SI la maison connectée se limite essentiellement au Bluetooth et au Wifi, la domotique va plus loin et propose des protocoles de communication spécifiquement étudiés pour cela avec plus de garantie et de sureté dans les échanges.
Quand il est question d’automatiser la maison, plusieurs possibilité s’offrent à nous. La simplicité avec la connectivité wifi déjà en place dans le foyer et pour laquelle la grande distribution regorge de périphériques à prix attractifs qui permettent de connecter un éclairage comme un appareil ou le chauffage en quelques minutes. La banalisation des hauts-parleurs connectés Amazon Echo, Google Nest ou encore Apple HomePod ont largement aidé à cette montée en flèche sur les dernières années. Des appareils simples d’utilisation qui permettent rapidement d’y connecter plusieurs objets connectés wifi et les piloter aisément à la voix.
Puis, il y a des solutions plus techniques et évoluées qui répondent aux besoins et exigences très spécifiques de la domotique et la smarthome en général. On parle alors de protocoles domotiques sans fil. 3 protocoles se distinguent sur ce créneau, il s’agit du Z-Wave, du ZigBee et plus récemment de Thread. Si ce dernier est quelque peu différent, il conserve tout de même plusieurs points communs avec les deux premiers qui en font un protocole domotique d’interêt. C’est d’ailleurs un des protocoles retenus pour le nouveaux standard unifié à venir l’année prochaine. Le ZigBee est l’autre standard domotique, lui aussi sélectionné pour le projet Matter. Partant de ce simple postulat, voici déjà un premier élément de réponse.
Le ZigBee en grand remplaçant du Z-Wave ?
Attardons nous un instant sur le Z-Wave. Ce protocole domotique longtemps considéré comme protocole roi pour la domotique. Un protocole riche en innovation, et taillé pour la domotique. On retrouve un réseau maillé, un retour d’état pertinent dans un tel domaine mais aussi un niveau de sécurité accrue avec un chiffrage des échanges entre les noeuds et le contrôleur. Mais alors pourquoi le ZigBee plutôt que le Z-wave me direz-vous ? Un constat simple au-delà du fait que le Zigbee soit maintenant porté par les géants de l’industrie et de la tech. Le Z-Wave qui est pourtant une merveille de protocole, a sans doute souffert d’une concurrence accrue avec le Zigbee qui a fini par détrôner le roi. Pour autant, le Z-Wave reste aujourd’hui une référence. D’excellents périphériques existent sur le marché, qualitatifs, éprouvés et très performants, mais malheureusement trop chers face à la concurrence.
Il y a donc plusieurs éléments de réponse sur la question du Z-Wave, mais clairement le tarif versus l’offre et la demande. Un protocole solide mais qui tarde à se renouveler, pendant que le ZigBee explose, et se voit supporter par des centaines d’acteurs du marché. Cependant, le Z-Wave reste pour moi un protocole de choix pour un système domotique, j’ai d’ailleurs tendance à favoriser ce dernier pour tout ce qui est périphérique de gestion des ouvrants ou de sécurité. Mais il faut aussi se faire une raison le ZigBee propose une gamme de plus en plus large, avec des prix bien plus attractifs. D’ailleurs plusieurs acteurs du marché qui proposaient des périphériques Z-Wave à l’époque ont abandonné ce dernier au profit du ZigBee …
Le Zigbee est-il le protocole domotique roi de demain ?
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Le Wifi c’est bien mais le ZigBee c’est mieux pour connecter la maison
Si le Wifi profite d’une large portée du signal de la maison, le Zigbee lui profite d’un réseau sans fil dédié et d’un maillage solide qui lui confère un sérieux atout face au wifi. Un maillage qui étend la portée des périphériques et assure une information qui arrivera à coup sûr à destination. De plus, le retour d’état offert par les périphériques ZigBee permet de garantir la délivrance de l’ordre ou de l’information.
Autre élément important, le Zigbee est bien plus économe en énergie que le Wifi. Cela permet aux périphériques alimentés sur pile de profiter d’une bien plus grande autonomie tout en étant plus performants.
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Si le wifi est une solution économique, c’est un très bon moyen pour s’essayer à la maison connectée sans dépenser. Mais une fois un nombre important de périphériques, le réseau risque de vite congestionner et cela pourra se répercuter sur les autres appareils de la maison. Ordinateurs, smartphone, TV, etc… Car oui, à la différence du Zigbee qui a un canal dédié, le Wifi de la maison gère aussi bien le flux de la TV, que la musique ou les jeux vidéo mais aussi les objets connectés de la maison. Il faudrait alors envisager plusieurs réseaux wifi, avec un cloisonnement en VLAN pour isoler les paquets, mais on entre tout de suite dans des solutions techniques qui si elles ne sont pas configurées correctement risque de causer bien des déboires.
Qu’est-ce que le protocole ZigBee ?
Le ZigBee est une norme de réseau sans fil (protocole d’échange) basé sur la norme IEEE 802.15.4, élaboré et maintenu par la ZigBee Alliance. La Zigbee Alliance qui est maintenant renommée la Connectivity Standard Alliance. Ce changement de nom intervient dans le cadre du projet unifié Matter donc la fondation est en charge. Créé en 2002, le ZigBee est maintenant pris en charge par de très nombreux appareils de plus de 400 entreprises. Ce qui en fait une valeur sûre pour l’avenir avec pour garant le nouveau protocole libre et unifié Matter ainsi que les géants de l’industrie qui ont investi beaucoup sur ce protocole.
Pourquoi ce nom Zigbee ?
Le nom Zigbee est inspiré de la manière dont les abeilles (“Bee” en anglais) communiquent entre elles. Pour faire simple, imaginez vous que vos périphériques Zigbee communiquent entre eux comme les abeilles, avec le bourdonnement en moins. Finalement, c’est l’observation de la nature qui a inspiré la création du protocole. Le Zigbee n’a donc rien inventé, il transpose juste ce que la nature fait déjà avec les abeilles depuis des milliers d’années.
Quelle est la portée du Zigbee ?
La norme Zigbee dispose d’une portée théorique de 75 à 100 mètres en intérieur et environ 300 mètres en extérieur sans perturbation et/ou obstacle. Dans la réalité ces distances sont bien souvent inférieures. Plusieurs facteurs interviennent, l’absorption des matériaux, la structure des bâtiments ou encore les autres appareils de la maison. Toutefois le maillage proposé par le ZigBee permet rapidement de dépasser cette portée et avec un nombre suffisant de noeud “routeurs”, généralement des périphériques alimentés sur secteur. Le maillage permet d’offrir une couverture forte et stable dans toute la maison. C’est tout ce que l’on demande d’un protocole domotique. Mais une fois encore, le Z-Wave propose lui aussi exactement la même chose.
En 2021, le Zibgee va au delà de la planète et colonise Mars !
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Comment fonctionne le ZigBee ?
Nous avons donné plusieurs éléments de réponse dans les différents paragraphes du dessus. Un périphérique ZigBee a besoin d’un contrôleur pour exprimer tout son potentiel. Si l’association directe est possible entre deux périphériques Zigbee, par exemple un interrupteur et une ampoule. Ce sont associés à un contrôleur que les périphériques Zigbee sont pleinement performants.
Le contrôleur qui est bien souvent la box domotique (aussi nommé système domotique, serveur domotique ou encore centrale domotique), se charge d’organiser les différentes informations reçues et transmises aux différents capteurs et actionneurs ZigBee. Le maillage expliqué plus haut permet à certains périphériques, alimentés sur secteur le plus souvent, de servir de relai pour conduire l’information du contrôleur au capteur ou inversement. En plus d’offrir une portée étendue, ces relais disposés un peu partout dans la maison constituent un maillage qui permet alors d’offrir différentes routes pour garantir à l’information d’arriver à sa destination. Imaginez qu’une sonde de température cherche à mettre à jour la température mesurée vers son contrôleur mais un périphérique sur lequel elle transite habituellement n’est plus accessible. Cette dernière utilisera un autre périphérique pour rebondir et arriver à tout de même délivrer son information.
Ce maillage, sorte de toile d’araignée est constamment testé, évalué et mis à jour par le contrôleur domotique qui l’optimise continuellement pour permettre un réseau fluide et toujours au top de sa forme.
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Le Zigbee est-il meilleur que le wifi ou le Z-Wave ?
Au travers de cet article, j’ai essayé de vous expliquer les principales différences entre les trois protocoles, au-delà de l’aspect économique et stratégique qui ont une influence non négligeable sur l’évolution du marché, il convient tout de même de confronter ces 3 normes d’un point de vue vitesse de transfert.
Le wifi est sans conteste le meilleur dans cet exercice. Bien que la plupart des objets connectés ne sont pas compatibles avec la fréquence wifi 5Ghz, sur la fréquence de 2,4 Ghz commune au Zigbee, le wifi bat tous les records. En effet, le Zigbee dispose d’un taux de transfert de données de seulement 250Kbits/s. De fait, il est beaucoup plus lent que n’importe quel réseau wifi. Mais il ne faut pas oublier que la taille de trames de données échangées entre un périphérique Zigbee et son contrôleur ne sont que de très petites quantités de données. En comparaison avec son “cousin” le Z-wave, ce dernier ne peux excéder les 100Kbits/s, il est donc considérablement plus lent.
Enfin, si le wifi ne permet pas de maillage entre les périphériques, les deux autres oui. Un contrôleur Z-wave peut supporter jusqu’à 232 noeuds. Ce qui est relativement confortable pour une installation domotique, mais le ZigBee quant à lui peut théoriquement supporter jusqu’à 65 000 noeuds. Bien entendu, de nombreux contrôleurs ne supportent pas encore un nombre si important. Mais c’est toutefois prévu dans la norme.
Tarifs, technique, maillage, portée, retour d’état ou encore supports de grandes marques du marché dont des géants comme Apple, Google ou Amazon pour ne citer que ces 3 là mais ils sont extrêmement nombreux derrière. Tant d’éléments de réponses qui font que le Zigbee est devenu un protocole domotique incontournable. Nativement intégré au projet Matter qui a pour ambition d’unifier la maison connectée dès 2022 avec un protocole libre… Alors oui, longtemps dans l’ombre du Z-Wave, le Zigbee fait à présent de l’ombre à un des meilleurs protocoles domotiques de la décennie.
Qui utilise le Zigbee ?
De plus en plus de systèmes ou de marques se sont mis au Zigbee. C’est avant tout un protocole domotique comme nous l’avons évoqué. Des solutions domotiques comme Eedomus, Jeedom, Homey, Home Assistant ou encore Domoticz utilisent le zigbee (entre autres). Mais certaines marques ont également fait le choix du Zigbee pour leur écosystème. On peut notamment citer Philips Hue qui est un des premiers à avoir misé sur le Zigbee pour connecter ses ampoules et actionneurs avec son pont de connexion. Un pari gagnant qui a contribué au succès que connaît Philips Hue aujourd’hui. D’autres marques proposent des HUB zigbee pour centraliser les périphériques Zigbee, sans pour autant passer par une box domotique. Tuya par exemple, mais aussi Xiaomi avec son écosystème Aqara et sa gateway, ou encore Sonoff et son sonoff zbbridge.
Lidl qui a proposé cette année une offre intéressante et low-cost comme à son habitude, mais là encore basée sur le protocole Zigbee avec la gateway Lidl. Ikea propose également toute une gamme d’ampoules et de périphériques Zigbee dans ses magasins. Là encore centralisés autour d’une passerelle Tradfri.
Enfin, Amazon a également misé sur le Zigbee pour la maison connectée. Depuis les dernières générations de son haut-parleur connecté doté de l’assistant Alexa, Amazon embarque une puce ZigBee pour y connecter directement les périphériques domotiques qui utilisent ce protocole. De fait l’Amazon Echo mais aussi l’Echo Show 10 ou encore l’Echo Studio devienent des HUB Zigbee pour la maison connectéeau même titre qu’un pont Philips Hue ou une box domotique. Amazon a également introduit une puce Zigbee dans son système de wifi MESH eero. De quoi utiliser le routeur eero en relais Zigbee pour un assistant Echo et en étendre la portée.
Vous l’aurez compris beaucoup de marques se sont mis au Zigbee et bien d’autres vont s’y convertir dans les prochains mois. Pour suivre l’actualité et nos guide Zigbee je vous invite à suivre notre page dédiée au ZigBee.
Quelle passerelle Zigbee choisir ?
Quand on parle de paserelle Zigbee en domotique, on parle d’un contrôleur additionnel qui vient se connecter sur un port USB de la box pour lui permettre de dialoguer en Zigbee. Aussi appelé Dongle, ce dernier se matérialise par une sorte de clé USB qui embarque une puce Zigbee et l’électronique nécessaire pour l’exploiter. C’est ensuite la couche logicielle du système domotique qui tout comme un périphérique USB sur un PC va utiliser un plugin doté de driver pour exploiter ce “dongle” Zigbee.
La plupart des serveurs domotiques du moment permettent d’utiliser un contrôleur Zigbee additionnel. On cite par exemple la box Eedomus, la box Homey, mais aussi les box Jeedom officielles ou les versions DIY sur Raspberry Pi, idem pour Home Assistant et Domoticz. Enfin, un système domotique tels que Jeedom ou Home Assistant, virtualité sur un serveur EsXi ou un NAS Synology peut aussi bénéficier du Zigbee via un dongle. Zigate, conbee II, cc2531… C’est aussi les modules GPIO pour Raspberry pi comme Raspbee II ou la PiZigate.
Pour une box domotique
Pour un NAS Synology ou un ESX
Pour un Raspberry Pi
Le projet Zigbee2MQTT
Une autre façon de centraliser ses périphériques Zigbee dans une stratégie domotique est d’utiliser la passerelle domotique Zigbee2MQTT. Il s’agit d’un projet libre et gratuit qui peut être déployé simplement sur un Raspberry Pi ou alors une machine virtuelle. Nous vous expliquons en détail comment procéder pour l’une ou l’autre des solutions.
Quelques périphériques qui ont fait le succès du Zigbee
Beaucoup de périphériques sont maintenant disponibles mais quelques incontournables sont à posséder. Aussi bien dans les fonctionnalités proposées que dans la tarification attrayante et l’efficacité de ces périphériques. Nous vous avons fait une sélection des périphériques Zigbee les plus populaires.
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