Ce que coûtent la pompe à chaleur et la voiture électrique, par phase et par zone

Une maison en triphasé, avec une pompe à chaleur pour le chauffage et une borne murale de 11 kW dans le garage. Le tarif comporte un prix de jour de 06:00 à 22:00 et un prix de nuit moins cher de 22:00 à 06:00. La voiture se met en charge quand quelqu'un rentre, vers dix-huit heures. Deux questions en découlent : combien coûte la recharge du soir comparée à celle de la nuit, et quelle part du mois représente la pompe à chaleur ?

Ce guide construit cette maison sur un hub RBgrid réel. Un rbAmp STD-U3I3, un compteur d'énergie de précision, mesure l'entrée triphasée, phase par phase. Trois modules Basic, un par phase, mesurent la borne et la pompe à chaleur sur chacun de leurs trois conducteurs, ainsi que la cuisine. L'application valorise chaque circuit au tarif à deux zones. C'est la même maison que House with heat pump and EV sur la démo en ligne : vous pouvez donc voir le résultat final avant de construire quoi que ce soit. Les captures d'écran de ce guide proviennent de la démo et montrent des données de démonstration.

Ce que vous aurez à la fin

• La puissance et le coût de toute la maison à l'instant, et de chaque circuit.
• Chaque phase de l'entrée, mesurée : puissance, courant, tension et charge par rapport au disjoncteur.
• La borne et la pompe à chaleur, chacune affichée comme une seule charge, bien qu'elles soient mesurées sur trois conducteurs.
• Aujourd'hui et le mois en cours à ce jour, au prix de jour et au prix de nuit.
• L'historique de chaque circuit, conservé sur le hub : par heure pendant 60 jours, par jour pendant environ 13 mois, par mois pendant 3 ans. Vous pouvez télécharger n'importe lequel en CSV.
• Des notes de l'application sur l'endroit où l'argent d'aujourd'hui est allé, et sur la recharge tombée dans la zone la plus chère.

Vous surveillez déjà dans Home Assistant ? Le hub peut aussi envoyer à Home Assistant la puissance et l'énergie de chaque point, via MQTT ; votre installation actuelle peut rester telle quelle. Les mesures par phase de l'entrée triphasée, les groupes, l'état des bornes et les montants restent dans l'application RBgrid, avec les vues d'historique et les notes. → Un compteur de puissance pour Home Assistant

Ce dont vous avez besoin

Le STD-U3I3 est un compteur d'énergie de précision : sur l'entrée, il fournit une mesure exacte de toute la maison, phase par phase. Il existe en kit 60 A ou 100 A ; pour le disjoncteur principal de 35 A de cette maison, le kit 60 A. Ses capteurs sont appairés au module et ne sont pas remplaçables : il n'y a donc aucune pince à acheter pour l'entrée et aucun capteur de courant à choisir dans l'application.

Un module Basic par phase. Un module Basic calcule la puissance de chaque canal à partir de sa propre entrée de tension unique. Une pince sur un circuit d'une autre phase mesurerait faux. Donc l'entrée de tension de chaque module Basic va sur une seule phase, et ses pinces ne vont que sur les circuits de cette phase. La borne et la pompe à chaleur consomment sur les trois phases, donc chaque phase a besoin de son propre module :

Choisissez chaque pince de circuit au calibre le plus petit égal ou supérieur au disjoncteur du circuit (voir Choix de la taille des pinces).

Beaucoup de pompes à chaleur sont monophasées : il n'y a alors qu'une seule pince, sur le module de la phase à laquelle elle est raccordée, liée comme un seul point.

La maison de démo a la même disposition : le STD-U3I3 sur l'entrée et un Basic UI3 par phase, avec les mêmes circuits sur les mêmes canaux. Elle accepte un SCT-013-030 sur chaque canal Basic ; choisissez le vôtre selon le disjoncteur, comme indiqué plus haut. Vous ne savez pas quelle pince vous avez ? Voir Quel SCT-013 avez-vous ?

Le schéma montre où se placent les pièces RBgrid dans le tableau : les propres capteurs du compteur sur les trois conducteurs d'entrée, une pince sur chaque phase de la borne et de la pompe à chaleur, les quatre modules et le hub sur le rail. Les couleurs de phase indiquent à quel module Basic appartient chaque pince. Les protections à prévoir dans votre tableau, et leur agencement, relèvent de votre électricien.

Safety. Pour tout travail à l'intérieur d'un tableau électrique, faites appel à un électricien qualifié.

Ne serrez qu'un seul conducteur (L) par circuit, jamais le câble entier : les courants de L et de N s'annulent.

Une charge triphasée reçoit une pince sur chacun de ses conducteurs L1, L2 et L3, chacune sur le module Basic de cette phase ; pas de pince sur N.

1. Câbler, flasher, connecter

1. Câbler les modules : le STD-U3I3 et les trois Basic UI3, leurs entrées de tension et leurs capteurs.
   • Le STD-U3I3 : ses entrées de tension se câblent comme celles d'un module Basic : fil AWG26–22, un fusible d'au plus 0.1 A sur chaque ligne L, et il lui faut le neutre (bornes N, L1, L2, L3). Ses trois capteurs vont sur les trois conducteurs d'entrée, chacun avec sa flèche dans le sens d'import, du réseau vers la maison.
   • Chaque Basic UI3 : son entrée de tension sur sa propre phase et N, à travers son fusible ; ses pinces sur les circuits de cette phase (tableau ci-dessus), chacune avec la flèche pointant vers la charge. Un module Basic ne compte que dans un sens, donc une pince montée dans le mauvais sens ne lit rien.

Le conducteur que vous appelez L1 doit être le même partout : le capteur L1 et la borne de tension L1 du STD-U3I3, l'entrée de tension du module Basic L1, et les pinces de ce module. Idem pour L2 et L3. La vérification de l'étape 5 le confirme.

Placez chaque module à moins de 15 cm du hub. Pour les longueurs plus importantes, voir la section sur la longueur du bus du guide de câblage rbAmp. Les câbles I²C des modules ne se raccordent au hub qu'un à la fois, plus tard, pendant Add a module, hub éteint.

2. Ne connectez que le STD-U3I3 au hub pour l'instant (alimentation, GND, SDA, SCL), à son adresse I²C d'usine 0x50. → Quick start, étape 1
3. Flasher le hub, le connecter à votre Wi-Fi et ouvrir l'application, sur webapp.rbgrid.io ou installée sur le hub : suivez les étapes 2 à 4 du Quick start, puis revenez ici.

Un hub neuf fait du module à 0x50 votre grid input de lui-même, ainsi qu'un point de tension. Il n'y a rien à lier pour lui. À l'étape 3, vous en faites une entrée triphasée.

2. Lancer l'assistant de configuration

L'application s'ouvre avec une bannière, The hub still has its factory settings. Choisissez Set up →. → The setup wizard

• Security: définissez un jeton d'API et notez-le.
• Site & time: scénario Home, un nom de site (la démo utilise « Demo house »), votre fuseau horaire ; vérifiez que l'horloge affiche synchronized.
• Sensors: l'entrée réseau est déjà là. Laissez le reste pour l'étape 5.
• Tariff: utilisez le formulaire rapide pour saisir les prix. Saisissez le prix du jour, activez There is a night rate (23:00–07:00) et saisissez le prix de nuit. Laissez Price as on the bill — incl. VAT activé si les prix de votre facture incluent la TVA, et vérifiez la VAT, % : un hub neuf démarre à 21 %. Laissez le prix de l'export vide : cette maison n'a pas de solaire.

Les heures de nuit du formulaire rapide sont fixées à 23:00–07:00. La nuit de cette maison va de 22:00 à 06:00, donc vous déplacez les heures à l'étape 6.

La démo utilise Day 06:00–22:00 à 0.38 et Night 22:00–06:00 à 0.29 par kWh, TVA de 19 % incluse (son plan les stocke hors TVA, soit 0.3193 et 0.2437, ce que montre la capture de l'écran Tariffs). Utilisez les prix de votre propre facture.

3. Passer l'entrée en triphasé

Une entrée triphasée est prise en charge sur un seul STD-U3I3. Ouvrez Points : la carte du STD-U3I3 affiche l'entrée réseau.

1. Sur la carte du module, appuyez sur Use as the three-phase input.
2. Confirmez Use as the input. L'entrée conserve son historique.
3. Appuyez sur Restart now.

Après le redémarrage, l'entrée devient un seul point, L1–L3, avec une lecture par phase. → Use as the three-phase input

Ensuite, ouvrez Settings → Mains et choisissez Three phase. Mains system s'applique aussitôt, et la liste Phase de chaque point propose désormais L1, L2 et L3. La tension et la fréquence nominales, si vous les modifiez, ne s'appliquent qu'après un redémarrage du hub (Save and restart). Les valeurs par défaut conviennent à une alimentation 230/400 V. → Settings

Sur l'entrée réseau, ouvrez Point setup et réglez :

• Input breaker, A : votre disjoncteur principal (35 A ici) ;
• Input limit, kW : ce que votre alimentation permet. Sans puissance contractuelle, utilisez le disjoncteur : 35 A × 230 V × 3 conducteurs = 24.15 kW, comme dans la démo. Si les deux ne correspondent pas, l'application propose une valeur calculée à partir du disjoncteur.

Les capteurs du STD-U3I3 sont étalonnés en usine avec le module, donc il n'y a aucun capteur de courant à choisir.

4. Ajouter les trois modules Basic

Connectez les modules Basic un à la fois, avec Points → Add a module. Chaque module sorti de sa boîte répond à la même adresse, 0x50. Donc, à chaque fois, le module qui répond à 0x50 est d'abord déplacé vers une adresse libre, puis le nouveau module est connecté à 0x50. Au premier tour, c'est le STD-U3I3 qui se déplace : il conserve ses points, son historique et ses réglages. → Adding modules

Pour chaque Basic UI3 (L1, puis L2, puis L3) :

1. L'application propose une adresse libre, par exemple 0x51, et y déplace le module qui se trouve maintenant à 0x50.
2. Éteignez le hub et connectez le câble I²C du nouveau module au hub. Il répond à 0x50.
3. Rallumez le hub, ouvrez de nouveau Add a module, appuyez sur Scan, puis sur Add.

Les canaux de chaque module apparaissent désormais sous Free sensors. Les adresses finales dépendent de l'ordre d'ajout des modules, et elles n'ont pas d'importance : les points se reconnaissent à leurs noms. La page Points de la démo montre un autre jeu d'adresses.

5. Configurer les circuits

Commencez par créer deux groupes : Settings → Consumer groups → Add group, « EV charger » puis « Heat pump », puis Save. → Consumer groups

Ensuite, Bind chaque capteur libre avec son nom, son rôle, sa phase et sa valeur nominale de ligne. Ouvrez le Point setup de chaque nouveau point pour le disjoncteur, le capteur de courant et le groupe.

La démo donne aussi à chaque point un nom court pour les schémas, comme « EV L1 » et « HP L1 » ; la page Points les affiche.

• Line rating est ce que le disjoncteur du circuit autorise : disjoncteur × 230 V (par exemple 10 A → 2.3 kW, 16 A → 3.68 kW, 25 A → 5.75 kW). La démo utilise ses propres valeurs : 1.4 kW sur les lignes de la pompe à chaleur.
• Les rôles Charging station et Heating/cooling excluent la borne et la pompe à chaleur de l'estimation de veille de l'application, car elles fonctionnent selon leur propre programme.
• Phase : la phase de l'entrée de tension du module ; chaque canal d'un module est sur cette phase.
• Current sensor doit correspondre à la pince réellement montée. → Points

Pourquoi trois points par charge. La borne et la pompe à chaleur consomment chacune sur les trois phases. Une pince par conducteur, sur le module de cette phase, mesure chaque phase telle qu'elle est. Mettez les trois points dans un même groupe avec le même rôle, et l'application les affiche comme une seule charge : une ligne sous le nom du groupe dans Where the money goes today, et un nom dans la note de recharge. Jusqu'à une prochaine version, l'application compte trois fois les sessions d'une borne liée en trois points.

Réglages de la borne. Une fois la borne liée, Settings → Charging stations apparaît : le seuil de recharge (500 W par défaut), le temps d'inactivité et le prix par kWh. Chaque point VE les utilise, donc avec trois points par borne, chaque point de phase est comparé au seuil. → Charging stations

Redémarrez le hub (Settings → Administration). Un point nouvellement lié affiche aussitôt des valeurs en direct et commence à conserver l'historique après le redémarrage ; rien de ce qui a été mesuré auparavant n'est perdu. Le hub conserve l'historique de 12 points au maximum ; cette maison en a huit. Une charge triphasée mesurée par conducteur utilise trois des 12 emplacements d'historique, donc prévoyez de la marge.

Vérifiez : allumez une charge que vous connaissez, par exemple une bouilloire sur le circuit de cuisine. Son point doit afficher environ la puissance nominale de la bouilloire, et le L1 de l'entrée doit augmenter d'à peu près autant.

6. Régler les heures du tarif

Ouvrez Tariffs. Le formulaire rapide a laissé une zone Day et une zone Night de 07:00–23:00 et 23:00–07:00. → Tariffs

• Zone Day : From 06:00, To 22:00, les sept jours.
• Zone Night : From 22:00, To 06:00, les sept jours. Une plage peut passer minuit.
• VAT %: 19 dans la démo ; la vôtre d'après votre facture.
• Default zone: Day ou Night, pour qu'aucune heure ne reste sans prix.
• Net metering: désactivé. Cette maison n'exporte rien.

Vérifiez The week by zones : chaque heure doit être Day ou Night, sans trou ni chevauchement. Puis Save.

Le plan de la démo affiche aussi une « Standing charge » mensuelle. Ne la copiez pas : les coûts dans RBgrid sont basés sur l'énergie, le hub n'inclut aucun frais fixe dans les coûts, et l'éditeur ne les affiche pas.

7. Ce que l'application affiche

The Overview s'ouvre en mode Money : ce que coûte la maison par heure maintenant, aujourd'hui et le mois en cours à ce jour, ainsi que la zone tarifaire en vigueur. Le coût de chaque circuit est son énergie au prix d'achat de la zone : une heure en zone Day au prix de jour, une heure en zone Night au prix de nuit. → The Overview

La carte Phases affiche « measured at the input », avec « breaker 3 × 35 A (per phase) ». Chaque phase montre sa puissance, son courant et sa tension, et une barre par rapport au disjoncteur. Dans la démo à 19:30, avec la voiture en charge et la cuisine active, L1 porte davantage que L2 et L3, car la cuisine est sur L1. La carte indique aussi le déséquilibre de courant ; sur un hub réel, elle ajoute un contrôle de rotation des phases.

Sur la carte des flux, l'onglet By phase place chaque ligne sous sa phase. Les onglets de groupe, « EV charger » et « Heat pump », montrent chaque charge séparément. → Phases

Insights transforme les mesures et le tarif en courtes notes. Dans la maison de démo, à 19:30, elles disent :

• Expensive now: Day — 1.3× the "Night" rate, avec les heures de la zone de nuit et le moment où elle commence ;
• EV charger yesterday: 27.6 kWh in the "Day" zone, avec la note de l'application selon laquelle the same energy in the "Night" zone would have cost ≈ €2.48 less — at the plan's rates for the energy actually used ;
• Where the money goes today: la borne et la pompe à chaleur sur une ligne chacune, puis la cuisine et le reste non mesuré ;
• Month cost forecast, d'après le rythme depuis le début du mois, aux tarifs actuels ;
• Standby use ≈ 295 W round the clock: la charge de nuit minimale de la maison, sans la borne ni la pompe à chaleur.

Ce sont les estimations de l'application à vos tarifs actuels, marquées par ≈. → Insights

History affiche chaque circuit par heure, par jour ou par mois, en énergie, en puissance ou en argent. Hier par heure en puissance montre le bloc de la borne de 18:00 à 20:30. La pompe à chaleur fonctionne une partie de chaque heure, davantage la nuit et le matin qu'à midi. Download CSV enregistre ce que vous voyez. → History

L'historique avance par l'heure au plus fin ; les valeurs en direct se mettent à jour toutes les 3 secondes sur l'Overview (et via MQTT). L'énergie des modules qui comptent à bord avance par pas de 15 minutes.

Les heures de recharge du soir

Dans la démo, la voiture charge de 18:00 à 20:30 chaque jour : environ 11 kW pendant deux heures et demie, entièrement en zone Day. C'est le schéma que désigne la note de recharge.

Un jour de la démo fait exception. Trois jours avant « aujourd'hui », la voiture a chargé de 22:00 à 00:30 à la place, en zone Night. Ouvrez History, 7 days, en Money : la charge a passé minuit, donc deux barres diffèrent des autres. Le jour où elle a commencé, sans recharge du soir, est plus bas ; le lendemain, avec la dernière demi-heure s'ajoutant à sa propre recharge du soir, est un peu plus haut.

RBgrid ne démarre ni n'arrête la borne. Il mesure ce que la borne a consommé et valorise chaque heure selon sa zone. Si vous décidez de charger plus tard le soir, c'est votre choix, à régler sur la minuterie de la voiture ou de la borne. La note de l'application affiche alors la recharge de la veille aux tarifs qui s'appliquaient.

Les lignes de la borne fonctionnent aussi près de leur valeur nominale : environ 16 A sur une ligne de 20 A représentent environ 80 % de la valeur nominale de 4.6 kW. Dans le tableau Points, sous Details, c'est la marque high, et avec de petites variations de lecture, le mot peut apparaître et disparaître. Ce signal concerne la valeur nominale de la ligne, pas la pince.

Choix de la taille des pinces

Une pince a une plage, et ses deux extrémités comptent. Trop petite, et ses lectures sont coupées au-dessus de sa valeur nominale ; trop grande, et les petits courants se lisent comme zéro sur un module Basic. Une pince dont la valeur nominale égale le disjoncteur du circuit reste dans cette plage, c'est pourquoi le tableau associe chaque pince à son disjoncteur. → Choix de la taille des pinces

Si un point signale que votre pince est trop petite : l'application compare le disjoncteur au courant à partir duquel la pince commence à écrêter, une valeur que le hub rapporte — pour un SCT-013, environ 16 % au-dessus de sa valeur nominale, soit environ 11.6 A pour une pince de 10 A. Donc une pince de 10 A sur un disjoncteur de 10 A, ou une pince de 20 A sur un disjoncteur de 20 A, se lisent correctement. Une pince dont la valeur nominale égale le disjoncteur est correcte et n'émet plus d'avertissement. Sur l'app v1.1.4 et antérieures, la vérification utilisait une limite 10 % en dessous de la valeur nominale, donc elle avertissait précisément pour ce couple — « The line breaker 10 A is above the sensor's limit (9 A)… » — alors que la pince lisait correctement à sa valeur nominale.

Données de démo et votre maison

• Dans la démo, la voiture charge à la même heure chaque jour. La charge nocturne unique est scriptée, et elle suit l'horloge : elle se situe toujours trois jours avant aujourd'hui.
• La pompe à chaleur de la démo n'a pas de météo. Son usage horaire est une part fixe de chaque heure, sans pics de démarrage ni dégivrage. Une vraie pompe à chaleur suit la température extérieure.
• Les chiffres par phase de la démo sont calculés à partir de ses circuits. Sur un hub réel, le STD-U3I3 mesure chaque phase à l'entrée.
• La démo installe un SCT-013-030 sur chaque canal Basic et attribue à ses lignes de pompe à chaleur 1.4 kW ; choisissez vos pinces et vos valeurs nominales selon vos propres disjoncteurs.
• L'historique d'argent de la démo exclut la TVA. Le coût de votre hub l'inclut.
• La mise à jour du firmware des modules dans la démo est simulée.
• L'historique commence à la mise en service du hub ; les données d'autres systèmes ne sont pas importées.
• Vos chiffres dépendent de vos circuits et de vos prix ; rien dans ce guide ne promet un résultat.

En cas de problème

• Use as the three-phase input n'est pas proposé : le STD-U3I3 doit être présent et l'entrée ne doit pas être déjà triphasée. → Sensors and modules
• Add a module ne trouve rien de nouveau : vérifiez qu'un seul nouveau module est connecté, et que le hub était éteint pendant le branchement. → Adding modules
• Un circuit affiche 0 pendant que sa charge fonctionne : la pince est peut-être montée dans le mauvais sens (le point affiche sensor reversed — not metered).
• Un circuit affiche une puissance invraisemblable : vérifiez que sa pince est sur un module dont l'entrée de tension est sur la même phase.
• Sensor limit ou clipping sur un point : le circuit tire plus que la valeur nominale de sa pince ; voir Choix de la taille des pinces.
• La mauvaise zone s'applique : vérifiez le fuseau horaire du hub et The week by zones. → Tariffs

Suite

• Ajoutez d'autres circuits : les modules L2 et L3 ont chacun un canal libre pour un circuit de leur phase ; un hub accepte jusqu'à huit modules et conserve l'historique de 12 points au maximum. → Sensors and modules
• Exploitez les données dans vos propres outils (pour les utilisateurs avancés). Outre les téléchargements CSV de History, vos outils peuvent lire l'historique de tout point qui conserve un historique (jusqu'à 12 points) via l'API REST du hub : GET /api/v1/history?unit=…&period=hour|day|week|month|year&type=energy|electrical|economics, avec un jeton de lecture si vous en avez défini un. Ou via MQTT : la commande cmd history, avec la réponse sur cmd/resp. Les commandes MQTT ne vérifient pas encore de jeton de lecture ; utilisez donc un broker avec ses propres utilisateurs. → MQTT
• Affinez le tarif : plus de zones, des frais par kWh. → Tariffs
• Voyez le coût et l'équilibre entrée-lignes par point. → Economics
• Envoyez les données à Home Assistant. → Un compteur de puissance pour Home Assistant
• Visitez la maison terminée : demo.rbgrid.io, House with heat pump and EV
• Machines triphasées en entreprise : quelle machine vous coûte cher, dans un atelier
• Seulement l'alimentation, sans les modules de circuit : Votre alimentation triphasée est mesurée sur une seule phase

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