Introduction

Qui n’a jamais entendu parler de ces machines toutes plus futuristes les unes que les autres, sensées révolutionner notre quotidien. A la limite de la science fiction il y a encore quelques années, la domotique est passée de l’état de fantasme à celui de réalité dès le début des années 1970.

Néanmoins, plus de 35 ans après ses débuts, force est de constater que la domotique a du mal à s’imposer dans nos foyers. Bien que nous nous soyons équipés en matériel high-tech, rares sont ceux qui ont installé à leur domicile un système de contrôle et de commande des principales fonctions de confort et de sécurité de leur maison alors que la technologie et les applications existent.

Nous proposons dans ce document de faire un état des lieux de la domotique, en regardant tout d’abord ses différentes applications. Nous nous pencherons ensuite sur les différentes technologies de la domotique pour comprendre notamment comment elles ont été et restent encore un frein au déploiement de la domotique à grande échelle. Nous finirons notre études par un regard sur deux principales innovations susceptibles de relancer l’intérêt des français pour la domotique.

 

La domotique et ses applications.

L’erreur de la définition.

On trouve dans la littérature différentes définitions s’approchant de celle donnée précédemment.

Ainsi Le monde dans son édition du 2 Février 2000 définit la domotique comme « l’ensemble des techniques, en particulier l’informatique, qui tendent à automatiser, dans la maison, la sécurité, la gestion de l’énergie, les communications. Mis en réseau et réunis autour d’une même interface, les différents systèmes peuvent interagir et être commandés à distance. En domotique, l’utilisation initiale de certains courants des circuits électriques est peu à peu délaissée au profit des réseaux informatiques et de télécommunication. On parle également d’« immotique » pour un immeuble ».

Pour Jérôme Rousseaux(1) il s’agit de « l’ensemble de services de l’habitat assurés par des systèmes réalisant plusieurs fonctions, pouvant être connectés entre eux et à des réseaux internes et externes de communication»

La domotique est donc un ensemble assez vaste d’applications et de services liés de prêt à l’habitat où les technologies sont sensées faire interagir tout ce qui peut l’être. Comme nous le verrons par la suite, différentes technologies sont effectivement au coeur des travaux des différentes entreprises du secteur, mais les définitions précédentes oublient de donner la finalité de toute cette communication.

A quoi bon faire faire communiquer les éléments de notre habitation? C’est sans doute une des premières raison de la pénétration plus que mitigée de la domotique dans nos foyers. Les définitions que nous avons données, tout comme beaucoup d’industriels oublient que l’objet de la domotique n’est pas la technologie mais l’utilisateur.

Si nous devions reformuler une définition de la domotique, on pourrait le faire comme suit : « On appelle domotique l’ensemble de techniques et d’applications qui permettent de superviser, de programmer et d’automatiser des outils de confort, de gestion d’énergie et de communication au sein d’un domicile, dans le but de permettre à leurs utilisateurs de gagner en confort, en communication, en sécurité ainsi qu’en optimisation de leur consommation de ressources (électricité, eau…) ».

Vers plus de confort.

Se sentir bien chez soi ; c’est un des principaux objectifs des personnes lorsqu’elles s’installent dans une habitation. Une première application de la domotique est donc d’aller vers plus de confort à son domicile, qu’il s’agisse de confort thermique, lumineux, ou sonore.

Commençons par nous intéresser au confort thermique. Que ce soit dans la gestion du chaud ou du froid, notre confort est directement impacté par la température ambiante. De plus, selon le moment de la journée ou selon nos activités, une même température ne sera pas ressentie de la même manière. Ainsi, une salle de bain devra être chauffée un peu plus lors de la prise d’une douche ou d’un bain, alors que le reste de la journée, elle pourra rester à la même température que le reste de la maison. Une chambre pourra également être un peu plus fraiche la nuit pour favoriser le sommeil.

La domotique doit pouvoir favoriser l’adaptation de la température en fonction de la pièce, du moment de la journée et de l’activité. Ceci peut être fait à l’aide de thermostat programmable. On trouvera ainsi la salle de bain chauffée au réveil, le système domotique ayant piloté son chauffage en se basant sur l’heure du réveil.

Le confort lumineux est également essentiel. Lors de la visite d’un appartement, la luminosité de ce dernier est bien souvent un critère très important conditionnant son achat. On recherchera un maximum de luminosité pendant la journée et on cherchera à pouvoir se prémunir d’un trop plein de lumière l’été. De la même façon, la lumière artificielle nécessaire n’est pas la même que l’on soit en train de diner, de lire, ou encore de regarder la télévision.

Que ce soit dans la gestion automatisée des volets, ou encore de la gestion de l’éclairage, le domotique doit pouvoir apporter un réponse à cette demande de confort lumineux. On peut même aller jusqu’à parler de luminothérapie, Des scientifiques anglais ont étudié les effets de la lumière et ont montré l’importance d’un éclairage adapté(2). Etre réveillé via un simulateur d’aube permet par exemple de lutter contre la fatigue(3).

Le niveau sonore est également important pour le confort. L’ambiance sonore que l’on a dans une pièce permet de nous y sentir bien. Apporter de la musique dans les différentes pièces, être capable de la choisir ou de la contrôler facilement sont autant de fonctions que peut apporter un système de domotique. On peut même mentionner des systèmes d’annulation de son visant à émettre un « bruit inverse » d’une source néfaste afin de l’annuler(4)(5).

Vers plus de communication.

Depuis des années nous aspirons à plus de communication et d’information. C’est ainsi que se sont développés la téléphonie mobile ou encore internet. En termes de domotique, on parle parfois de maison communicante. Il faut ici y voir plusieurs aspects.

Une maison communicante c’est une maison où tous les systèmes pilotés parlent ensemble. Il est fréquent, au sein d’une habitation, d’avoir des stores électriques, des volets roulants ou encore une centrale de contrôle du chauffage. Mais actuellement, rares sont celles qui permettent à ces éléments automatisés d’agir en fonction des autres. Le premier besoin de communication est donc entre les systèmes eux même.

On parle aussi de maison communicante lorsque l’on peut accéder aux principales fonctions de la maison sans y être présent. Contrôler qu’on a bien arrêté le gaz, ou encore commander le chauffage juste avant son retour, sont autant de choses que l’on aimerait être capable de faire à tout moment depuis son téléphone mobile par exemple.

Le dernier aspect de la communication consiste à faire rentrer des informations d’un tiers depuis l’extérieur afin d’adapter le comportement au sein de la maison.

La sécurité chez soi

La sécurité est une des applications de la domotique. Que ce soit pour prévenir de certains accidents (détecteur de fumée, détecteur de monoxyde de carbone), ou bien de surveiller son habitation à distance, de nombreuse applications sont actuellement disponibles.

En 1998, on ne dénombrait pas moins de 18000 accidents domestiques (6). L’intégration de solutions domotiques doit pouvoir prévenir ces accidents. Qu’il s’agisse d’alarme pour les piscines, ou encore de systèmes pour signaler une chute ou un problème de santé grave, la technologie doit savoir répondre à ce besoin de sécurité au domicile.

La sécurité, c’est également prévenir toute intrusion à son domicile. Apporter une réponse à cette préoccupation est également primordiale. Il peut s’agir de système de vidéo surveillance, ou d’autres systèmes dissuasifs comme les alarmes à détection de présence, ou encore l’utilisation de capteur permettant de repérer une infraction par une ouverture. On assiste également à la naissance de systèmes appelé « simulation de présence » qui permettent de commander musique, lumière, volets, afin de faire croire en la présence de quelqu’un afin de dissuader un potentiel cambrioleur(7).

Les économies d’énergies.

Un autre aspect des applications domotiques concerne les économies d’énergies. Sujet on ne peut plus d’actualité, la maitrise de sa consommation électrique notamment est au coeur des préoccupations de français(8). Cependant, ils ne sont pas prêts à le faire au détriment de leur confort(9) et c’est exactement pour cela qu’une installation domotique s’avère intéressante dans la maîtrise de l’énergie.

En effet un système d’asservissement du chauffage par exemple peut permette d’optimiser sensiblement l’énergie nécessaire pour obtenir une température confortable au sein d’une habitation.

Pas de chauffage inutile lorsqu’on n’en a pas besoin et maîtrise des cycles de chauffage lors des absences, sont autant d’automatisations que la domotique peut apporter dans le but de diminuer sa consommation en énergie sans pour autant diminuer le confort. De même il existe déjà une série de systèmes permettant de générer au mieux l’éclairage afin de ne pas laisser inutilement des lumières allumées (détection de présence) ou des appareils électriques en veille.

La domotique se doit de placer l’utilisateur au centre de toutes ces préoccupations. C’est sans doute ce qui a été oublié pendant de nombreuses années, conduisant à une offre trop hétérogène et freinant son essor.

Nous avons vu que les besoins existent, mais les technologies n’y répondent pas toujours correctement. Nous nous proposons à présent de faire un tour des solutions technologiques existantes et d’en étudier les principales caractéristiques.

La domotique et ses technologies.

Une constellation de technologies incompatibles.

Qui dit contrôle et pilotage, dit protocole de communication. En effet, pour pouvoir commander un appareil ou en connaître l’état, pour pouvoir le faire interagir avec d’autre appareil, il est indispensable d’avoir un langage de communication, appelé protocole en électronique. Le problème a été (et est toujours dans une moindre mesure) l’uniformisation des protocoles. En effet, plutôt que de s’entendre sur un protocole commun, de nombreuses entreprises ont tenté d’imposer leur protocole et de le verrouiller. Le verrouillage avait pour but de maximiser les profits, mais il a finalement eu l’effet inverse ; devant le peu d’interopérabilité, il n’était plus possible de faire une installation en piochant chez divers fabricants.

La façon de piloter un équipement a distance la plus simple est l’utilisation d’un fil pilote. Le principe est d’apporter au matériel un fil supplémentaire en plus de l’alimentation électrique. Ce fil servira de vecteur au transport des commandes domotiques à réaliser. Cette technique bien que très simple présente le principal inconvénient de devoir tirer des fils dédiés pour le pilotage domotique. Cela représente un frein lorsqu’il s’agit d’installer de la domotique sur un réseau électrique déjà existant.

L’autre problème réside dans l’information elle-même et donc dans le protocole utilisé. Encore une fois, il existe une multitude de normes différentes. On note cependant que, pour les systèmes de chauffage, une harmonisation existe pour des ordres très simples (voir annexe 4).

Le standard X10 est une des plus anciennes technologies utilisée dans la domotique. Elle fut créée aux Etats-Unis par la société POWERHOUSE. La norme X10 utilise le courant porteur comme vecteur de communication entre les différents éléments de l’installation domotique. La communication par courant porteur vise à réutiliser le réseau électrique pour véhiculer l’information domotique, en superposant un signal basse tension (voir Annexe 1). On s’affranchit ainsi de la contrainte du fil pilote.

Bien que le montage de système X10 soit très simple, les modifications sur l’existant insignifiantes, le matériel X10 n’est que très peu démocratisé en France. Une des raisons principales est que ce standard a été développé outre atlantique et que, de ce fait, la plupart des équipements ont été développés en 100V, les rendant inutilisables en France et dans le reste de l’Europe.

En 1987, un standard européen nommé EIB (European Installation Bus) fut normalisé ISO. Il s’agit d’un système ouvert qui est utilisé par de nombreux fabricants européens. Ce protocole se distingue des autres par le fait qu’il ne soit pas lié à une méthode de transmission particulière. Ainsi on pourra très bien transmette des données au format EIB via une paire torsadée, un liaison radio ou encore via un port infra-rouge.

A l’opposé des protocoles basés sur le courant porteur, le protocole Zigbee ratifié en 2004 par les industriels de la Zigbee Alliance (10), utilise une communication par onde radios. Ce protocole est basé sur le standard IEEE 802.15.4.

L’utilisation d’une communication sans fil présente le principal avantage de ne pas nécessiter d’adaptation du réseau existant. Ainsi on peut faire communiquer facilement n’importe quel matériel intégrant cette technologie. Malgré la présence de grands noms de l’industrie dans cette initiative et la présence sur le marché depuis fin 2005 de produit certifiés Zigbee, l’utilisation de ce standard reste encore assez confidentielle et n’a pas permis de faire décoller la domotique résidentielle.

La multiplication des standards et leur manque d’interopérabilité est un lourd handicap pour l’adoption de la domotique à grande échelle chez les particuliers. Noyé au milieu de ces normes et autres standards, le choix s’avère impossible pour un non initié. Nous avons ici identifié un premier frein au déploiement de la domotique, mais ce n’est malheureusement pas le seul.

Des interfaces multiples et inadaptées.

La domotique c’est également une interaction entre l’utilisateur et le système. Il s’agit d’un nouveau maillon faible des installations domotiques. Trop nombreuses, trop austères ou encore trop difficiles à utiliser, les interfaces de commandes des systèmes domotiques sont difficilement utilisables sans un effort important de compréhension. On est loin d’une interface à la fois fonctionnelle et intuitive.

Encore une fois, la multiplicité des standards et des normes rend l’interfaçage pénible. Une télécommande pour les volets roulants, une autre pour le home cinéma, une autre encore pour le chauffage… à chaque fois on doit se servir d’un objet différent pour contrôler son environnement et apprendre à s’en servir. Il existe bien évidemment des surfaces de contrôle dont le but est de remplacer plusieurs télécommandes. Mais ce genre de produit ne permet généralement de contrôler qu’un type de communication (infrarouge, RF…). Sans compter qu’une nouvelle fois, leur configuration, leur utilisation ainsi que leur prix sont bien souvent rebutants.

Un ticket d’entrée bien trop cher.

Le frein principal au déploiement de la domotique reste sans aucun doute son prix plus que dissuasif.

Considérée encore comme un marché de niche pour les applications domestique, le prix minimum d’une installation domotique n’est pas la portée de tous. On peut certes apporter des touches de domotique chez soi pour une centaine d’euros (installation d’un système d’alarme), mais une intégration complète capable de répondre aux différents besoins que nous avons présentés plus haut est beaucoup plus onéreuse. Ce prix peut même littéralement décupler dans le cas d’une réalisation effectuée sur de l’existant (l’intégration de la domotique lors d’une rénovation peut nécessiter une modification profonde du réseau électrique notamment). On tombe alors dans un cercle vicieux, où les tarifs freinent l’expansion du marché, et la trop faible demande ne permet pas une chute des prix.

Au prix du matériel s’ajoute bien souvent le prix de l’installation. Comme nous l’avons vu précédemment, que ce soit pour le choix de la technologie, ou bien même l’installation et la mise en place du système, il est difficile actuellement pour un amateur de faire soi-même son installation domotique. On sort bien souvent des compétences du petit bricolage. On est au-delà du simple remplacement d’un interrupteur et l’appel à un professionnel s’avère nécessaire dans la majorité des cas. Bien entendu, l’intervention d’une entreprise tierce vient alourdir la facture finale. Le rapport « augmentation de la qualité de vie »/prix est ainsi jugé insuffisant par la plupart des gens.

A quoi s’attendre dans un futur proche.

Le RFID, un nouveau tremplin.

Une technologie quelle qu’elle soit a toujours eu besoin d’un vecteur pour émerger et toucher rapidement un public de masse. Tout comme le MP3 a fait décoller l’industrie du baladeur numérique, le RFID pourrait bien dans les années à venir être un véritable tremplin pour les systèmes domotiques.

Le RFID est une méthode pour mémoriser et récupérer des données à distance en utilisant des marqueurs appelés « radio-étiquettes »(11). Il s’agit de puces électroniques ne nécessitant par de sources d’énergies dédiées pour fonctionner mais permettant de stocker des informations destinées à être lues par un appareil distant via des ondes radios (voir annexe 5). Cette technologie est déjà largement répandue dans les entreprises ayant à gérer des stocks importants. Grace au RFID il est ainsi possible de connaitre à tout moment la présence de chaque produit en stock.

Annoncé comme l’avenir du code barre (12), le RFID est amené à très court terme à être utilisé dans les grands magasins pour le passage en caisse. Ainsi, le passage sous un portique permettrait en un instant de connaitre le contenu d’un chariot. Fini les files d’attentes devant les caisses, l’utilisation du RFID réserve néanmoins des applications bien plus intéressantes.

En effet, tout comme une entreprise utilise le RFID pour connaitre l’état de ses stocks, on peut alors transposer cette approche chez les particuliers. On pourrait rendre ainsi intelligent un réfrigérateur ou un placard. Un système central permettrait de gérer facilement nos provisions afin par exemple de préparer notre liste de courses ou encore de savoir que notre réfrigérateur contient des produits périmés.

Le RFID permettant de marquer n’importe quel objet à moindre cout, on peut déjà imaginer une multitude d’applications. Un marquage tellement facile que le RFID a rapidement généré une polémique sur le thème des libertés individuelles. En effet, qui voudrait qu’on puisse tracer tout ses achats à distance à des fins marketing ou sécuritaire ? De nombreux débats ont eu lieu demandant notamment aux grands magasins de désactiver les marqueurs RFID lors du passage en caisse. Une telle manipulation rendrait les marqueurs RFID inutilisables pour des applications domotiques, et le règlement de ce débat toujours en cours, pourrait conditionner l’essor de ce nouveau tremplin pour la domotique.

Un véritable système d’information ou « home network ».

Tout comme dans les entreprises actuellement, la maison devrait bientôt être le siège d’un véritable réseau d’informations. Un système d’information à l’échelle du foyer, où le but est de faire interagir ensemble et de manière ordonnée, l’utilisateur et les différents éléments domotiques.

Le but n’est plus alors une simple communication « machine to machine », pas non plus une simple interface de contrôle entre l’homme et la machine. La mise en place d’un home network c’est permettre aux machines de s’adapter automatiquement aux comportements et habitudes des occupants de la maison. C’est sans doute la prochaine étape de la domotique, ou le système apprendet adapte son comportement.

Les applications d’un home networking sont multiples. Nous parlions précédemment de la simulation de présence à des fins de sécurité. Via le réseau d’information résidentiel, le système domotique pourra alors être capable de reproduire une journée type sans aucun besoin de programmation d’une séquence de simulation de présence. En matière de chauffage, on pourrait alors imaginer une adaptation automatique de la température basée sur les horaires habituels de présence des occupants afin de réaliser des économies d’énergies, tout en s’assurant un confort optimum.

Enfin, le système d’information résidentiel, c’est aussi une façon de faire interagir le système domotique en fonction de contraintes ou d’informations venues de l’extérieur.

A quand la maison intelligente pour tous…

Quoi de plus frustrant de savoir que la technologie existe mais qu’on ne sait pas la mettre à la portée du plus grand nombre. C’est bien là le grand paradoxe de la domotique. Sensée apporter confort et sécurité à notre domicile, elle reste bien souvent trop chère ou trop complexe pour la majorité des foyers. On se prend à rêver parfois de ces images à la limite de la science fiction où notre maison nous répondrait au doigt et à l’oeil, permettant une amélioration de note qualité de vie et une diminution de notre consommation d’énergie.

La domotique aujourd’hui n’arrive pas à répondre aux besoins formulés par les ménages. Pris indépendamment, les industriels savent pourtant y répondre : pilotage de l’éclairage, gestion du chauffage, commande à distance des volets. Mais une intégration complète est encore réservée soit aux foyers les plus aisés, soit à une poignée de « bidouilleurs » capables d’installer seuls ce matériel électronique complexe.

Nous nous interrogions sur la maison intelligente pour tous. Notre étude documentaire nous laisse comprendre que ce temps n’est pas encore arrivé. Les industriels semblent encore trop oublier l’utilisateur final et occulter qu’il ne suffit pas de juxtaposer des innovations technologiques pour séduire et pénétrer un marché de masse.

On attend avec impatience l’entreprise qui osera bouleverser ce marché et suivre l’exemple de Free dans le domaine de l’internet(13) ou encore Microsoft et son Windows dans le domaine des systèmes d’exploitation.

La domotique reste pour l’heure pleine de promesses, mais plus de 20 ans après les premières d’entre elles, on se lasse de n’avoir facilement accès à cette technologie.