Fenêtres intelligentes : quand les menuiseries deviennent actives

Motorisation, capteurs et commande

Une fenêtre intelligente n'est pas un type de fenêtre à proprement parler, mais le résultat de l'association de trois éléments. La motorisation peut être assurée par un moteur à chaîne ou à vis, installé sur la fenêtre. Dans les systèmes spécialement conçus à cet effet, le moteur peut être intégré au profilé ou à la quincaillerie et également actionner le verrouillage. Le choix dépend du type de fenêtre, du poids de l'ouvrant et des fonctions de sécurité souhaitées.

Les capteurs fournissent les informations auxquelles réagit le système de commande. Un détecteur de pluie peut déclencher la fermeture d'une fenêtre ouverte, tandis qu'un capteur de vent peut en limiter l'ouverture lorsque les rafales sont trop fortes. Les capteurs de température, d'humidité et de CO₂ permettent d'adapter la ventilation et le rafraîchissement nocturne aux conditions ambiantes. Le système de commande détermine ensuite les actions prioritaires. La sécurité et la prévention des dommages doivent être explicitement prises en compte : une fenêtre ouverte pour assurer le rafraîchissement nocturne doit, par exemple, pouvoir se refermer en cas de pluie ou de signal d'alarme, pour autant que l'installation ait été conçue à cet effet.

Les risques de pincement et de cisaillement méritent également une attention particulière. La norme EN IEC 60335-2-103 fait notamment partie des références pertinentes pour les motorisations électriques de fenêtres. Pour l'ensemble du système motorisé, il convient de vérifier quelles exigences en matière de sécurité des produits et des machines sont applicables. Le règlement européen relatif aux machines (UE) 2023/1230 sera applicable, pour l'essentiel, à partir du 20 janvier 2027.

Quel protocole de communication choisir ?

Le choix entre KNX, Zigbee, Wi-Fi ou Matter détermine la manière dont la fenêtre échange des données avec les autres équipements du bâtiment. Cette question doit faire l'objet d'une concertation entre le menuisier, le maître d'ouvrage et les installateurs. KNX est un système de bus normalisé, fréquemment utilisé pour faire communiquer différentes installations techniques dans les habitations et les bâtiments tertiaires. Il peut fonctionner par liaison filaire, sans connexion au cloud.

Zigbee est un réseau maillé sans fil à faible consommation d'énergie, adapté à certains capteurs et appareils alimentés par batterie. Tous les appareils sur batterie ne relaient toutefois pas le signal : ce rôle de routeur est généralement assuré par les équipements alimentés en permanence. Le Wi-Fi est largement répandu, mais peut consommer davantage d'énergie et dépendre d'applications ou de services cloud. Matter, quant à lui, n'est pas une technologie radio distincte, mais une norme d'interopérabilité fonctionnant notamment via le Wi-Fi ou Thread. Le choix doit avant tout s'appuyer sur la fiabilité, la facilité de maintenance et la compatibilité du système. Les fonctions de sécurité critiques ne doivent jamais dépendre exclusivement d'une connexion Internet ou d'un service cloud.

Une fenêtre intelligente n'est pas un type de fenêtre à part entière, mais une combinaison de plusieurs composants

Smart Systems - Une fenêtre intelligente n'est pas un type de fenêtre à part entière, mais une combinaison de plusieurs composants

Ventilation et confort

La ventilation à la demande constitue l'une des applications possibles : plutôt que de suivre uniquement une programmation horaire fixe, le système adapte son fonctionnement aux paramètres mesurés. Le taux de CO₂ est un indicateur utile de l'occupation d'une pièce, tandis que l'humidité relative permet notamment de détecter les pics d'humidité. Les capteurs ne remplacent toutefois pas une conception adéquate de la ventilation : l'amenée d'air, son transfert entre les pièces et son évacuation doivent fonctionner de manière cohérente.

La méthode de calcul PEB flamande prévoit des facteurs de réduction pour certains systèmes de ventilation à la demande. La valeur applicable dépend notamment du type de détection, de la régulation et des conditions auxquelles le système doit satisfaire. Un facteur de 0,35, par exemple, ne peut donc pas être automatiquement attribué à n'importe quelle fenêtre intelligente ou grille de ventilation motorisée. Il convient de vérifier les règles en vigueur et les justificatifs requis auprès du rapporteur PEB ou du concepteur du système de ventilation. Une concentration d'environ 1 000 ppm de CO₂ constitue une valeur indicative pratique, et non un seuil légal universel.

C'est en été que les gains de confort potentiels sont les plus importants. La ventilation nocturne permet d'évacuer la chaleur accumulée lorsque l'air extérieur est plus frais. L'automatisation facilite ce processus : les fenêtres s'ouvrent lorsque les conditions sont favorables et se referment en cas de pluie ou lorsque d'autres conditions prédéfinies sont réunies. Les protections solaires extérieures restent néanmoins essentielles pour limiter les apports de chaleur solaire pendant la journée. L'automatisation ne dispense pas non plus de prévoir des dispositifs de sécurité adaptés : il faut notamment vérifier le comportement du système en cas de coupure de courant ou de défaillance d'un capteur.

En hiver, la ventilation à la demande peut contribuer à éviter d'évacuer inutilement de l'air chauffé. Les économies d'énergie réelles dépendent toutefois fortement du bâtiment, du système de ventilation, de son utilisation et de sa régulation. Il est donc impossible d'avancer un pourcentage d'économie valable pour toutes les fenêtres intelligentes.

Les fonctions de sécurité critiques ne doivent pas dépendre exclusivement d'une connexion Internet ou d'un service cloud

NGOCDIEPWINDOW - Les fonctions de sécurité critiques ne doivent pas dépendre exclusivement d'une connexion Internet ou d'un service cloud

Rétrofit (*) ou construction neuve ?

Pour les fenêtres existantes, deux questions sont essentielles : est-il techniquement possible d'installer une motorisation en toute sécurité, et l'alimentation électrique ainsi que la commande peuvent-elles être mises en place ? Des capteurs sans fil et des moteurs en applique alimentés par batterie ou énergie solaire peuvent parfois être ajoutés sans travaux de démolition importants. Des grilles de ventilation ou des protections solaires motorisées peuvent également être envisagées, à condition de disposer de suffisamment d'espace et de choisir une solution compatible avec les menuiseries existantes.

Une motorisation entièrement intégrée, associée à un verrouillage multipoints motorisé, nécessite généralement une fenêtre conçue à cet effet. Sur les ouvrants plus anciens, la rigidité, la quincaillerie, les points de verrouillage, l'usure et l'état du dormant peuvent constituer des obstacles. Ajouter un moteur sans vérifier la résistance mécanique, le verrouillage et la sécurité de fonctionnement ne constitue pas une modernisation responsable. Les passages de câbles entre le dormant et l'ouvrant, ainsi que le raccordement au système d'automatisation du bâtiment, doivent également être étudiés en amont avec les intervenants concernés.

Une solution intermédiaire intéressante consiste à anticiper l'automatisation lors du remplacement des fenêtres dans le cadre d'une rénovation. Lors de la pose de nouvelles menuiseries, il est possible de prévoir dès le départ les passages de câbles, les points de raccordement appropriés et une motorisation compatible. Une automatisation ultérieure sera ainsi plus facile à mettre en œuvre. Les modalités relatives à l'alimentation électrique, au câblage, à la commande et à la répartition des responsabilités doivent être définies avant la commande des menuiseries.

Concevoir pour durer

Une fenêtre peut rester en service pendant plusieurs décennies, alors que les moteurs, capteurs, passerelles de communication et applications deviennent plus rapidement obsolètes. Les composants électroniques doivent donc rester accessibles et pouvoir être remplacés sans endommager la fenêtre. Il est important de se renseigner sur la disponibilité des pièces de rechange, le suivi logiciel, les possibilités de commande manuelle en cas de panne et le remplacement individuel des composants. Dans la mesure du possible, mieux vaut éviter de coller les composants électroniques ou de les noyer dans de la mousse expansive, et privilégier les assemblages démontables. Un protocole largement pris en charge peut également réduire la dépendance à un fournisseur unique. En veillant à ce que les profilés, le vitrage et les composants électroniques puissent être démontés séparément, on facilite le réemploi et le recyclage.

Pour le menuisier, la valeur ajoutée ne se limite donc pas à proposer une fenêtre motorisée. Une préparation technique rigoureuse, une coordination claire avec les autres installateurs et une attention particulière portée à la sécurité et à l'entretien sont autant de facteurs qui détermineront le bon fonctionnement de la fenêtre intelligente à long terme.

(*) Le terme « rétrofit » désigne la modernisation d'un produit, d'un équipement ou d'un bâtiment existant par l'ajout de nouvelles technologies.