L’avenir Smart city : un premier pas avec l’éclairage public intelligent.

Des systèmes de gestion de l'éclairage intelligents

Le modèle Smart City (SC) aide à rénover le concept de la ville traditionnelle. En fait, il est possible de réaliser et développer des stratégies efficaces de demande intégrant les fonctionnalités de surveillance et d'automatisation assurées par les dispositifs intelligents et leurs appareils de communication typiquement utilisés dans de nombreuses applications.

Dans ce concept, l'éclairage public, étant un grand consommateur d'énergie électrique, a récemment attiré l'intérêt de notre communauté de recherche. Nos scientifiques, en combinant le paradigme SC avec une alternative les énergies et les nouvelles technologies d'éclairage, ont pu concevoir des systèmes performants, qui peuvent augmenter l'efficacité en obtenant des économies considérables de consommation d'énergie et par conséquent de l'argent économisé.

L'objectif est atteint en combinant une stratégie de gestion efficace avec de nouvelles technologies. La stratégie divise la structure complexe du quartier en couches qui sont reliées par des protocoles de communication. Chaque couche utilise des technologies innovantes pour rendre possible l'application des principes de la Smart City.

Les anciennes ampoules ont été remplacées par des lampes LED à haute performance, les lampadaires ont été équipés d’un système qui fait varier l’éclairage en fonction de différents paramètres définis par la ville (luminosité, affluence, etc.), qui mesure le niveau de consommation d’électricité et qui transmet des informations sur l’état des candélabres et leur besoin de maintenance. Le système de transmission de données utilise la technologie du courant porteur en ligne grâce aux câbles électriques.

Les nouveaux lampadaires intelligents sont capables d’ajuster le niveau de la lumière en fonction des besoins précis, estimés à un moment donné, dans les rues et les parcs de la ville, ainsi que dans de grandes entreprises. Les besoins sont déterminés grâce à différentes informations :

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Celle provenant de l’horloge astronomique : quand le soir tombe ou que le jour se lève, on allume ou on éteint progressivement ;

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Celle provenant des capteurs de luminosité qui peuvent mesurer le niveau d’éclairement des surfaces, variable avec la clarté du ciel, la pluie, ou – ce qui est essentiel dans une région nordique – la réverbération sur la neige ;

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Celle issue des appareils de mesure du trafic qui transmettent des données sur l’encombrement des routes, les vitesses des véhicules. Elles permettent alors d’améliorer l’éclairage dans les périodes de pointe de trafic.

Détection de mouvement et de présence

Ces détecteurs comprennent un capteur qui détecte la présence d’une personne dans un espace déterminé.
Ils permettent l’allumage et/ou l’extinction automatique de l’éclairage en cas d’occupation ou inoccupation de la pièce.
Les détecteurs de présence sont généralement munis d’un système de réglage du délai avant extinction voire d’un préavis d'extinction, afin d’éviter toute extinction intempestive. La préférence sera donnée aux délais courts dans les zones de circulation, alors qu’ils seront plus longs dans les locaux où l’occupant est susceptible de rester immobile.

Détection de lumière du jour

Ces détecteurs, équipés de capteur de lumière, permettent de gérer le flux lumineux de l’éclairage artificiel en fonction des apports de lumière naturelle.
Les actions peuvent être de différents types :
- Allumage et extinction automatiques en fonction du niveau d’éclairement : les luminaires s’allument lorsqu’il fait trop sombre et s’éteignent lorsqu’il fait suffisamment clair.
- Gradation pour maintenir un niveau d’éclairement constant : lorsque l’éclairage naturel est important, le flux lumineux des lampes/la quantité de lumière fournie par le luminaire se réduit.

Gestion temporelle

Cette stratégie de contrôle utilise une horloge pour effectuer une action sur un luminaire. Cette action, effectuée soit à heure programmée, soit après un certain temps d’allumage, est en général l’extinction, mais elle peut également être l’allumage ou la gradation de la lampe.
Une installation d’éclairage peut associer de multiples fonctions (détection de lumière du jour, de mouvement, temporisation, …). L’allumage automatique pourra ainsi se faire en cas d’occupation et de lumière naturelle satisfaisante.
Ces automatismes de gestion sont raccordés à un système de gestion centralisée (GTB) via une interface de communication afin de commander plusieurs appareils, piloter plusieurs fonctions et gérer plusieurs espaces. De nombreux protocoles et systèmes de communication intelligents (DALI, KNX, LON...) peuvent également ajouter des fonctions de recueil d'informations et de télégestion. Il est ainsi possible de commander l'éclairage des paliers à l'ouverture des ascenseurs, l'allumage et l'extinction à heures fixes…

Détection de pluie, brouillard et humidité

Ce dispositif permet de détecter la présence du pluie/brouillard ou pas dans le territoire. En cas de pluie/brouillard, La puissance de luminosité est plus importante afin d’assurer un éclairage convenable.

Contrôle de fonctionnement

Ce capteur permet d’améliorer la gestion et la maintenance du système. Grâce à ce capteur, il est possible de reconnaître quand la lampe est allumée. Le système est capable de reconnaître les fausses alertes, parce que les paramètres identifiés sont comparés avec les données stockées (par exemple, si les lampes sont éteintes pendant la journée et le capteur de manière incorrecte détecte une erreur, le microcontrôleur ne signalera pas le dysfonctionnement en raison de fonctions logiques supplémentaires).

Dispositif d'urgence

Le système a un bouton d'urgence, ce qui peut être utile en cas d'urgence. Cet appareil exclut l'ensemble du système de capteur avec l'objectif de immédiatement allume la lampe. La lumière restera allumée pendant une durée prédéfinie. Après cela, le bouton doit être pressé à nouveau. Cela empêche le système d'être accidentellement actif même lorsque la nécessité prend fin. Évidemment, cet appareil ne fonctionne pas pendant la journée, quand il n'y a pas besoin de lumière artificielle.

Compteur intelligent de consommation et supervision instantanée

Les Systèmes d’éclairage public intelligents permettent aussi l’affichage de la consommation instantanée grâce à des capteurs installés dans les luminaires et connectés avec l’Interface Homme Machine par des protocoles de communication intelligents.