Quelle machine vous coûte — et à quel point l'atelier est proche de sa limite

Un petit atelier alimenté en triphasé : un parc de machines-outils, un compresseur d'air, un bureau, l'éclairage et la ventilation. L'atelier travaille du lundi au vendredi, de huit heures à dix-huit heures. Les questions ne portent pas tant sur le prix du kWh que sur l'alimentation : à quel point l'atelier s'approche-t-il de ce que le raccordement permet, quel circuit travaille le plus, et qu'est-ce qui continue à consommer une fois que tout le monde est parti ?

Ce guide monte cet atelier sur un vrai hub RBgrid. Un rbAmp STD-U3I3, compteur d'énergie de précision, mesure l'entrée triphasée, phase par phase. Trois modules Basic, un par phase, mesurent cinq circuits. L'application montre le tout dans la vue Business : l'entrée par rapport à sa limite, les phases, chaque ligne par rapport à sa valeur nominale, et un schéma unifilaire. C'est le même atelier que le site Workshop de la démo en ligne : vous pouvez donc voir le résultat final avant de tout construire. Les captures d'écran de ce guide proviennent de la démo et montrent des données de démonstration.

Ce que vous aurez à la fin

• L'entrée : sa puissance par rapport à votre limite d'entrée, avec la marge restante.
• Chaque phase de l'entrée, mesurée : puissance, courant, tension et charge par rapport au disjoncteur.
• Chaque circuit par rapport à sa valeur nominale, avec les lignes qui la dépassent signalées.
• Un schéma unifilaire de l'installation, avec vos groupes comme tableaux divisionnaires.
• Un historique pour chaque circuit, conservé sur le hub, en énergie, en puissance ou en argent : par heure sur 60 jours, par jour pendant environ 13 mois, par mois pendant 3 ans. Vous pouvez télécharger chacun en CSV.
• Des notes de l'application, dont la charge de base la nuit.

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

De quoi avez-vous besoin

Le STD-U3I3 est un compteur d'énergie de précision : à l'entrée, il assure un comptage exact de tout l'atelier, phase par phase. Il existe en kit 60 A ou 100 A ; pour un disjoncteur principal de 63 A, le kit 60 A donne des mesures correctes jusqu'à environ 75 A (mesure rbAmp) ; pour plus de marge, prenez le kit 100 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 voie à partir de sa propre entrée de tension unique. Une pince placée sur un circuit d'une autre phase mesurerait faux. L'entrée de tension de chaque module Basic est donc raccordée à une seule phase, et ses pinces ne vont que sur les circuits de cette phase :

Sur L1, un Basic UI3 convient aussi et laisse de la place pour d'autres circuits L1.

Les machines-outils et les compresseurs sont souvent triphasés. Mesurez une telle machine comme la pompe à chaleur de la maison triphasée : une pince par conducteur, un point par phase, regroupés.

Choisissez chaque pince de circuit avec la plus petite valeur nominale égale ou supérieure au disjoncteur du circuit (voir Choisir la taille des pinces).

L'atelier de démonstration a la même disposition : le STD-U3I3 à l'entrée, le Basic UI1 sur L1 et un Basic UI3 sur chacune des phases L2 et L3, avec les mêmes circuits sur les mêmes voies. Il porte une pince SCT-013-050 sur les machines-outils et une SCT-013-030 sur chaque autre voie Basic ; choisissez les vôtres 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 éléments RBgrid dans le tableau : les capteurs propres au compteur sur les trois conducteurs d'entrée, une pince sur chaque circuit, les quatre modules et le hub sur le rail. Les couleurs de phase indiquent à quel module Basic appartient chaque pince. Les protections dont votre tableau a besoin, et leur disposition, relèvent de votre électricien.

Sécurité. Pour toute intervention dans un tableau électrique, faites appel à un électricien qualifié.

Ne pincez qu'un seul conducteur (L) par circuit, jamais le câble entier : les courants dans L et 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. Câblez les modules : le STD-U3I3, le Basic UI1 et les deux 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 de 0.1 A au plus sur chaque ligne L, et il a besoin du neutre (bornes N, L1, L2, L3). Ses trois capteurs se placent sur les trois conducteurs d'entrée, chacun avec sa flèche dans le sens d'import, du réseau vers l'atelier.
   • Chaque module Basic : 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 vers la charge. Un module Basic ne compte que dans un sens : une pince montée à l'envers ne mesure 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 dans le wiring guide de rbAmp. Les câbles I²C des modules se branchent au hub un à la fois, plus tard, pendant Add a module, hub éteint.

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

Un hub neuf fait de lui-même du module à 0x50 votre grid input, plus un point de tension. Il n'y a rien à lier pour cela. 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 API et notez-le.
• Site & time : un nom de site (la démo utilise « Workshop (demo) »), votre fuseau horaire ; vérifiez que l'horloge affiche synchronized. Le scénario se règle à l'étape 6.
• Sensors : le grid input est déjà présent. Laissez le reste pour l'étape 5.
• Tariff : le formulaire rapide correspond au tarif de la démo. Saisissez le prix de 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 The grid pays per exported kWh vide : l'atelier n'a pas de solaire.

La démo utilise Day 07:00–23:00 à 0.36 et Night 23:00–07:00 à 0.18 par kWh TVA de 20 % incluse (son plan les enregistre hors TVA, soit 0.30 et 0.15, ce que montre la capture de l'écran Tariffs). Utilisez les prix de votre propre facture. Les coûts dans RBgrid sont basés sur l'énergie : l'« Standing charge » mensuelle de la démo n'est pas incluse, ne la copiez donc pas. Laissez Net metering désactivé sur la page Tariffs : l'atelier n'exporte rien.

3. Rendre l'entrée triphasée

Une entrée triphasée est prise en charge sur un seul STD-U3I3. Ouvrez Points : la carte du STD-U3I3 affiche le grid input.

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 mesure pour chaque phase. → Use as the three-phase input

Ouvrez ensuite Settings → Mains et choisissez Three phase. Mains system s'applique immédiatement, 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 le grid input, ouvrez Point setup et réglez :

• Input limit, kW : ce que permet votre contrat d'alimentation ; sans chiffre contractuel, utilisez le disjoncteur principal (A × 230 V × 3). 43 kW dans la démo. C'est le chiffre auquel la vue Business compare l'entrée ;
• Input breaker, A : 63 A dans la démo.

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

La vue Business retient la plus petite valeur entre la limite d'entrée et ce que laisse passer le disjoncteur (63 A × 230 V × 3 = 43.47 kW). Ici, cela fait 43 kW. → Grid input vs limit

4. Ajouter les trois modules Basic

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

Pour chaque module Basic (le UI1 pour L1, puis le UI3 pour L2, puis le UI3 pour L3) :

1. L'application propose une adresse libre, par exemple 0x51, et y déplace le module actuellement à 0x50.
2. Éteignez le hub et branchez le câble I²C du nouveau module au hub. Il répond à 0x50.
3. Rallumez le hub, rouvrez Add a module et appuyez sur Scan, puis sur Add.

Les voies de chaque module apparaissent désormais sous Free sensors. Les adresses finales dépendent de l'ordre d'ajout des modules, et peu importe : les points sont identifiés par leur nom. La page Points de la démo montre un autre jeu d'adresses.

5. Lier les cinq circuits

Créez d'abord deux groupes : Settings → Consumer groups → Add group, « Production » et « Building », puis Save. Dans le schéma unifilaire, ils deviennent les tableaux divisionnaires. → Consumer groups

Liez ensuite chaque capteur libre (Bind) 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.

• Line rating correspond à 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 vue Business compare chaque ligne à cette valeur. La démo utilise ses propres chiffres : 9, 3, 3, 2 et 6 kW, dans l'ordre du tableau.
• Role Heating/cooling exclut la ventilation de l'estimation de charge de base de l'application, car elle fonctionne selon son propre horaire.
• Phase : la phase de l'entrée de tension du module ; chaque voie d'un module est sur cette phase.
• Current sensor doit correspondre à la pince réellement installée. → Points

Les noms courts de la capture d'écran, « Machines » et « HVAC », sont le Short name de chaque point, défini dans le Point setup.

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 ; l'atelier en a six. Une charge triphasée mesurée par conducteur occupe trois des 12 emplacements d'historique, prévoyez donc une marge pour l'avenir.

Vérifiez : allumez une charge que vous connaissez, comme une bouilloire sur le circuit du bureau. Son point doit afficher à peu près la puissance nominale de la bouilloire, et le L2 de l'entrée doit augmenter d'environ la même valeur.

6. Passer à la vue Business

Ouvrez Settings → Site scenario, choisissez Business et confirmez Change. Le jeton API est demandé si vous en avez défini un. Le changement s'applique aussitôt, pour toutes les personnes qui ouvrent ce hub. Just preview l'affiche dans ce navigateur seulement. → Site scenario

7. Ce que l'application affiche

The Overview dans le scénario Business s'ouvre sur la puissance. → The Overview

• Grid input vs limit : la puissance de l'entrée par rapport à la limite de 43 kW, avec une barre et la marge restante.
• Phases, measured at the input, avec « breaker 3 × 63 A (per phase) » : la puissance, le courant et la tension de chaque phase, une barre par rapport au disjoncteur, et le déséquilibre de courant. Sur un vrai hub, la carte indique aussi le sens de rotation des phases.
• Load lines : chaque circuit avec sa puissance, son coût horaire, son courant, l'énergie du jour et sa Load par rapport à sa valeur nominale.
• Needs attention : les lignes qui demandent un contrôle, chacune reliée à son point.
• Single-line diagram : l'entrée, le jeu de barres principal, puis les tableaux « Production » et « Building » avec leurs lignes.

En argent, le coût de chaque circuit correspond à son énergie au prix d'achat de la zone : une heure dans la zone Day au prix de jour, une heure dans la zone Night au prix de nuit.

History sur 7 days, en argent, montre les jours ouvrés, un week-end calme et aujourd'hui jusqu'à présent. Sur la capture (du mardi au lundi), cela fait quatre journées ouvrées complètes, deux barres basses du week-end, et le lundi matin, encore incomplet. Aujourd'hui en puissance, pour le seul compresseur, montre son profil aux heures de travail. → History

L'historique progresse à 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 périodes de 15 minutes.

Details ajoute le graphique horaire, le tableau des points et Insights. Le scénario Business les formule pour une entreprise. Dans la démo, un lundi soir après le travail (19:30), ils disent :

• Expensive now: Day — 2.0× the "Night" rate, avec la note de l'application selon laquelle flexible loads (heating, charging, batches without a fixed schedule) are cheaper to run in the "Night" zone ;
• Where the energy goes today et Month consumption forecast ;
• Today uses ≈ 503% more than yesterday by this hour : un lundi comparé à un dimanche. C'est un artefact de la démo lié à la semaine et au week-end ;
• Base load outside working hours ≈ 1060 W, avec la ligne de l'application Check what can be switched off on a schedule. C'est le plancher de nuit de l'application, calculé sur les heures calmes 01:00–05:00 : la même estimation que Standby use dans la vue Home, affichée sous le nom Business. Il n'existe pas de réglage des heures ouvrées. La ventilation n'y est pas comptée, car elle fonctionne selon son propre horaire.

Ce sont les estimations de l'application aux tarifs en vigueur, signalées par ≈. RBgrid ne commute rien : ce que vous éteignez, et quand, vous appartient. → Insights

Le compresseur au-dessus de sa valeur nominale

La ligne du compresseur dans la démo a une valeur nominale de 3 kW. Aux heures ouvrées, le compresseur alterne : environ 3.8 kW aux heures paires (08, 10, 12, 14, 16) et environ 1.5 kW aux heures impaires. 3.8 kW sur une ligne de 3 kW représente environ 127 % de la valeur nominale de la ligne ; la capture de 10:00 a relevé 3.75 kW, soit 125 %.

La démo exagère volontairement pour montrer le signalement. 3.8 kW sur une ligne de 16 A, c'est plus qu'un disjoncteur de 16 A réel ne supporterait longtemps.

L'application le signale à trois endroits tant que dure la situation :

• Load lines : le statut du compresseur affiche above limit ;
• Needs attention : « 3.8 kW — 127 % of the line's rating », étiqueté above rating ;
• le tableau Points sous Details : above rating.

À une heure impaire, le signalement disparaît, et après 18:00 le compresseur s'arrête. Dans History, aujourd'hui par heure en puissance, le compresseur dessine une dent de scie tout au long de la journée de travail.

Sur un site réel, ce signalement signifie que la valeur nominale saisie pour la ligne est inférieure à ce que consomme la machine. RBgrid affiche seulement le chiffre ; c'est la valeur nominale que vous saisissez qui détermine le moment où le signalement apparaît. Il s'agit d'un signalement de valeur nominale de ligne, pas d'un signalement de pince : 3.8 kW représentent environ 16.5 A, dans la plage d'une pince de 20 A, donc la pince ne déclenche ni sensor limit ni clipping.

Choisir la taille des pinces

Une pince a une plage de mesure, et ses deux extrémités comptent. Trop petite, et ses relevés sont coupés au-dessus de sa valeur nominale ; trop grande, et les petits courants s'affichent à zéro sur un module Basic. Une pince dont la valeur nominale égale celle du disjoncteur du circuit reste dans cette plage, c'est pourquoi le tableau associe chaque pince à son disjoncteur. → Choisir 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 transmet — pour un SCT-013, cela représente environ 16 % au-dessus de sa valeur nominale, soit à peu près 11.6 A pour une pince de 10 A. Ainsi, la pince de 10 A de l'éclairage, sur son disjoncteur de 10 A, s'affiche correctement. Une pince dont la valeur nominale égale celle du disjoncteur est correcte et n'émet plus d'avertissement. Sur l'application v1.1.4 et antérieures, la vérification utilisait une limite 10 % en dessous de la valeur nominale, si bien qu'elle avertissait précisément pour cette association — « 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 atelier

• Dans la démo, chaque jour ouvré est identique, et le profil du compresseur suit l'horloge (heures paires et impaires), et non la pression d'air.
• Les phases de la démo sont une répartition fixe de la puissance de l'entrée, et non des mesures par phase. Sur un vrai hub, le STD-U3I3 mesure chaque phase à l'entrée, et les restes par phase suivent votre câblage réel.
• Les valeurs nominales de ligne de la démo (9, 3, 3, 2 et 6 kW) lui sont propres, et son compresseur est réglé pour dépasser sa ligne afin de montrer le signalement.
• La démo porte une SCT-013-030 sur chaque voie Basic sauf les machines-outils ; choisissez vos pinces selon vos propres disjoncteurs.
• L'historique en argent de la démo exclut la TVA. Sa mise à jour du firmware des modules 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 votre rythme de travail ; rien dans ce guide ne garantit un chiffre.

Si quelque chose ne va pas

• Use as the three-phase input n'est pas proposé : le STD-U3I3 doit être présent et l'entrée ne doit pas déjà être triphasée. → Sensors and modules
• Add a module ne trouve rien de nouveau : vérifiez qu'un seul nouveau module est branché et que le hub était éteint pendant le branchement. → Adding modules
• « Input limit is not set » sur l'Overview : réglez le Input limit, kW de l'entrée dans son Point setup.
• Un circuit affiche 0 alors que sa charge fonctionne : la pince est peut-être montée dans le mauvais sens (le point indique sensor reversed — not metered).
• Un circuit affiche une puissance invraisemblable : vérifiez que sa pince est sur le module dont l'entrée de tension est sur la même phase.
• Sensor limit ou clipping sur un point : le circuit consomme plus que la valeur nominale de sa pince ; voir Choisir la taille des pinces.
• Vue Business non enregistrée (« Admin token required. ») : saisissez le jeton API dans Settings → Security.

Et ensuite

• Ajoutez d'autres circuits : les modules L2 et L3 ont chacun une voie 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
• Lisez les données dans vos propres outils (pour les utilisateurs avancés). En plus des téléchargements CSV de History, vos outils peuvent lire l'historique de tout point qui conserve un historique (12 points au maximum) 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 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
• Vérifiez la part de l'entrée couverte par vos circuits : Balance: input and lines. → Economics
• Affinez le tarif : plus de zones, frais par kWh. → Tariffs
• Envoyez les données à Home Assistant. → Un compteur d'énergie pour Home Assistant
• Découvrez l'atelier terminé : demo.rbgrid.io, Workshop
• L'entrée triphasée seule : les contrôles de phase, les deux modes de comptage, l'historique : Votre alimentation triphasée est mesurée sur une seule phase