell).
2. L'ajout de nouveaux appareils nécessite souvent entrepreneurs agréés, mises à jour logicielles et compatibilité
3. Cela limite leur flexibilité et leur capacité d'adaptation pour la capture de nouvelles données.

Les systèmes de gestion de bâtiments les plus couramment déployés aujourd'hui

Ce qui est nécessaire pour atteindre pleinement les 5 objectifs

Pourquoi LoRaWAN est essentiel pour combler ces lacunes

La plupart des systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) déployés aujourd'hui ont été conçus autour d'une infrastructure câblée, ce qui constitue une limitation majeure. Bien qu'ils gèrent les fonctions de base de chauffage, ventilation, climatisation et éclairage, ces systèmes ne disposent souvent pas des données fines et précises nécessaires pour réduire les coûts, améliorer le confort et répondre aux exigences réglementaires et environnementales, sociales et de gouvernance (ESG) actuelles.

C’est là qu’interviennent les capteurs LoRaWAN® . Ils ne sont pas là pour remplacer le système de gestion technique du bâtiment (GTB), mais pour le compléter.

Couverture actuelle des capteurs BMS et potentiel des capteurs et dispositifs LoRaWAN

Plage RF typique en dB pour Wi-Fi, BLE, Zigbee, Z-Wave et LoRaWAN

Voici une comparaison de la plage typique du bilan de liaison RF (en dB) pour Wi-Fi, BLE, Zigbee, Z-Wave et LoRaWAN , qui est la mesure clé déterminant la distance et la fiabilité avec lesquelles un signal peut se propager tout en étant reçu :

Tableau comparatif du bilan de liaison RF (dB)

Que signifie « budget de liaison » ? 

Bilan de liaison = Puissance d'émission + Sensibilité du récepteur – Atténuation de propagation 

• Un budget de liaison plus élevé signifie une portée plus longue, et donc de meilleurs résultats.
• Chaque gain de 6 dB double approximativement la portée en mode libre. Par exemple :
• BLE (~95 dB) pourrait atteindre un
• LoRaWAN (~160 dB) peut couvrir un campus entier ou plusieurs bâtiments à partir d'un seul

Voici les bilans de liaison RF typiques (en dB), une mesure clé de la portée et de la pénétration sans fil, couramment citée pour les technologies IoT grand public et industrielles :

Comparaison du bilan de liaison RF

Explication

• Budget du lien = Puissance d'émission + Gains d'antenne – Sensibilité de réceptionCela indique le niveau d'affaiblissement du signal.
• En gros, chaque supplément 6 dB dans le budget de liaison gamme de doubles En libre
• Wi-Fi, BLE, Zigbee fonctionner dans 4 GHz, offrant une couverture intérieure limitée (10–50 m).
• Z-Wave et LoRaWANgrâce à un protocole sub‑1 GHz, atteindre une pénétration et une portée accrues grâce à l'offre LoRaWAN 4 à 6 étages en béton portée et kilomètres en extérieur grâce à son budget de liaison beaucoup plus élevé.

Résumé

• Wi-Fi: ~110 dB → 20–50 m en intérieur
• BLE : ~95–100 dB → 10–30 m
• Zigbee : ~95–100 dB → 10–20 m
• Z-Wave : Niveau sonore standard ~100–110 dB (30–100 m en intérieur)
• LoRaWAN : 150–157 dB → des centaines de mètres à l'intérieur, plusieurs kilomètres à l'extérieur

Rappelez-vous comment les dB sont calculés et les rapports de base entre les dB et les valeurs linéaires :

• Pour obtenir une valeur de puissance en dB à partir de la valeur linéaire, prenez le logarithme de la valeur linéaire et multipliez-le par 10, soit 10 × log(100) = 10 × 2 = 20 dB. Il est utile de se souvenir de ces valeurs de base :
• 10 dB est 10 ; 20 dB est 100 ; 30 dB est 1000, … ; 60 dB est 1 000 000, … ; 90 dB est 1 000 000 000 ; le nombre de zéros dans un nombre linéaire définit le nombre logarithmique et le premier chiffre de la valeur en dB.

Il est important de préciser que LoRaWAN dispose d'un bilan de liaison radiofréquence (RF) supérieur de 50 à 60 dB, soit 100 000 à 1 000 000 de plus ! Cela explique pourquoi LoRaWAN est capable de recevoir des signaux sur 4 à 6 étages, alors que d'autres technologies rencontrent des difficultés sur un même étage.

Voici une estimation pratique du nombre de planchers en béton que chaque technologie sans fil peut généralement traverser dans un bâtiment, en fonction de son bilan de liaison RF , de sa fréquence de fonctionnement et de l'atténuation du signal par plancher (généralement de 10 à 20 dB par plancher en béton en fonction de l'épaisseur, des armatures et de l'humidité) :

Technologie sans fil vs. traversée de plancher 

Consommation électrique de l'appareil

Examinons maintenant la consommation électrique typique (en mA) des capteurs et dispositifs Wi-Fi, BLE, Zigbee, Z-Wave et LoRaWAN. Voici un aperçu de la consommation de courant typique (en mA ou µA) des capteurs et dispositifs Wi-Fi, BLE, Zigbee, Z-Wave et LoRaWAN , d'après des sources représentatives issues d'Internet et de la recherche universitaire :

Profils de puissance des technologies sans fil

Points saillants et interprétation

• Wifi Les appareils maintiennent les radios actives, consommant des dizaines à des centaines de mAce qui les rend inadaptés aux systèmes de gestion de batterie (BMS) alimentés par batterie.
• BLE offre des courants de veille ultra-faibles (~5 µA) avec des pics de transmission modérés (~5 mA) sur de courtes périodes
• Zigbee et Z-Wave sont optimisés pour une faible consommation d'énergie, avec des courants de veille de l'ordre du µA et des courants TX d'environ 40 mA (Zigbee) ou d'environ 23 mA (Z‑Wave).
• LoRaWAN excelle en matière d'autonomie sur longue durée : veille profonde avec une consommation de quelques µA seulement, et transmission de 20 mA (faible puissance) à 130 mA (TX max).

Résultat : BLE, Zigbee, Z‑Wave et surtout LoRaWAN permettent une autonomie de batterie de plusieurs années, contrairement au Wi-Fi.

Exemple de comparaison 

• Capteur BLE: Se réveille toutes les 2 s, envoie une rafale de 3 ms à 5 mA → ~075 mAh/jour.
• Capteur LoRaWANVeille profonde à 60 µA, rafales de transmission à environ 30 mA → ~25 mAh/jour (~600 mAh par an).
• appareil Wi-FiMême en veille, consomme ~50 mA → ~1200 mAh/jour (non durable pour la batterie).

Résumé

• WifiRadio toujours allumée ; haute puissance, ne convient pas à une utilisation prolongée sur batterie
• BLEExcellente autonomie ; consommation en veille de l’ordre du µA, ~5 mA
• Zigbee/Z-WaveSommeil en µA ; TX autour 23–40 mA.
• LoRaWANSommeil profond ultra-efficace (µA), TX jusqu'à 130 mA, soutenant 5 à 10 an batterie

Durée de transmission des paquets pour les technologies IoT

Voici une analyse des durées de transmission typiques des paquets pour Wi-Fi, BLE, Zigbee, Z-Wave et LoRaWAN, un facteur clé influençant la consommation d'énergie, la latence et la bande passante :

Temps de transmission par paquet selon la technologie

 Impact du facteur d'étalement (SF) LoRaWAN

Résumé du temps de transmission par paquet

Vision 

• BLE et Zigbee excelle dans les rafales rapides et économes en énergie pour les courtes portées
• LoRaWAN Il privilégie la portée à la vitesse et une faible durée d'émission. Une longue durée d'émission est acceptable puisqu'il transmet seulement quelques fois par heure dans la plupart des cas d'utilisation de l'IoT.
• Wi-Fi est optimisé pour la vitesse et les données, mais possède consommation d'énergie de base élevée et n'est pas idéal pour l'IoT alimenté par batterie

Examinons maintenant cinq technologies en fonction du débit d'émission et de réception, de la taille des paquets et de la fréquence d'émission, et indiquons l'autonomie d'une pile au lithium AA 3 V standard pour un capteur de température, et ce pour chacune de ces cinq technologies.

Voici une analyse affinée basée sur les données Internet concernant les courants d'émission (TX) et de réception (RX), la taille des paquets, la fréquence de transmission et l'autonomie estimée de la batterie (avec une pile au lithium AA 3V de ~2600 mAh) pour un capteur de température typique :

Voici le tableau mis à jour des profils de puissance et d'utilisation , en supposant que chaque technologie transmet une lecture de température une fois toutes les 5 minutes (12 transmissions par heure, 288 par jour) et reste en veille le reste du temps.

Nous tiendrons également compte du temps de transmission typique, de la consommation de courant et de la consommation en veille pour estimer l'autonomie de la batterie en utilisant une pile au lithium AA de 3 V et 2 600 mAh :

Profils de consommation et d'utilisation (intervalle de paquets de 5 minutes)

Remarques :

• Wifi consomme de l'énergie même au repos et la reconnexion à un réseau toutes les 5 minutes consomme une quantité d'énergie importante → ne convient pas aux capteurs alimentés par batterie.
• BLE est extrêmement efficace grâce à des rafales de transmission ultracourtes et au sommeil profond
• Zigbee et Z-Wave fonctionnent bien mais ont des temps d'allumage plus longs et un courant légèrement supérieur à la moyenne
• LoRaWAN a la durée de transmission la plus longue, mais en raison de transmission peu fréquente et grâce à sa consommation en veille ultra-faible, elle offre une autonomie de batterie parmi les meilleures du secteur.

Résumé 

Ajoutez maintenant au tableau des ventes les colonnes indiquant la portée RF en dB et le nombre d'étages couverts par chaque technologie. Voici le tableau comparatif complet avec bilan de liaison RF regroupant tous les paramètres critiques :

• Profils de consommation et d'utilisation (pour des intervalles de paquets de 5 minutes)
• Vie de la batterie (Pile au lithium AA 3V 2600 mAh)
• Bilan de liaison RF (en dB)
• Pénétration typique du plancher dans un bâtiment en béton

Tableau comparatif des technologies sans fil unifiées

Points clés à retenir 

• LoRaWAN Elle se distingue par son autonomie, sa portée RF et sa capacité de pénétration au sol, ce qui la rend idéale pour les entreprises et les installations de grande envergure.
• BLE Il est extrêmement économe en énergie, mais son utilisation est limitée à une seule pièce.
• Zigbee/Z-Wave constituent des solutions intermédiaires solides pour les maisons intelligentes et les petits commerces
• Wi-Fi Cette solution n'est pas viable pour les capteurs alimentés par batterie en raison de la consommation d'énergie constante et de la faible couverture sur plusieurs étages.

Conclusion : Compléter le puzzle du système de gestion de bâtiments avec LoRaWAN®

À mesure que les bâtiments deviennent plus intelligents et que le développement durable devient une nécessité, et non plus un simple atout, les limites des infrastructures de gestion technique du bâtiment (GTB) câblées traditionnelles deviennent de plus en plus difficiles à ignorer. Si les systèmes GTB ont rendu de précieux services aux gestionnaires d'installations pendant des décennies, ils n'ont jamais été conçus pour le niveau de granularité des données, de flexibilité et d'évolutivité requis aujourd'hui.

LoRaWAN® change la donne.

Grâce à sa communication sans fil longue portée et basse consommation, LoRaWAN® permet le déploiement rapide de milliers de capteurs, sans les coûts élevés et les perturbations liés au câblage. Ce système traverse les sols en béton, fonctionne pendant des années avec une seule batterie et s'intègre nativement aux systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) existants via des protocoles standard tels que BACnet et Modbus.

De l'efficacité énergétique à la maintenance prédictive, en passant par la surveillance de la qualité de l'air intérieur et la conformité réglementaire, LoRaWAN® comble les lacunes critiques en matière de données que les systèmes câblés ne peuvent assurer seuls. Il permet aux gestionnaires d'installations d'adopter une approche proactive et globale de l'exploitation des bâtiments, qu'il s'agisse de la rénovation d'un bâtiment, d'une tour de 50 étages ou d'un parc immobilier national.

Résultat ? Des installations plus rapides, des coûts réduits, une meilleure visibilité et des bâtiments enfin aussi intelligents et réactifs que les personnes qui y travaillent.

Il ne s'agit pas de remplacer votre système de gestion de batterie (BMS), mais d'exploiter pleinement son potentiel.