Quand on parle de LoRaWAN, on pense immédiatement aux capteurs. Des devices installés sur des compteurs, des machines, des réseaux de distribution, qui remontent des données vers une plateforme. C’est effectivement le cas d’usage le plus répandu.
Dans un article précédent, j’expliquais comment détecter les fuites d’air comprimé grâce au monitoring LoRaWAN. Mais LoRaWAN est un protocole bidirectionnel. Il ne fait pas que recevoir des données : il peut aussi en envoyer. Et envoyer une donnée vers un device équipé de relais, c’est lui donner un ordre. Ouvrir une vanne. Couper une alimentation électrique. Fermer un circuit d’air comprimé. Démarrer une pompe.
C’est ce changement de perspective qui transforme une infrastructure de monitoring en infrastructure de pilotage. Un réseau de capteurs devient un réseau de devices capables d’agir. Les économies ne viennent plus seulement de ce qu’on observe, mais de ce qu’on décide d’interrompre ou de déclencher.
Ce qui observe : les capteurs
Avant d’agir, il faut savoir. Plusieurs types de capteurs permettent de renseigner l’état d’une installation, selon la grandeur à mesurer et le niveau de précision requis.
La pince ampèremétrique est l’option la plus simple pour détecter l’activité d’une machine électrique. Ce device LoRaWAN vient se clipser sur les câbles d’alimentation de la machine, sans aucune intervention sur le circuit. Il indique si la machine consomme du courant ou non. Pour la logique de pilotage, c’est souvent suffisant : une machine qui ne consomme rien depuis 30 minutes est une machine à l’arrêt.
Le compteur à impulsions s’applique à l’électricité, à l’eau et au gaz. À chaque litre, chaque m³ ou chaque kWh consommé, le compteur émet une impulsion que notre device LoRaWAN enregistre. On obtient une mesure de consommation en temps réel, et la capacité de détecter un comportement anormal : une consommation d’eau un dimanche à 3h du matin, une consommation électrique en dehors des heures de production.
Le contact sur relais interne est disponible sur certaines machines industrielles. Un signal direct issu de l’automate ou du tableau de commande indique l’état de marche de l’équipement, sans passer par la mesure électrique. C’est la solution la plus propre quand elle est accessible.
Les capteurs de grandeurs physiques complètent l’arsenal pour des applications spécifiques : capteur de CO2 pour piloter la ventilation, capteur de pression pour surveiller un réseau d’air comprimé ou un circuit hydraulique, capteur de température pour le chauffage ou la climatisation. Ces capteurs permettent un pilotage basé sur des seuils mesurés plutôt que sur des horaires ou des états machine.
Ces sources peuvent coexister sur un même site. On choisit la méthode adaptée à chaque équipement selon ce qu’il est possible d’installer et le niveau de précision requis.
Les capteurs les plus courants sont disponibles dans nos kits standards sur finemeca.com/boutique/kits/ : Kit Télémétrie Eau, Kit Télémétrie Gaz, Kit Élec Compteur et Kit Élec Centrale de Mesure. Chaque kit est livré prêt à connecter, avec le device LoRaWAN préconfiguré et le matériel de raccordement adapté au type de compteur.
Le Pack Activation Finemeca : votre porte d’entrée dans l’écosystème
Avant tout device, il faut un réseau. Le Pack Activation Finemeca installe votre réseau privé LoRaWAN sur site : c’est lui qui permet à tous vos futurs devices de remonter leurs mesures vers la plateforme Cloud de Finemeca. Sans gateway, aucun device LoRaWAN ne peut transmettre ses données ; sans provisioning Finemeca, aucun dashboard ne peut être généré. Le Pack Activation Finemeca constitue votre point d’entrée dans l’Extranet Finemeca, vos dashboards Grafana et notre système de crédits IT.
Ce qui agit : le device de commande
Pour agir sur une installation, il faut un device différent d’un simple capteur. Un device de commande intègre un ou plusieurs relais capables de piloter une sortie électrique. Il est connecté au réseau LoRaWAN pour recevoir des ordres, et raccordé au réseau électrique pour alimenter ses relais.
Concrètement, ce device se câble en série avec ce qu’on souhaite piloter : une électrovanne sur un circuit d’air comprimé ou d’eau, un contacteur sur un tableau électrique secondaire, un démarreur de pompe, un contacteur de ventilation. Quand il reçoit une commande, il actionne son relais. L’installation obéit.
Ce type de device ne sort pas d’un catalogue standard. Chez Finemeca, chaque device de commande est assemblé sur mesure en fonction des besoins et des conditions d’installation : nombre de relais requis, tension d’alimentation disponible sur site, contraintes environnementales. Lorsque plusieurs circuits à piloter sont physiquement proches, ils peuvent être regroupés dans un même coffret avec une alimentation partagée, ce qui simplifie le câblage et réduit l’emprise. Le coffret est dimensionné et certifié selon l’indice de protection IP adapté à l’environnement : atelier, local technique, installation extérieure. Chaque réalisation est donc unique, même si la logique de fonctionnement reste identique. Chaque coffret est certifié CE et livré avec l’ensemble de la documentation requise : schémas électriques, manuel d’installation et d’utilisation, certificats de conformité.
Ce qui décide : la logique de déclenchement
Entre le capteur qui observe et le relais qui agit, il y a une logique de décision. C’est elle qui détermine quand envoyer une commande et laquelle. Cette logique tourne dans Node-RED, sur notre plateforme hébergée en Europe, et repose sur quatre types de déclencheurs.
La minuterie. Une heure programmée déclenche l’action, indépendamment de tout événement extérieur. Fermeture automatique de l’atelier à 18h, ouverture à 6h du matin, coupure systématique le week-end. C’est le déclencheur le plus simple, adapté aux situations prévisibles où les horaires sont réguliers.
La détection d’inactivité. Les capteurs ne remontent plus de signal d’activité depuis une durée déterminée. Plus de consommation électrique sur les machines depuis 30 minutes, plus de passage d’air dans le réseau depuis une heure. Le système conclut que l’installation n’a plus de raison de rester active et envoie la commande de coupure. Dès que l’activité reprend, la commande inverse est envoyée automatiquement.
La détection d’anomalie ou de seuil. Un capteur remonte quelque chose d’inattendu : une consommation d’eau alors que le bâtiment est vide, un taux de CO2 qui dépasse un seuil, une pression qui chute sous la valeur nominale. Le système identifie l’anomalie, attend quelques cycles pour confirmer qu’il ne s’agit pas d’un pic ponctuel, et déclenche la commande appropriée. C’est l’inverse de l’inactivité : ici c’est la présence d’un signal inattendu qui agit, pas son absence.
La commande externe. Un signal en provenance d’un autre système déclenche l’action : une centrale d’alarme activée par le dernier employé qui quitte les lieux, une supervision de bâtiment, un système tiers qui envoie un événement à Node-RED. Ce déclencheur permet d’intégrer notre logique de pilotage dans un écosystème plus large, sans repartir de zéro.
Ces quatre déclencheurs peuvent coexister et se combiner sur une même installation. Une zone peut être pilotée par minuterie en temps normal, avec une règle d’anomalie en superposition pour les situations imprévues.
Ce qui supervise : Node-RED, Grafana et la commande manuelle
Toute la logique automatique est visible et contrôlable depuis un dashboard Grafana dédié. L’état de chaque device de commande est affiché en temps réel. L’historique de chaque commande est conservé : quelle action, à quelle heure, déclenchée par quelle source.
Et la commande manuelle reste toujours disponible pour reprendre la main.
Depuis le dashboard, un opérateur peut forcer l’état d’un device de commande en quelques clics, depuis n’importe quel appareil connecté, depuis l’atelier ou à distance. Utile quand la logique automatique a coupé quelque chose dont on a besoin ponctuellement.
Via des boutons physiques installés sur le terrain, connectés en LoRaWAN. Un bouton ON, un bouton OFF. L’opérateur n’a pas besoin d’accéder à un écran. Il appuie, la commande part, le device obéit.
La logique automatique reprend ses droits dès que les conditions normales sont réunies.
Applications concrètes
Air comprimé : piloter selon l’activité des machines
L’air comprimé est l’une des formes d’énergie les plus coûteuses à produire. Un compresseur qui tourne sans demande active, c’est de l’énergie gaspillée, de l’usure inutile, une durée de vie réduite.
La plupart des ateliers gèrent ça avec une minuterie fixe. C’est mieux que rien, mais une minuterie est aveugle : elle ne sait pas si vos machines tournent encore, si une CNC est tombée en erreur à 2h du matin, si le personnel est rentré plus tôt que prévu.
Avec notre système, on distingue deux circuits. Le circuit atelier est piloté par minuterie : ouverture à la prise de poste, fermeture le soir, coupure le week-end. Le circuit machines CNC est piloté par détection d’inactivité : tant qu’une machine travaille, l’air reste ouvert ; dès que toutes les machines sont à l’arrêt depuis une durée suffisante, l’électrovanne se ferme. Si une CNC tombe en panne à 2h du matin, l’air est coupé trente minutes après l’arrêt, pas à 6h00.
Eau : protéger le bâtiment en cas de fuite détectée
Un immeuble de bureaux, un dimanche matin. Un compteur d’eau remonte une consommation anormale : le débit est là, constant, alors qu’aucun occupant n’est présent. Une fuite quelque part dans le réseau.
Sans pilotage, cette fuite court jusqu’au lundi matin. Selon l’endroit et la durée, les dégâts peuvent être considérables.
Avec une vanne motorisée pilotée par relais LoRaWAN, la logique Node-RED détecte l’anomalie, confirme qu’il ne s’agit pas d’un pic ponctuel, et envoie la commande de fermeture. Le réseau est isolé. Une alerte est envoyée au service de maintenance. Le technicien intervient sur une situation contenue, pas sur une inondation. Le même scénario s’applique pendant les vacances ou toute période de fermeture prolongée.
Électricité : délester automatiquement hors production
Un tableau électrique secondaire alimente une zone de l’atelier : éclairage, prises, équipements non critiques. En dehors des heures de production, ce tableau n’a pas à rester sous tension.
Un disjoncteur motorisé piloté par relais LoRaWAN permet de couper ce tableau automatiquement en fin de journée et de le réarmer le matin. Plus de veilles inutiles, plus d’équipements oubliés allumés le week-end. La logique peut être conditionnée à des horaires fixes ou à un signal de présence selon les besoins.
HVAC et pompes : piloter sur seuil mesuré
La même architecture s’applique aux installations de chauffage, de ventilation et aux pompes. Un capteur de CO2 dans une salle indique quand la ventilation doit démarrer et quand elle peut s’arrêter, sans dépendre d’un horaire fixe. Une pompe de circulation peut être pilotée selon la température mesurée sur le réseau. Un groupe de ventilation se met en marche ou s’arrête selon la qualité d’air détectée.
Le pilotage sur seuil mesuré est souvent plus efficace qu’un pilotage horaire : on agit quand c’est nécessaire, pas selon un calendrier qui ne tient pas compte des conditions réelles.
Ce qu’on ne pilote pas
Notre système est conçu pour l’optimisation énergétique et la gestion d’installations non critiques. Il ne doit pas être utilisé pour commander des équipements dont la défaillance pourrait mettre en danger des personnes ou des processus sensibles. LoRaWAN est un protocole radio : fiable dans des conditions normales, il n’offre pas les garanties de temps de réponse et de redondance d’un système de sécurité certifié. Pour tout équipement à caractère critique, les dispositifs de sécurité homologués restent obligatoires et ne sont pas remplacés par notre solution.
Pour ces applications critiques, ou dans des environnements à fortes interférences électromagnétiques où la transmission radio n’est pas adaptée, Finemeca déploie des solutions filaires qui offrent les mêmes fonctionnalités de pilotage et de supervision, avec les garanties de fiabilité que ces contextes exigent.
Une infrastructure, plusieurs usages
Ce qui rend cette approche efficace, c’est que l’infrastructure LoRaWAN est commune à toutes ces applications. La gateway déployée sur le site couvre l’ensemble des devices, qu’ils soient capteurs ou devices de commande, qu’ils mesurent de l’eau, de l’électricité, de l’air comprimé ou de la qualité d’air. La plateforme Node-RED, le dashboard Grafana, les alertes : tout est mutualisé.
Ajouter une nouvelle fonction de pilotage sur un site existant ne demande pas de reconstruire quoi que ce soit. On ajoute un device de commande, on configure la logique correspondante, on crée le panneau de supervision. Le reste de l’installation ne bouge pas.
C’est là que l’investissement dans une infrastructure LoRaWAN privée prend tout son sens : on ne paie pas pour un usage, on paie pour une capacité. Et cette capacité grandit avec les besoins, sans coût de réseau supplémentaire.
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Pierre Deswysen Spécialiste IoT & Industrie 4.0 - Finemeca