Sous-comptage avec compteurs d'énergie Modbus
Compteurs d'énergie Modbus RTU/TCP pour le sous-comptage dans les bâtiments — certification MID, méthodes de câblage, cartes de registres, configuration de passerelle KNX-Modbus et un exemple complet d'immeuble.
Pourquoi le sous-comptage ?
Le compteur d'énergie principal d'un bâtiment mesure la consommation totale. Le sous-comptage la divise au niveau des locataires, des zones ou des systèmes : étage par étage dans les bureaux, appartement par appartement dans les immeubles, CVC vs éclairage vs IT dans les bâtiments commerciaux.
La directive européenne 2012/27/UE (directive sur l'efficacité énergétique) exige un comptage individuel pour les nouveaux immeubles d'habitation lorsque cela est techniquement réalisable et rentable. KNX lit les données des sous-compteurs via Modbus et les affiche sur les contrôleurs de pièce, les tableaux de bord énergétiques et les envoie aux systèmes de facturation.
Directive européenne 2012/27/UE — comptage individuel
Les nouveaux bâtiments résidentiels et polyvalents avec une source centrale de chaleur ou de froid doivent avoir des compteurs de consommation individuels au niveau des sous-unités. Les États membres peuvent également exiger le sous-comptage dans les bâtiments existants lorsque cela est techniquement réalisable et proportionné.
Certification MID
MID (directive sur les instruments de mesure 2014/32/UE) certifie les compteurs d'énergie à des fins de facturation légale. Un compteur certifié MID peut être utilisé pour :
- Facturation des locataires dans les immeubles d'habitation
- Règlement avec le fournisseur d'électricité
- Contrats de performance énergétique
Les compteurs non MID sont parfaitement adaptés à la surveillance interne et à la gestion du bâtiment, mais ne peuvent pas être utilisés pour la facturation. Schneider iEM3155 et Eastron SDM630MCT sont des compteurs Modbus triphasés certifiés MID très répandus dans les projets de l'UE.
| Modèle | MID | Phases | Interface | Remarque |
|---|---|---|---|---|
| Schneider iEM3155 | Oui | Triphasé | Modbus RTU | Direct jusqu'à 80A ; version CT : iEM3255 |
| Eastron SDM630MCT | Oui | Triphasé | Modbus RTU | Type CT, jusqu'à 5A secondaire CT |
| Eastron SDM72CTM | Oui | Triphasé | Modbus RTU | Compact, populaire en CEE |
| WirenBoard WB-MAP3H | Non | Triphasé | Modbus RTU | Surveillance interne, CT triphasé |
| Carlo Gavazzi EM24 | Oui | Triphasé | Modbus RTU | Haute précision, montage sur rail |
| Iskraemeco MT860 | Oui | Triphasé | Modbus TCP | Qualité réseau, DLMS/COSEM |
Câblage : direct vs TC
Il existe deux méthodes de câblage, choisies en fonction du niveau de courant du circuit mesuré :
Câblage direct (jusqu'à 80 A)
Compteur en série avec le circuit — le courant traverse les bornes du compteur. Utilisé pour les alimentations d'appartements individuels, les petites unités commerciales et la surveillance de circuits uniques.
Modèles typiques : Schneider iEM3155, Eastron SDM120, Carlo Gavazzi EM23
Transformateur de courant (TC)
Les TC se fixent autour des conducteurs ; le compteur lit le courant secondaire du TC (généralement max. 5 A). Utilisé pour les feeders d'alimentation principaux, les circuits HVAC et les grandes installations sur jeux de barres jusqu'à des milliers d'ampères.
Modèles typiques : Schneider iEM3255, Eastron SDM630MCT, WirenBoard WB-MAP3H
⚠️ Avertissement circuit secondaire TC ouvert
Ne jamais ouvrir le circuit secondaire d'un TC sous charge. Le secondaire doit toujours être terminé sur le compteur ou un bloc de court-circuit. Un secondaire de TC ouvert génère une haute tension dangereuse. Toujours court-circuiter les secondaires avant de déconnecter le compteur.
Bases de la carte des registres Modbus
La plupart des compteurs d'énergie Modbus utilisent une structure de registres similaire basée sur la convention Eastron/Carlo Gavazzi. Les registres sont lus via le code fonction Modbus 04 (lecture des registres d'entrée). Chaque registre fait 2 octets ; les valeurs flottantes 32 bits s'étendent sur 2 registres consécutifs (big-endian).
Carte des registres Eastron SDM (sélection)
Register Parameter Format Unit ───────────────────────────────────────────────── 40001 Voltage L1 Float32 V 40003 Voltage L2 Float32 V 40005 Voltage L3 Float32 V 40007 Current L1 Float32 A 40009 Current L2 Float32 A 40011 Current L3 Float32 A 40013 Active power L1 Float32 W 40015 Active power L2 Float32 W 40017 Active power L3 Float32 W 40031 Power factor (total) Float32 — 40073 Active energy total Float32 kWh Read: Function code 04 (read input registers) Each 32-bit float = 2 consecutive 16-bit registers
Une passerelle KNX-Modbus (MDT SCN-IP100.03, Loytec LIP-ME201) lit ces registres à un intervalle d'interrogation configurable (généralement 10–30 secondes) et les mappe sur des objets groupe KNX DPT 14.xxx, rendant les données énergétiques disponibles sur le bus KNX pour les contrôleurs de pièce, les visualisations et les modules logiques.
Pratique de câblage d'armoire
Dans un tableau sur rail DIN, les compteurs d'énergie se montent en dessous du disjoncteur qu'ils surveillent. Les compteurs à TC ont des transformateurs de courant installés sur les conducteurs avant (principal) ou après (secondaire) le disjoncteur. Règles clés de câblage RS-485 Modbus :
Exemple : sous-comptage dans un immeuble d'appartements
Un immeuble de 12 logements avec un système complet de sous-comptage Modbus :
Schéma du système – immeuble de 12 logements
Grid supply
│
├── Main meter (Modbus addr 1)
│ Schneider iEM3255, MID, CT 250A 3-phase
│ → Billing settlement with utility
│
├── Apt 01 meter (Modbus addr 2)
│ Eastron SDM120, MID, direct 63A 1-phase
│ → Tenant billing
│ ...
├── Apt 12 meter (Modbus addr 13)
│ Eastron SDM120, MID, direct 63A 1-phase
│
└── Common areas meter (Modbus addr 14)
WirenBoard WB-MAP3H, non-MID, 3-phase CT
→ Lift, stairwell lighting, parking
→ Internal building management only
RS-485 bus: addresses 1–14, all meters daisy-chained
WirenBoard WB-7 controller reads all meters → MQTT
KNX gateway subscribes MQTT → KNX group objects
Monthly billing reports generated per apartmentLe contrôleur WirenBoard WB-7 lit les 14 compteurs via Modbus et publie les relevés sur MQTT. Une passerelle KNX-MQTT (ou Home Assistant avec intégration KNX) rend les données disponibles sur le bus KNX pour l'affichage sur les contrôleurs de pièce et génère des rapports de facturation mensuels par appartement.
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