Une question fréquente qui revient régulièrement est :Pourquoi les micromodules commutateurs Z-Wave On/Off ont besoin du fil de neutre alors que les modules variateurs peuvent fonctionner avec seulement 2 fils?

C’est un peu paradoxale de devoir conseiller un variateur qui peut sembler plus complexe, qu’un simple commutateur dans son utilisation, mais qui d’un point de vu câblage reste beaucoup plus simple.

Nous allons essayer d’expliquer simplement pourquoi c’est le cas  sans trop rentrer dans les détails du fonctionnement des produits.

Notez que pour la suite de cet cet article lorsque j’utiliserais le terme de commutateur je ferais référence au modules simple ou double relais Z-wave  et non pas aux interrupteurs mécaniques simples.

Commençons par regarder le câblage d’un circuit d’éclairage traditionnel :

Fig.01

On voit que dans le cas d’un câblage avec un interrupteur classique, celui-ci à besoin de deux fils. Un fil qui le relie à l’ampoule  en direct et un autre qui est en permanence relié sur la phase. Lorsque l’’interrupteur se ferme l’ampoule sera bien alimenter entre la phase et le neutre, le courant circule dans l’ampoule et donc elle s’allumera. En revanche lorsque l’interrupteur est ouvert, aucun courant ne peut circuler et l’ampoule reste éteinte. Ce câblage est généralement vu en cours de physique à l’école ou au collège donc la plupart d’entre nous devrait l’avoir vu au moins une fois mais il est bon de le rappeler.

Câblage d’un micromodule variateur :

Fig.02

Si l’on remplace interrupteur mécanique par un variateur, il fonctionnera parfaitement dans notre circuit avec 2 fils. Les variateurs utilisent des composants électroniques qui vont faire varier la quantité de courant qui circule dans le circuit et le  réduire jusqu’à ce qu’il soit suffisamment faible pour que la lampe ne puisse plus s’allumer.

Cela signifie que même lorsque vous avez réduit le variateur à 0% pour éteindre l’ampoule, le circuit n’est pas totalement éteint. En réalité il reste toujours un courant résiduel très faible qui circule dans le circuit qui passe à travers le variateur et l’ampoule. Ce leger courant n’est pas suffisant pour allumer l’ampoule mais il est suffisant pour garder le variateur et son électronique embarque alimentés. Le circuit n’est pas ouvert dons le dispositif reste fonctionnel. Cela permet de continuer à contrôler le variateur soit manuellement soit à distance par intermédiaire d’un contrôleur domotique pour à nouveau faire augmenter le courant et rallumer l’ampoule à la puissance désirée.

 

Dans le cas des micromodules commutateur

Fig.03

Si on remplace maintenant notre variateur par un micromodules commutateur simple ou double relais, leur composition électronique interne et leur fonctionnement sont un peu différents. Ils utilisent des relais, qui sont des sortes d’interrupteurs mécaniques à commande électronique. Quand l’interrupteur du relais est fermé, le courant circule dans le circuit ce qui permet d’allumer la lampe. Mais lorsque l’interrupteur du relais s’ouvre, le courant ne peux plus du tout circuler dans le circuit et l’électronique interne du module n’est plus alimenté. Le dispositif ne peut donc plus fonctionner. Aucun commande radio ne peut être reçu, la communication  avec lui est rompu et le module est simplement mort!

C’est pour cette raison que les micromodules commutateurs ne peuvent pas fonctionner dans un circuit avec seulement  2 fils il ont besoin du neutre pour conserver l’alimentation de leur partie électronique.

Câblage d’un micromodule avec le fils de neutre

Fig.04

La seule façon de pouvoir utiliser un micromodule commutateur simple ou double relais c’est de s’assurer qu’il pourra bien être branché directement entre la phase et le neutre comme le montre la figure ci-dessus pour continuer à alimenter son électronique interne en permanence.

Conclusion:

Pour le moment je ne vois pas comment un micromodule intelligent utilisant des relais et qui n’aurait pas besoin du fil de Neutre pourrait être produit, mais il est possible qu’un ingénieur plus malin que moi trouve un jour un  moyen pour le faire. Cela nous simplifierais tellement la vie dans le cas de la rénovation ou d’évolution d’installation classique, car malheureusement le fil de neutre est trop souvent absent de nos installations électriques et cela complique la réalisation du câblage ou l’utilisation de module variateur.

PS: Dans cet article je fessais allusion aux micromodules radio qui utilisent des protocoles comme le Z-wave ou d’autres protocoles radio. L’utilisation d’interrupteurs basés sur la technologie EnOcean (Sans fil et sans pile) peut aussi être une alternative, puisque dans ce cas on supprime purement et simplement tout le câblage des interrupteurs. 

 

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A propos de l'auteur :

Électronicien de formation, j’ai travaillé pendant plus de 10 ans pour un important groupe mondial, leader dans la distributeur de matériel électronique et électrique. L’électronique, la domotique et les nouvelles technologie sont avant tout des passions et ce qui est encore plus intéressant, c’est lorsqu’on peut partager ses passions avec les autres. Aujourd’hui en tant que Directeur de "domogy.com", j’ai l’occasion de partager mon expérience avec les lecteurs du Blog, de proposer mes services pour rendre la domotique accessible à tous et de transmettre mes connaissances au cours de formations domotique.

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  • brazomyna

    Un article qui vulgarise parfaitement la problématique et le fonctionnement. Merci.

    Novice en électrique, pour le problème de l’absence du neutre:

    1) dans quelles contextes cela pose-t-il un souci d’avoir un circuit fermé en permanence avec un courant résiduel TRES faible (quelques mW voire moins) ? Dit autrement, dans quels cas l’utilisation d’un module avec des relais ‘tout ou rien’ s’impose et ne peut pas être remplacé par un module ‘dimmer’ qui serait utilisé uniquement dans les positions 0% et 100% ?

    2) j’imagine que beaucoup d’autres y ont pensé avant moi, mais ne serait-il pas possible de faire que le FGS211 embarque quelque chose comme une micro batterie / condo qui se recharge quand le circuit est fermé et qui garde ainsi suffisamment d’énergie pour continuer à faire fonctionner l’électronique du module quand le circuit est ouvert, sans besoin de neutre additionnel ?

    2b) Et en admettant que le circuit soit fermé tellement rarement qu’on en arrive à une situation d’un déchargement critique de la batterie embarquée, le module pourrait alors basculer pendant quelques secondes en mode ‘je ferme avec un courant résiduel très faible le temps de recharger ma batterie’. Non ?