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Solutions innovantes de détection et de contrôle de Cubic pour la maison connectée

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Les technologies de détection avancées de Cubic permettent une gestion énergétique intelligente des bâtiments

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1. Contexte politique mondial en matière d’efficacité énergétique des bâtiments et de réduction des émissions

Dans le cadre du consensus mondial sur la lutte contre le changement climatique, les économies d’énergie et la réduction des émissions dans le secteur du bâtiment sont devenues des priorités essentielles des politiques nationales à travers le monde. Conformément à la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (CCNUCC), les grandes économies se sont fixé des objectifs clairs de réduction des émissions de carbone. La Chine a fait de l’efficacité énergétique des bâtiments un élément essentiel de ses objectifs « double carbone » : atteindre le pic des émissions de carbone avant 2030 et parvenir à la neutralité carbone d’ici 2060. Grâce à des mesures telles que le Plan d’action pour les bâtiments verts et au renforcement continu des normes d’efficacité énergétique des bâtiments, la Chine accélère l’adoption de technologies à haut rendement énergétique et le développement de bâtiments intelligents. L’Union européenne s’est engagée à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050 et encourage l’amélioration de la performance énergétique des bâtiments par le biais du Pacte vert pour l’Europe. Les États-Unis ont identifié l’efficacité énergétique des bâtiments comme un domaine d’action clé dans le cadre du « Clean Energy Plan » (Plan pour une énergie propre) et de diverses normes de construction au niveau des États. Des pays tels que le Canada, l’Australie et le Japon ont également intégré dans leurs stratégies nationales la maîtrise de la consommation d’énergie et l’amélioration de l’efficacité énergétique pendant la phase d’exploitation des bâtiments.

Les données montrent que le secteur mondial du bâtiment représente environ 30 % à 40 % de la consommation totale d’énergie, plus de 60 % de cette consommation ayant lieu pendant la phase d’exploitation des bâtiments, ce qui indique que l’amélioration de l’efficacité opérationnelle des bâtiments est un facteur essentiel pour atteindre les objectifs mondiaux de réduction des émissions de carbone.

Au niveau politique, l’Europe et les États-Unis orientent le développement des bâtiments vers une faible consommation d’énergie, l’intelligence et des environnements plus sains par le biais de la législation et des normes. La directive sur la performance énergétique des bâtiments (EPBD) de l’UE exige que les nouveaux bâtiments respectent les normes des bâtiments à consommation d’énergie quasi nulle (NZEB) et encourage la rénovation énergétique des bâtiments existants. La dernière révision (UE/2024/1275), entrée en vigueur en mai 2024, impose aux États membres de la transposer dans leur législation nationale d’ici mai 2026, renforçant ainsi les exigences réglementaires relatives aux systèmes de contrôle et d’automatisation des bâtiments ainsi qu’à la qualité de l’environnement intérieur. En outre, la directive «Écoconception» promeut des normes minimales de performance énergétique pour les équipements des bâtiments et encourage l’adoption de systèmes intelligents de comptage et de surveillance.

Aux États-Unis, des normes telles que les normes ASHRAE 90.1 et ASHRAE 189.1 imposent des exigences strictes en matière de consommation d’énergie, de ventilation, d’éclairage et d’autres systèmes pour les bâtiments neufs et rénovés. Parallèlement, le ministère américain de l’Énergie et la Commission de l’énergie de Californie encouragent activement le déploiement de technologies de bâtiments intelligents et de systèmes de sous-comptage, améliorant ainsi la transparence dans la gestion des données énergétiques.

Dans ce contexte, la gestion intelligente et fondée sur les données de l’efficacité énergétique des bâtiments devient la norme mondiale du secteur. L’exploitation des bâtiments doit disposer de capacités de surveillance, d’évaluation et d’optimisation afin de répondre à des réglementations en matière d’efficacité énergétique et à des exigences environnementales de plus en plus strictes.

2. Solutions innovantes de détection et de contrôle de Cubic pour l’efficacité énergétique des bâtiments et les systèmes de maison intelligente

Afin de permettre une gestion intelligente de l’efficacité énergétique des bâtiments, Cubic, l’un des principaux fabricants de capteurs et d’analyseurs de gaz, a développé une solution complète allant de la détection et de la surveillance à la prise en charge des communications et à la visualisation des données, spécialement adaptée aux applications domestiques.

• La couche de surveillance et de détection constitue la base du système ; elle assure une perception en temps réel et exhaustive de l’environnement du bâtiment et des conditions de consommation d’énergie. Elle comprend principalement des terminaux de détection destinés à la surveillance de l’environnement intérieur, au contrôle des systèmes CVC (chauffage, ventilation et climatisation), à la surveillance de la sécurité des gaz et au comptage des gaz.
• La couche de communication prend en charge plusieurs protocoles et technologies de communication, notamment I2C, UART, Modbus et NB-IoT, garantissant ainsi une transmission des données stable et fiable.
• La couche de visualisation des données présente et analyse les données collectées via une plateforme applicative basée sur l’information.
• La couche applicative se concentre sur des scénarios d’application spécifiques, notamment le contrôle de la ventilation, l’interconnexion des alarmes et la gestion de la consommation d’énergie, permettant ainsi une prise de décision intelligente et un contrôle automatisé.

Fort de plus de 20 ans d’expérience en R&D dans les technologies de détection, Cubic, l’un des principaux fabricants de capteurs et d’analyseurs de gaz, se concentre sur les besoins fondamentaux en matière d’efficacité énergétique des bâtiments et de sécurité gazière. L’entreprise a ainsi développé une gamme de produits comprenant des capteurs de qualité de l’air, des moniteurs IAQ intégrés, des alarmes de sécurité gazière et des compteurs de gaz intelligents. Ces produits offrent une grande précision, une stabilité à long terme et une forte évolutivité, constituant ainsi une base de surveillance fiable.

Solutions de détection et de contrôle de la qualité de l’air intérieur

La conception des bâtiments résidentiels modernes accorde une importance croissante à la qualité de l’air intérieur (QAI), car l’exposition à des polluants tels que les particules (PM), le dioxyde de carbone (CO₂) et les composés organiques volatils (COV) peut présenter des risques sanitaires importants. Afin de contribuer au maintien d’un environnement intérieur confortable, Cubic propose des solutions de détection avancées, allant des capteurs de QAI aux contrôleurs et moniteurs CVC OEM/ODM.

1) Solutions de capteurs de QAI
La gamme de capteurs de QAI de Cubic s’appuie sur des technologies de détection éprouvées, notamment les principes NDIR, de diffusion de la lumière, MEMS MOX et électrochimiques. Ces technologies permettent une détection précise et fiable des principaux paramètres de la qualité de l’air intérieur, notamment le CO₂, les PM1,0/PM2,5/PM10, les COV totaux (TVOC), la température, l’humidité et le formaldéhyde (HCHO).

Les capteurs de CO₂ NDIR combinent la technologie infrarouge non dispersive avec une compensation de température sur toute la plage de mesure afin de garantir une précision constante, tout en conservant un format compact et une faible consommation d’énergie. Les capteurs de particules fines (PM) à diffusion de lumière se caractérisent par des structures compactes dotées d’une conception anti-poussière pour une durabilité accrue et une stabilité à long terme. Grâce à la technologie innovante d’identification automatique des particules (API), ils permettent une classification plus précise des PM1,0, PM2,5 et PM10 dans des conditions environnementales dynamiques. La technologie MEMS MOX permet de développer des capteurs compacts de COV, de température et d’humidité offrant une réponse rapide et une intégration flexible. De plus, le capteur électrochimique de formaldéhyde de Cubic adopte une structure à double canal et un conditionnement unique de l’électrolyte pour améliorer la résistance aux interférences, permettant ainsi la mesure simultanée des concentrations de HCHO et de COV totaux grâce à des algorithmes intelligents et à un étalonnage précis.

2) Solution de modules multiparamétriques pour une meilleure intégration
S'appuyant sur ses technologies de capteurs, Cubic a développé des modules de capteurs IAQ multiparamétriques intégrés qui combinent plusieurs fonctions de détection au sein d'une solution compacte. Ces modules permettent la surveillance en temps réel et simultanée des PM1,0/PM2,5/PM10, du CO₂, des COV, de la température et de l’humidité, ce qui les rend idéaux pour une intégration transparente dans les systèmes d’aération et de CVC.

Équipés d’interfaces de communication numériques I²C, ces modules garantissent une transmission stable et efficace des données vers les unités de contrôle. En fournissant des données précises et en temps réel sur la qualité de l’air intérieur (QAI), ils permettent une interaction intelligente avec le système, telle que l’activation automatique, le réglage du débit d’air ou le contrôle de la ventilation, contribuant ainsi à optimiser l’efficacité énergétique tout en préservant un environnement intérieur sain.

3) Solutions OEM/ODM de contrôle CVC
Au-delà des capteurs et des modules, Cubic propose des solutions OEM/ODM pour des émetteurs, moniteurs et contrôleurs de QAI personnalisés, conçus pour les applications CVC. Les émetteurs collectent et transmettent les données des capteurs, les moniteurs affichent les paramètres clés de la qualité de l’air pour les utilisateurs finaux, et les contrôleurs exécutent des stratégies de contrôle intelligentes telles que la régulation du débit d’air, la commutation de la ventilation et l’optimisation du système.

En tant que partenaire OEM/ODM, Cubic accompagne l’ensemble du processus de développement de produit, de l’intégration des capteurs et de la conception matérielle au développement logiciel, en passant par la fabrication des moules et la validation des prototypes. S’appuyant sur de solides capacités de production en série et des systèmes de contrôle qualité rigoureux, Cubic fournit des solutions personnalisées, évolutives et fiables de contrôleurs et de moniteurs CVC pour une gestion intelligente de la qualité de l’air intérieur.

Solutions de surveillance de la sécurité gazière

La sécurité est l’exigence fondamentale pour les applications au gaz naturel. Une seule fuite non détectée peut entraîner des conséquences catastrophiques telles que des explosions, des intoxications ou de graves dommages matériels. Dans les environnements résidentiels, la combustion incomplète reste l’une des principales causes d’intoxication au monoxyde de carbone (CO) à l’échelle mondiale. Pour prévenir ces risques, Cubic propose une gamme complète de technologies de détection de gaz, garantissant une protection totale pour un usage domestique.

Dans les logements, la surveillance des gaz vise principalement à protéger les familles contre les fuites accidentelles et l’accumulation de gaz nocifs. Les bâtiments résidentiels utilisent généralement des canalisations de gaz naturel, des bouteilles de GPL ou d’autres sources de combustible pour la cuisine et le chauffage quotidiens. Si ces systèmes offrent un certain confort, ils sont également sujets à des défaillances telles que le vieillissement et la corrosion des canalisations, des raccords desserrés ou le dysfonctionnement d’appareils comme les cuisinières, les radiateurs et les chaudières. Dans les pièces mal ventilées, même des fuites mineures peuvent rapidement s’accumuler jusqu’à atteindre des niveaux dangereux.

Pour contribuer à atténuer les risques liés à la sécurité gazière, Cubic s’appuie sur ses technologies de détection éprouvées afin de proposer des solutions de détection de gaz rapides et précises, spécialement adaptées à la sécurité résidentielle. Le capteur NDIR à quatre canaux innovant développé en interne par Cubic pour le méthane (CH₄) offre une haute sensibilité, une réponse rapide et une forte résistance aux interférences courantes telles que l’acide acétique et l’éthanol, ce qui le rend idéal pour détecter les fuites de méthane provenant des appareils ménagers et des canalisations de gaz.

De plus, le capteur électrochimique de CO de Cubic assure une détection fiable des faibles concentrations de monoxyde de carbone causées par une combustion incomplète ou une mauvaise ventilation. La stabilité et la sensibilité du capteur permettent une alerte précoce avant que des niveaux dangereux ne soient atteints, réduisant ainsi considérablement le risque d’intoxication au CO.

Cubic propose également des plateformes OEM/ODM éprouvées de détecteurs de gaz pour la surveillance du CO et du CH₄. Ces détecteurs de gaz se caractérisent par une réponse rapide, des performances stables et un design compact, ce qui les rend parfaitement adaptés à une intégration dans des détecteurs intelligents, des réseaux de sécurité domestique et des systèmes de maison connectée.

Les solutions de surveillance de la sécurité gazière résidentielles de Cubic sont conçues dans un souci de facilité d’utilisation et d’accessibilité. Des détecteurs compacts peuvent être installés dans les cuisines, les sous-sols ou à proximité d’appareils à gaz pour une surveillance continue. Lorsque les concentrations de gaz dépassent les seuils de sécurité, l’appareil déclenche des alarmes sonores et visuelles, incitant les occupants à évacuer les lieux, à aérer ou à couper immédiatement l’alimentation en gaz.

Solutions de comptage intelligent

Le comptage intelligent est essentiel pour parvenir à une gestion efficace, transparente et durable des ressources, permettant une mesure précise et en temps réel de la consommation d’énergie et des services publics.

S’appuyant sur une technologie avancée de détection par ultrasons, Cubic développe des modules de compteurs de gaz à ultrasons conçus pour des applications de comptage intelligent résidentielles fiables et de haute précision. La gamme de modules résidentiels comprend les modèles USM-MN/MP-G1.6/G2.5/G4 et USM-MN/MP-L-G1.6/G2.5/G4, compatibles avec l’air, le gaz naturel, les mélanges de gaz naturel contenant jusqu’à 23 % d’hydrogène et le GPL. Dépourvus de pièces mobiles, ces modules offrent un fonctionnement stable, une faible perte de charge, une faible consommation d’énergie et une forte résistance à la contamination. Des structures de canal d’écoulement optimisées, une compensation de température intégrée et une compensation de pression en option garantissent des performances stables dans des conditions de fonctionnement variables. Leur conception compacte, dotée d’interfaces numériques UART/TTL, permet une intégration aisée dans les systèmes de comptage intelligent de gaz. Ces modules sont conformes aux normes OIML R137 et EN14236 Classe 1,5.

S'appuyant sur ses modules à ultrasons développés en interne, Cubic propose également des compteurs de gaz résidentiels complets (G1,6–G6) utilisant la technologie ultrasonique TOF avec une précision de Classe 1. Ces compteurs de gaz assurent des mesures précises dans un large éventail de conditions de fonctionnement et se caractérisent par une conception compacte et facile à installer, conforme aux normes OIML R137 et EN14236. Afin de renforcer encore la gestion de la sécurité gazière, les compteurs peuvent couper automatiquement l’alimentation en gaz grâce à une commande de vanne intelligente intégrée lorsqu’ils sont connectés aux détecteurs de fuites de gaz Cubic.

3. Pourquoi choisir Cubic ?

Alors que la gestion énergétique intelligente et basée sur les données des bâtiments devient une tendance mondiale, la fiabilité des infrastructures de détection joue un rôle essentiel pour garantir l’efficacité des systèmes de surveillance et de contrôle. L’expertise technologique de Cubic, la durabilité de ses produits, ses capacités de service et sa capacité d’approvisionnement mondiale sont des facteurs clés pour assurer la fiabilité à long terme, la disponibilité et la conformité réglementaire de l’ensemble du système.

Fort de plus de 20 ans d’investissements continus en R&D, Cubic a mis en place des plateformes technologiques complètes de détection de gaz et développé de solides capacités en matière de développement de capteurs, d’ingénierie produit et de fabrication à grande échelle.

En combinant des technologies de détection de haute précision, une conception matérielle fiable et un traitement intelligent des données, Cubic fournit des données de surveillance stables et fiables pour les paramètres clés des bâtiments, tels que la qualité de l’air intérieur, la sécurité gazière et la consommation d’énergie. Ces capacités permettent une intégration transparente avec les systèmes d’automatisation des bâtiments, les plateformes CVC et les écosystèmes de maison connectée, prenant en charge des applications telles que la surveillance environnementale, le contrôle de la ventilation, les alertes de sécurité et l’optimisation de l’efficacité énergétique.

Grâce à des solutions de détection fiables, à une capacité de production évolutive et à des capacités d’approvisionnement mondiales, Cubic donne à ses partenaires les moyens de construire des bâtiments plus sûrs, plus sains et plus économes en énergie, contribuant ainsi à la transition globale vers une exploitation des bâtiments durable et à faibles émissions de carbone à l’échelle mondiale.