Principe de fonctionnement
Le dispositif présenté intègre un capteur radar à ondes millimétriques capable de détecter la présence et les mouvements humains dans la pièce. En analysant les variations de phase du signal réfléchi, l’appareil estime la distance et la vitesse des occupants, ce qui permet de déterminer s’il y a réellement besoin de refroidir. Cette information est transmise en temps réel au contrôleur du climatiseur, qui ajuste la vitesse du compresseur et la température de consigne en fonction de l’occupation réelle.
Architecture matérielle et logicielle
Le prototype repose sur un module radar TI IWR6843, choisi pour sa bande de 60 GHz et sa capacité à fournir des mesures de vitesse jusqu’à ±30 m/s avec une résolution de 0,1 m. Le module est couplé à un microcontrôleur STM32F4 qui exécute un algorithme de filtrage Kalman afin de lisser les mesures bruyantes et de différencier les humains des objets inanimés. Le firmware implémente un modèle de consommation énergétique basé sur la charge thermique estimée, et envoie des consignes de modulation de fréquence au compresseur via une interface PWM. Le système communique également avec l’interface utilisateur du climatiseur via le bus I²C, permettant d’afficher la présence détectée et le mode d’économie d’énergie.
Évaluation énergétique et limites
Les tests réalisés dans un laboratoire climatisé montrent une réduction de la puissance active du compresseur d’environ 12 % à 18 % selon le scénario d’occupation (une personne présente versus pièce vide). Cette économie provient principalement de la capacité du radar à mettre le compresseur en mode « low‑speed » dès que la charge thermique chute en dessous d’un seuil prédéfini. Cependant, le gain diminue lorsque la pièce est constamment occupée ou que les variations de température extérieure sont importantes, car le compresseur doit alors fonctionner à pleine capacité. De plus, le radar consomme environ 200 mW en continu, ce qui représente une part non négligeable du budget énergétique total du système, surtout dans les climatisations de petite taille.
Implications pratiques
Le principal avantage de cette approche réside dans la granularité de la détection : contrairement aux capteurs de température classiques, le radar ne dépend pas de la diffusion thermique et peut réagir instantanément aux mouvements. Néanmoins, l’intégration d’un tel capteur augmente le coût matériel et nécessite une calibration précise pour éviter les faux positifs (animaux domestiques, ventilateurs). Le dispositif reste donc plus adapté aux environnements résidentiels ou de bureau où la présence humaine est intermittente et où le coût supplémentaire peut être amorti par les économies d’énergie sur le long terme.
