Le protocole DALI (Digital Addressable Lighting Interface) est devenu une référence incontournable dans le domaine des systèmes de gestion de l’éclairage. Conçu pour offrir une alternative aux solutions analogiques (notamment la technologie 1-10V), il permet un contrôle numérique précis de chaque luminaire, avec une flexibilité inégalée. Depuis sa création, DALI a évolué en plusieurs versions (DALI-2, D4i), garantissant une meilleure interopérabilité et de nouvelles fonctionnalités adaptées aux bâtiments intelligents et aux projets IoT.
Les différentes versions : DALI, DALI-2, D4i et DALI+
• DALI : Première version normalisée selon la norme IEC 62386, elle permet de gérer jusqu’à 64 luminaires sur une seule ligne de bus. Cette version initiale, bien qu’efficace, présentait certaines limites en matière d’interopérabilité entre équipements de différents fabricants.
• DALI-2 : Cette mise à jour majeure améliore l’interopérabilité en ajoutant une certification pour les dispositifs de contrôle (capteurs, interrupteurs, régulateurs). La norme IEC 62386-103 introduit également la communication multi-maîtres, essentielle pour les systèmes de gestion de l’éclairage modernes.
• DALI+ : Cette évolution du protocole DALI permet la gestion de l’éclairage via des réseaux sans fil et basés sur IP, tels que Thread, Ethernet et Wi-Fi. La norme IEC 62386-105 définit les spécifications du DALI+, offrant ainsi une interopérabilité améliorée entre les différents dispositifs d’éclairage et de contrôle. Ce système permet une transmission de données plus flexible tout en conservant les fonctionnalités de contrôle avancées de DALI. L’intégration de DALI+ dans les bâtiments intelligents permet une gestion plus précise de l’éclairage et de l’énergie, tout en assurant la compatibilité entre les équipements certifiés.
• D4i : Spécifiquement conçu pour les luminaires connectés et l’intégration IoT, D4i ajoute des fonctionnalités de gestion des données (inventaire, suivi de la consommation, maintenance prédictive) et une alimentation électrique pour les capteurs et modules de communication directement depuis les luminaires.
Les Device Types
Le protocole DALI définit plusieurs types de dispositifs, appelés “Device Types” (DT), chacun correspondant à une fonction spécifique dans la gestion de l’éclairage. Voici un aperçu des principaux DT :
• DT1 : Dispositifs d’éclairage d’urgence autonomes
Ces dispositifs sont conçus pour fournir un éclairage de secours en cas de défaillance du système principal.
Ils intègrent des batteries et des circuits de contrôle pour assurer une autonomie minimale, généralement de 1 à 3 heures.
Ils sont conformes aux normes de sécurité en vigueur et sont essentiels pour garantir la sécurité des occupants en cas de panne de courant.
• DT2 : Ballasts électroniques pour lampes à décharge
Destinés aux lampes à décharge (HID), ces ballasts assurent le démarrage, le contrôle et la régulation de l’intensité lumineuse.
Ils permettent une gestion précise de l’éclairage, contribuant ainsi à une meilleure efficacité énergétique et à une durée de vie prolongée des lampes.
• DT3 : Ballasts électroniques pour lampes fluorescentes
Conçus pour les lampes fluorescentes, ces ballasts régulent le courant et la tension pour assurer un fonctionnement optimal.
Ils offrent des fonctionnalités telles que le gradable et la régulation de la température de couleur, améliorant ainsi le confort visuel et l’efficacité énergétique.
• DT4 : Ballasts électroniques pour lampes à décharge à haute intensité
Spécialisés dans les lampes à décharge à haute intensité, ces ballasts garantissent un démarrage fiable et une régulation précise de l’éclairage.
Ils sont utilisés dans des applications nécessitant une lumière intense, comme l’éclairage de stades ou de grands espaces industriels.
• DT5 : Ballasts électroniques pour lampes à décharge à haute pression
Ces ballasts sont adaptés aux lampes à décharge à haute pression, offrant une régulation stable et une protection contre les surtensions.
Ils sont utilisés dans des environnements où une lumière puissante et fiable est requise.
• DT6 : Drivers LED
Les drivers LED de type DT6 sont conçus pour contrôler les modules LED, permettant des fonctions telles que le gradable et la régulation de la température de couleur.
Ils nécessitent généralement deux adresses DALI pour contrôler indépendamment l’intensité lumineuse et la température de couleur.
• DT7 : Dispositifs de contrôle de l’éclairage
Ces dispositifs incluent des capteurs de présence, des détecteurs de lumière ambiante et des interrupteurs, permettant une gestion intelligente de l’éclairage en fonction des conditions environnementales et des besoins des utilisateurs.
Ils contribuent à l’efficacité énergétique en ajustant l’éclairage en temps réel.
• DT8 : Dispositifs de contrôle de la couleur
Les dispositifs DT8 sont utilisés pour contrôler la couleur de l’éclairage, notamment la température de couleur et la teinte.
Ils permettent des applications telles que l’éclairage dynamique et l’éclairage centré sur l’humain (HCL), en ajustant l’éclairage en fonction des besoins et des préférences des occupants.
La DALI Alliance : un gage d’interopérabilité
La DALI Alliance (anciennement DiiA – Digital Illumination Interface Alliance) regroupe les principaux fabricants de solutions d’éclairage et assure la promotion, la normalisation et la certification des équipements compatibles. Grâce à une base de données en ligne répertoriant tous les produits certifiés, les intégrateurs peuvent sélectionner des dispositifs DALI-2 ou D4i en toute confiance, en s’assurant de leur compatibilité.
Les passerelles et actionneurs DALI : solutions pour l’interopérabilité
Pour intégrer des systèmes DALI avec d’autres protocoles comme KNX, plusieurs passerelles et actionneurs sont disponibles sur le marché. Ces dispositifs jouent un rôle clé dans les bâtiments intelligents en permettant une gestion unifiée de l’éclairage, souvent combinée à d’autres systèmes (CVC, stores, sécurité).
Types de passerelles et actionneurs
1. Passerelles DALI : Elles permettent de connecter une ligne DALI à un système KNX ou un autre protocole GTB. Chaque luminaire peut être adressé individuellement, ce qui offre un contrôle granulaire de l’éclairage.
2. Actionneurs DALI : Ces dispositifs reçoivent les commandes du système principal (KNX, Bacnet, etc.) et pilotent directement les luminaires DALI, permettant des fonctions avancées comme la gradation et le contrôle des couleurs.
3. Modules multi-maîtres : Introduits avec DALI-2, ils permettent d’intégrer des capteurs et régulateurs directement sur la ligne DALI, offrant ainsi une architecture plus flexible et modulaire.
Évolution du protocole DALI en DALI+
Le protocole DALI+ représente une avancée significative dans la gestion de l’éclairage, en étendant les capacités du système DALI traditionnel aux réseaux sans fil et basés sur IP. Contrairement aux installations DALI classiques qui nécessitent un câblage dédié, DALI+ permet la transmission des commandes DALI existantes via des supports sans fil ou IP, offrant ainsi une flexibilité accrue dans la conception et l’installation des systèmes d’éclairage.
Cette évolution s’appuie sur des protocoles IP tels que Thread, Ethernet et Wi-Fi, permettant une intégration harmonieuse avec les infrastructures réseau existantes. DALI+ conserve les fonctionnalités sophistiquées du contrôle d’éclairage DALI, tout en offrant un accès enrichi aux données provenant des dispositifs de contrôle, des luminaires et des capteurs.
L’un des avantages majeurs de DALI+ est sa capacité à faciliter l’interopérabilité entre différents fabricants, grâce à un programme de certification rigoureux. Ce programme garantit que les dispositifs DALI+ répondent à des normes strictes, assurant ainsi une compatibilité et une performance optimales au sein des installations d’éclairage.
En intégrant DALI+ dans les projets d’éclairage, les concepteurs et les intégrateurs bénéficient d’une solution flexible, évolutive et interopérable, adaptée aux exigences des bâtiments intelligents modernes. Cette approche permet de répondre efficacement aux besoins en matière de contrôle d’éclairage, de gestion de l’énergie et d’intégration des systèmes, tout en offrant une expérience utilisateur améliorée.
Bonnes pratiques pour l’installation des passerelles et actionneurs DALI
L’intégration d’un système DALI dans une installation domotique ou GTB repose sur le bon choix des composants et leur installation optimale. Voici quelques recommandations pour garantir un fonctionnement efficace et pérenne :
1. Planification du câblage
• Le bus DALI, contrairement à KNX, ne requiert pas de câblage spécifique (il peut être posé avec des câbles électriques standard). Cependant, la longueur maximale de la ligne doit être limitée à 300 mètres avec une section de câble de 1,5 mm² pour éviter les pertes de signal.
• Éviter les boucles ou les dérivations complexes dans la topologie du câblage pour minimiser les interférences.
2. Mise en service des luminaires DALI
• Lors de la première installation, les passerelles DALI effectuent un balayage des luminaires connectés afin de leur attribuer une adresse unique. Il est essentiel de vérifier que chaque luminaire est correctement détecté et identifié.
• En cas de luminaires non détectés, vérifier les connexions et la polarité du bus.
3. Choix des capteurs
• Privilégier des capteurs multi-fonctions compatibles DALI-2 (détecteurs de présence, capteurs de luminosité, etc.) pour une meilleure interopérabilité et une gestion optimisée.
• Installer les capteurs dans des emplacements stratégiques : éviter les zones d’ombre et les emplacements exposés directement aux rayons du soleil pour les capteurs de luminosité.
4. Optimisation des passerelles
• Configurer la passerelle pour transmettre uniquement les télégrammes nécessaires à la gestion de l’éclairage, afin de réduire la charge sur le bus.
• Dans le cas d’une intégration KNX-DALI, prévoir des adresses de groupe claires et cohérentes pour faciliter la maintenance.
Régulation de lumière constante et gestion énergétique
La régulation de lumière constante est l’une des principales applications de DALI dans les bâtiments intelligents. Ce système ajuste automatiquement l’intensité des luminaires en fonction de la lumière naturelle disponible, garantissant un niveau d’éclairage constant tout en réduisant la consommation énergétique.
Impact sur la consommation
En maintenant un niveau d’éclairage optimal et en évitant la surconsommation, les systèmes de régulation de lumière constante contribuent à des économies d’énergie significatives. De plus, la réduction de la chaleur dégagée par les luminaires diminue la charge de refroidissement dans les bâtiments climatisés.
Human-Centric Lighting (HCL) : bien-être et productivité
Le concept d’éclairage centré sur l’humain (HCL) vise à adapter l’éclairage artificiel pour soutenir les rythmes biologiques naturels. DALI, grâce à ses capacités de gestion de la température de couleur et de l’intensité lumineuse, permet de mettre en œuvre des scénarios d’éclairage dynamiques qui suivent les variations de la lumière naturelle au cours de la journée.
Les bienfaits du HCL incluent :
• Amélioration du bien-être : Un éclairage adapté au rythme circadien peut améliorer l’humeur et la qualité du sommeil.
• Augmentation de la productivité : Dans les environnements de travail, un éclairage optimisé favorise la concentration et réduit la fatigue oculaire.
• Réduction des troubles de l’humeur : Une exposition adéquate à la lumière blanche froide le matin et à une lumière chaude en fin de journée peut réduire les symptômes liés au trouble affectif saisonnier (TAS).
Recommandations pour optimiser la gestion énergétique et le HCL
1. Paramétrage des scénarios de lumière constante
• Créer plusieurs scénarios de régulation en fonction de l’usage des espaces (bureaux, salles de réunion, couloirs).
• Privilégier un mode de régulation automatique basé sur la présence et la lumière ambiante, tout en offrant aux occupants la possibilité d’ajuster manuellement l’éclairage.
2. Intégration de la gestion HCL
• Programmer des variations de température de couleur en fonction des heures de la journée : lumière blanche froide (5000 K à 6500 K) le matin pour stimuler la concentration, et lumière blanche chaude (2700 K à 3000 K) en fin de journée pour favoriser le repos.
• Prévoir des niveaux d’intensité réduits le soir pour les espaces de détente ou peu fréquentés.
3. Suivi et maintenance prédictive
• Utiliser les capacités de diagnostic des passerelles D4i pour suivre la consommation en temps réel et planifier la maintenance prédictive des luminaires (remplacement avant panne).
• Intégrer ces données dans un système de gestion centralisé pour obtenir une vue d’ensemble de l’efficacité énergétique et des performances du système.
Paramétrage des scénarios de lumière constante : mode semi-automatique
Le mode semi-automatique consiste à laisser l’utilisateur allumer manuellement l’éclairage, tandis que l’extinction et la gestion de la luminosité sont automatisées en fonction de la présence et de la lumière ambiante. Ce mode offre une meilleure flexibilité et permet d’éviter les allumages inutiles, réduisant ainsi la consommation énergétique.
Fonctionnement en mode semi-automatique
1. Allumage manuel :
L’éclairage est activé par l’utilisateur via un interrupteur ou un bouton-poussoir.
Une fois allumé, le système passe en mode de régulation automatique.
2. Régulation automatique :
• Présence : Le système ajuste l’intensité de l’éclairage uniquement lorsqu’une présence est détectée. Si aucune présence n’est détectée pendant une durée prédéfinie, l’éclairage s’éteint.
• Luminosité ambiante : Lorsque la lumière naturelle atteint un niveau suffisant, l’intensité de l’éclairage artificiel est automatiquement réduite ou coupée.
3. Extinction automatique :
En l’absence prolongée de détection de mouvement, le système coupe automatiquement l’éclairage, garantissant des économies d’énergie.
Avantages du mode semi-automatique (vs. mode automatique)
• Flexibilité accrue :
Contrairement au mode automatique où l’allumage est déclenché uniquement par la détection de présence, le mode semi-automatique laisse à l’utilisateur le contrôle de l’allumage initial, ce qui peut être utile dans des situations où l’éclairage n’est pas toujours nécessaire (par exemple, en cas de lumière naturelle abondante au moment d’entrer dans la pièce).
• Réduction des déclenchements intempestifs :
Le mode semi-automatique évite les allumages non désirés causés par des mouvements involontaires, comme un passage rapide ou des mouvements à proximité des capteurs. Cela réduit l’usure des équipements et améliore l’expérience utilisateur.
• Optimisation énergétique équivalente :
Bien que le mode automatique permette une gestion autonome complète, le mode semi-automatique offre des économies d’énergie similaires grâce à la régulation automatique de l’intensité et à l’extinction basée sur la détection de présence et la luminosité ambiante.
• Meilleure acceptabilité des utilisateurs :
Le mode semi-automatique est souvent préféré dans les environnements de bureaux ou résidentiels, car il offre un compromis idéal entre confort d’utilisation et automatisation, là où un mode automatique peut être perçu comme intrusif.
DALI, un levier essentiel pour les bâtiments intelligents
Avec ses évolutions constantes et son interopérabilité garantie par la DALI Alliance, le protocole DALI s’impose comme une solution de référence pour la gestion de l’éclairage dans les bâtiments intelligents. Que ce soit pour améliorer l’efficacité énergétique, offrir un confort accru aux occupants ou intégrer les luminaires dans un écosystème IoT plus large, DALI, DALI-2, D4i et DALI+ jouent un rôle clé dans la transition vers des bâtiments durables et connectés.
