Les capteurs

• Comprendre le rôle d'un capteur dans une chaîne d'information
• Identifier différents types de capteurs utilisés en domotique
• Décrire le principe de fonctionnement d'un capteur et son intégration dans un système

Le capteur : l'organe des sens d'un système automatisé

Dans un système automatisé, comme ceux utilisés pour le confort domotique, le capteur joue un rôle fondamental : c'est l'élément qui perçoit une grandeur physique de l'environnement et qui la transforme en un signal électrique compréhensible par le reste du système. On peut le comparer à nos cinq sens. Par exemple, un détecteur de mouvement (capteur de présence à infrarouge) est comme l'œil du système, capable de détecter un déplacement. Un capteur de température est comme notre peau, mesurant le chaud ou le froid. Un capteur de luminosité (photorésistance) perçoit la quantité de lumière, un capteur de fumée détecte les particules dans l'air, et un capteur d'ouverture de porte/fenêtre (contacteur) signale une position. La grandeur physique mesurée (température, luminosité, mouvement, etc.) est appelée la grandeur d'entrée. Le signal de sortie du capteur est presque toujours un signal électrique, comme une tension qui varie (ex: 0 à 5V) ou un simple contact ouvert/fermé (tout ou rien). Cette transformation est essentielle pour que la 'partie commande' (le cerveau du système, souvent une carte programmable) puisse traiter l'information.

La chaîne d'information : du capteur à l'actionneur

Un capteur ne fonctionne jamais seul. Il est le premier maillon d'une 'chaîne d'information' qui permet au système de prendre une décision et d'agir. Cette chaîne se décompose en trois étapes principales. 1) L'ACQUISITION : c'est le rôle du capteur. Il acquiert l'information sur l'environnement (ex: la température est de 19°C). 2) Le TRAITEMENT : le signal électrique du capteur est envoyé à une 'partie commande' (comme une carte Arduino, un ordinateur central ou un module domotique). Cette unité compare la valeur mesurée à une consigne (ex: consigne = 20°C). Elle prend une décision selon un programme préétabli (ex: 'SI température < 20°C ALORS allumer le chauffage'). 3) La COMMUNICATION/ACTION : la décision est transmise sous forme de commande électrique à un 'actionneur', qui est l'élément qui agit sur l'environnement. Dans notre exemple, l'actionneur est le radiateur électrique ou la vanne du chauffage. Ainsi, la chaîne complète est : Capteur (acquisition) -> Partie Commande (traitement) -> Actionneur (action). Cette boucle se répète en permanence pour maintenir le confort.

Applications pratiques

Prenons l'exemple concret d'une ventilation automatique dans une salle de bains. Le capteur utilisé est un capteur d'humidité. Quand vous prenez une douche, l'humidité de l'air augmente. Le capteur acquiert cette information et envoie un signal (par exemple, une tension plus élevée) à la partie commande. Celle-ci, programmée avec un seuil (ex: 70% d'humidité), compare. Si le seuil est dépassé, elle décide d'activer l'actionneur : le ventilateur d'extraction. Une fois l'air asséché, le capteur mesure une humidité redevenue normale, la partie commande le détecte et coupe le ventilateur. Autre exemple : l'éclairage automatique d'un couloir. Un capteur de mouvement (PIR) détecte le passage d'une personne. Il envoie un signal 'tout ou rien' (contact fermé) à la partie commande, qui active immédiatement l'actionneur (l'interrupteur du luminaire) pour une durée déterminée. Ces applications montrent comment les capteurs rendent la maison plus confortable, plus sûre et plus économe en énergie.