Comment câbler sa maison ou son appartement...
...pour installer réseaux et domotique.

par Jean-Paul Figer, ARMOSC

Publié le - Mis à jour le

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J'ai conçu et réalisé le câblage d'un immeuble de bureaux en 1985. C'était l'époque des "immeubles intelligents". 20 ans plus tard, ce câblage est toujours en service malgré l'évolution des terminaux, des débits et des technologies. En 1990, à l'occasion d'une rénovation, j'ai refait l'installation électrique et j'ai câblé mon appartement. J'ai pu installer un autocommutateur téléphonique, un système domotique, un réseau local et assurer la transition du minitel à l'Internet sans toucher à la décoration et sans passer de fils supplémentaires.

Installer des fils au fur et à mesure des besoins n'est pas possible pour des raisons de coût et d'esthétique. Les systèmes sans-fil ou les transmissions par courant porteur sur le réseau électrique présentent de nombreux inconvénients qui sont détaillés ici. La seule bonne solution technique et économique consiste à installer à l'avance, lors de la construction ou lors d'une rénovation, tous les fils dont on pourra avoir besoin. C'est le pré-câblage. Ce pré-câblage doit être souple et évolutif pour s'adapter en permanence aux inévitables évolutions de la technologie. Le but de cet article est de vous faire partager mon expérience dans ce domaine.

Principe et architecture d'un pré-câblage

Le principe est très simple à énoncer, un peu moins simple à réaliser. Il faut installer un local technique dit local de répartition qui regroupe les points d'arrivée de toutes les liaisons externes (électricité, téléphone, Internet, télévision, fibre optique, etc..). Toutes les prises de distribution internes (électricité, éclairage, réseau,..) seront reliées directement en étoile sur des répartiteurs dans ce local. Les opérations de raccordement se font simplement dans ce local sur les répartiteurs entre les divers équipements centraux comme disjoncteurs, panneaux de commande, brassage, routeurs ou switchs. Il n'y aura donc plus jamais de fil à "tirer" dans l'appartement. Peu d'architectes comprennent l'intérêt de ce local et ce n'est pas toujours simple de l'intégrer dans les plans. C'est donc à vous de devenir l'architecte de votre câblage!

Le pré-câblage est simple et peu coûteux lors de la construction ou de la rénovation d'une maison ou d'un appartement, puisque c'est simplement la bonne manière d'organiser les fils qui seront nécessairement installés. Le problème majeur à surmonter est la méconnaissance de tout ce qui touche aux réseaux informatiques et à la domotique par les architectes et les différents corps de métiers.

Nous examinerons successivement le local de répartition, la distribution des prises et les caractéristiques particulières des réseaux suivants : électricité, réseau téléphonique, réseau informatique, réseau TV, réseau domotique.

Local de répartition

local techniqueCe local technique est l'élément de base du système de câblage puisque c'est vers lui que convergent toutes les liaisons. Comme tous les câbles internes partent de ce local, il faut choisir un endroit plutôt central pour minimiser la longueur des câbles. il n'y a pas de problème particulier lié à la distance dans un rayon de 100m autour du local. Ce local n'a pas besoin d'être très grand, la taille d'un gros placard est suffisante mais c'est la pièce maîtresse du dispositif. A titre d'exemple, mon local technique mesure 120x150x40cm. Ne pas oublier dans ce local une prise de terre, un dispositif d'aération car les équipements dégagent de la chaleur, un éclairage et quelques prises de courant supplémentaires sur le tableau électrique utiles quand on installe ou vérifie des équipements. Prévoir aussi une large porte qui ferme à clé. Dans ce local, on installera les tableaux électriques, les répartiteurs et les équipements informatiques. Il est bon de prévoir un onduleur pour les équipements réseaux (modem ADSL, routeur, switchs) et les systèmes de surveillance. Sur la photo de droite de mon local technique, on aperçoit les 2 tableaux de répartition électrique (il y en a un troisième avec les compteurs placé dans la cuisine pour les équipements ménagers), l'autocommutateur, les fermes de répartition pour l'arrivée des câbles et les équipements informatiques. L'onduleur placé derrière le PC n'est pas visible sur la photo. Le paquet de fils sur le dos de la porte relie les différents équipements mis au point pour la domotique. Ce n'est pas très présentable mais c'est facile à installer et à modifier.

-Fermes de répartition et modules

ferme module rouge ferme avec un moduleTous les câbles en provenance des prises de distribution ou des équipements doivent être reliés directement à des modules. Il faut donc installer des fermes de répartition (gros rail en aluminium vertical) sur lesquelles on encliquette des modules au pas de 16mm. Le code couleur des modules est bleu pour la distribution vers les prises, jaune pour les ressources, rouge pour les ressources techniques et vert pour les rocades.

Pour effectuer le câblage sur les modules, il faut se munir d'un outil spécial de connexion qui assure la mise en place de la connexion et la découpe du fil en une seule pression.

Modules dans ferme de distribution Détail cablage module

Le nombre de connexions peut devenir rapidement assez important. Je conseille donc de bien respecter les codes couleurs et les affectations usuelles des paires dans les câbles. Je conseille aussi d'identifier toutes les prises et de bien noter toutes les connexions réalisées car, au bout de quelques années, il est impossible de se souvenir de ce qui a été fait. Aujourd'hui, il y a plus de 400 liaisons recensées dans ma base de données câblage!

-Câblage RJ45

Le développement de l'informatique permet de simplifier le câblage précédent en n'utilisant que des câbles RJ45. Il suffit alors d'installer un panneau de brassage équipé de prises RJ45. On peut ensuite relier facilement chaque arrivée de câble soit à un éqipement informatique comme un routeur ou un switch par un simple cordon RJ45 soit bricoler une prise RJ45 pour utiliser le câble pour un autre usage.  Sur la photo ci-après voir le panneau de brassage que j'ai installé dans mon local technique. Il comporte 24 arrivée RJ45 et il coûte moins de 100 euros. dessous on voit un switch Netgear 24 ports.

-PoE ou comment alimenter des équipements avec des câbles RJ45

la plupart des petits équipements à connecter sur le réseau comme les téléphones SIP, les vidéo caméras ou bornes Wi-Fi nécessitent une alimentation en courant électrique. Il faut donc les installer près d'une prise de courant pour brancher l'inévitable adaptateur secteur. Il faut donc un câble réseau plus une alimentation électrique. Il existe une norme IEEE 802.3af dite PoE [Power over Ethernet] qui permet de faire passer du courant continu en plus du signal réseau sur un câble réseau RJ45. Il faut dans le local un switch qui injecte et régule le courant continu et à l'autre bout un équipement qui accepte une alimentation PoE. Dans l'image ci-dessus, en dessous du switch Netgear vous apercevez un switch Linksys qui sert à alimenter des téléphones SIP et une caméra vidéo.

Distribution des prises

Prises de distributionIl faut bien sûr installer des prises de distribution à tous les endroits où seront installés des appareils fixes. Par exemple, j'ai défini une platine de distribution standard installée sur les murs tous les 3 mètres. Cette platine comporte 6 prises qui peuvent être affectées en fonction de besoins particuliers. En standard, il y a 3 prises de courant 220V, une prise réseau, une prise de téléphone et une prise antenne TV/FM. Les prises de courant blanches et l'éclairage sont coupées par un disjoncteur commandé par un interrupteur général manuel ou par l'ordinateur de surveillance. La prise de courant grise reste alimentée en permanence pour brancher des équipements comme les réveils, les magnétoscopes, les réfrigérateurs ou les équipements qui doivent fonctionner 24 heures sur 24 comme la surveillance.
Cette platine est reliée au répartiteur central par les câbles électriques, un câble 4 paires pour le réseau, un câble 2 paires pour le téléphone, un câble coaxial pour la distribution TV/FM et par un câble 10 paires pour la surveillance et les télécommandes. Ca peut sembler un peu luxueux au début, mais 15 ans plus tard, certaines liaisons sont saturées. Il y a 15 ans, j'avais installé du câble téléphone série 278 qui fonctionne encore très bien sur un réseau à 100 Mbit/s. Aujourd'hui, il faut choisir du câble réseau 4 paires catégorie 5e ou 6.
Après 20 ans d'usage, je remplace progressivement mes anciens blocs de 6 prises par un nouveau bloc de 8 prises plus adapté aux besoins modernes.
Prises de distribution
Il comporte 4 prises de courant au lieu de 3. La prise rouge est alimentée en permanence pour les équipements informatiques, réveils ou réfrigérateurs. Il y a deux prises réseau RJ45 pour l'informatique ou le téléphone, toujours une prise TV pour l'arrivée d'un câble coaxial (pour combien de temps encore ?). Derrière le cache, il y a l'arrivée du câble 10 paires qui sert à la surveillance et aux télécommandes.

Installation du réseau électrique

Armoires de distribution électriqueLe réseau électrique est le plus simple à installer et le mieux connu par les entreprises et les architectes. Il faut respecter la norme NF C15-100 dont un lecteur m'a signalé un exemplaire complet et gratuit en ligne ici ou  un extrait sur ce site. Cette norme prévoit au moins 5 prises de courant dans un séjour et au moins 3 prises de télévision si l'appartement fait 100m2. Il faut être beaucoup plus généreux car on n'a jamais assez de prises. Le plus simple est d'installer un ou plusieurs coffrets de répartition dans le local technique central et y rassembler tous les équipements du réseau électrique comme les disjoncteurs, télé-rupteurs, variateurs et horloges.

Pour permettre de télécommander la mise en service et l'arrêt de l'éclairage et des prises non permanentes, j'ai installé un disjoncteur général motorisé qui se commande par bouton poussoir. Un disjoncteur manuel commande les circuits permanents. Il faut installer systématiquement des disjoncteurs pour les prises de courant.

Le réseau téléphonique

Autocommutateur Alcatel 1600En 1990, il n'y avait guère de choix. J'ai donc installé un réseau téléphonique classique avec un petit autocommutateur Alcatel 1600. Le câblage étaitt tout simplement en étoile avec des câbles 2 paires depuis les prises de distribution vers l'autocommutateur.
Aujourd'hui, avec le standard DECT et la VoIP, la situation est bien différente: je n'ai plus de câbles pour le réseau téléphonique. J'utilise la téléphonie SIP avec deux type de postes : des téléphones SIP sans-fil DECT et des téléphones fixes SIP alimentés en PoE par le câble réseau RJ45. Voir ce que j'ai écrit sur SIP ici. .

Le réseau informatique

Je préconise d'installer un réseau local avec des câbles catégorie 5e ou 6 et des prises RJ45. Chaque prise est reliée à un panneau de brassage du local technique comme expliqué plus haut. C'est dans le local technique que l'on affecte une prise à un équipement au moyen d'une jarretière RJ45.

Il faut prévoir 2 prises RJ45 et 2 câbles 4 paires par point de distribution. Si plus de 2 liaisons sont nécessaires, on pourra toujours installer à cet endroit un petit switch ou hub. Chaque prise RJ45 pourra être auto-alimenté selon le standard PoE (Power over Ethernet) ce qui utilise les 4 paires d'un câble (1,2,3,6 pour le réseau et 4,5 et 7,8 pour l'alimentation). Cette technique permet donc de connecter sur le réseau Ethernet avec un seul câble réseau des équipements qui seront auto-alimentés comme des points d'accès Wi-Fi, des téléphones SIP ou des caméras Vidéos.

Pour installer son réseau informatique, voir les différents articles que j'ai publiés sur ce site :

Le réseau TV

Prise FM-TVLe but de ce réseau est de distribuer le signal de l'antenne individuelle ou collective de télévision ou de radio FM. C'est tout simplement une distribution en étoile par un câble coaxial depuis les prises vers le local technique. Dans le local technique, on trouvera un amplificateur et un boîtier de distribution. On peut se poser la question de la pérennité de ce dispositif avec la télévision et la radio par satellite ou par Internet. Il est probable que de nombreux équipements, à brancher directement sur Internet via le réseau local vont voir le jour. En attendant qu'une nouvelle norme s'impose, ce réseau TV, peu coûteux à installer, peut être très utile pour utiliser la plupart des téléviseurs existants.Distribution TV Ampli TV

Le réseau domotique

Dans chaque platine de distribution, il arrive aussi un câble 10 paires relié à des modules du local technique. Ceci permet de connecter facilement tout équipement. Par exemple, toutes les portes et fenêtres ont été équipées de détecteurs d'ouverture et sont ainsi reliées au local technique. Il en est de même pour les télécommandes d'ouverture et de fermeture des volets ou des portes, les capteurs de température ou les éléments de la chaîne Hi-Fi. Comme il n'existe pas de standard, j'ai du développer des interfaces matériels et logiciels spécifiques pour chaque équipement. Tout ceci sera décrit en détail dans un article spécialisé sur la domotique.

Il existe aussi de nombreux équipements à moins de 100 euros qui permettent de connecter des interfaces RS232 ou 16 Entrées/Sorties numériques sur un réseau local Ethernet avec un serveur web intégré pour les piloter comme ici. La fiabilité de ces systèmes n'est pas encore au rendez-vous et je n'ai jamais pu dépasser quelques semaines de fonctionnement sans être obligé de les réinitialiser. Un système de surveillance doit fonctionner 24/24 pendant des années sans panne et c'est pour cela qu'il faut privilégier pour un certain temps encore les liaisons filaires.

Mon système domotique fonctionne sur un PC qui assure la gestion technique centralisée GTC de tous les équipements. Il était accessible de l'extérieur d'abord par un petit serveur videotext puis depuis l'arrivée d'Internet au moyen d'un serveur Web, à condition d'avoir les droits d'accès bien sûr. Vous avez ci-après des exemples des informations fournies. Il faut cliquer sur les images pour les agrandir.

Web Domotique Web Domotique

Conclusion

En attendant d'hypothétiques standards, le câblage d'une maison ou d'un appartement requiert un minimum de compétences techniques car les différents corps de métier ne maîtrisent pas toujours ce domaine. Le local technique et le passage des câbles ne peuvent s'envisager raisonnablement que pendant la construction ou la rénovation. Et même si vous n'avez pas de projet d'utilisation immédiat, c'est une précaution indispensable à prendre pour permettre l'installation simple de tout type d'équipement dans une habitation. Le déploiement de l'ADSL permet d'être connecté au reste du monde pour un coût minimum et il serait dommage de ne pas en profiter.

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Jean-Paul Figer
© Jean-Paul Figer, 1958-2013

J'ai travaillé pendant 40 ans à Capgemini. Cependant les opinions exprimées dans ces articles n'engagent que moi et ne représentent pas la position de Capgemini.

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Avec fils ou sans-fil ?

L'Informatique s'insinue partout à la maison et chaque équipement arrive avec son cortège de câbles : alimentation électrique, réseau, USB, téléphone, coaxial TV. etc... Le rêve serait de remplacer tous ces fils par des liaisons sans-fil (Wi-FI, Bluetooth) ou des liaisons par courant porteur. Ce n'est pas réaliste pour les raisons suivantes :

  • L'équipement sans-fil doit être alimenté en énergie, soit par une liaison électrique permanente, soit par une pile à changer ou une batterie à recharger. La durée de vie des batteries est limitée à 2 ou 3 ans. En revanche, un équipement alimenté par fil a une durée de vie de plusieurs dizaines d'années.
  • Si l'équipement sans-fil est simple, par exemple un contact d'ouverture de porte ou de fenêtre, une liaison sans-fil ajoute de la complexité, diminue la fiabilité et augmente considérablement le prix sans compter l'alimentation électrique à prévoir.
  • La fiabilité et le coût d'une liaison filaire est inégalable surtout pour les liaisons qui demandent une grande fiabilité comme la sécurité ou la domotique.

Le sans-fil est indispensable lorsqu'il est associé à une application de mobilité comme le téléphone individuel, la télécommande TV ou domotique, etc... En revanche, les équipements fixes sont mieux reliés avec des liaisons filaires.

Courant porteur en ligne (CPL) ?

Le problème majeur du "avec fils" est l'installation des fils! Une solution très séduisante, sur le papier, est l'utilisation des Courants Porteurs en Ligne ou CPL. On utilise le réseau électrique existant comme câblage et à l'aide d'adaptateurs, on superpose les signaux des réseaux ou des télécommandes. Cette solution qui a l'air très séduisante présente en fait de nombreux inconvénients :

  • Absence de fiabilité: La mise en marche ou l'arrêt d'un équipement électrique s'accompagne toujours de violents parasites sur le réseau qui perturbent les autres transmissions.
  • Prix des équipements: ces équipements sont fabriqués en petite série donc toujours plus chers que du sans-fil à performances équivalentes
  • Débits plus faibles: la limitation des perturbations électriques conduit à réduire les débits. le système de télécommande par courant porteur le plus répandu, le X10, fonctionne à 50 bits par seconde. Enervant d'attendre une ou deux secondes quand on allume une lampe.
  • Pas de mobilité par construction avec la plupart des inconvénients du sans-fil.

La solution par courant porteur en ligne est donc inutilisable dans la plupart des cas et ne peut en aucun cas dispenser de l'installation d'un bon câblage.