Notre guide sur les détecteurs de mouvement : IR, MW et US

Tout le monde connait les détecteurs de mouvement. Mais est-ce que vous savez comment cela fonctionne ou comment bien les placer pour les exploiter au maximum ?

Avant de choisir ses détecteurs, il est important de comprendre leur fonctionnement pour pouvoir répondre au mieux à nos besoins.

Découvrons donc ensemble de quoi les détecteurs sont capables !

Théorie : Fonctionnement

Et oui parce que pour comprendre, il faut de la théorie. Nous allons voir comment fonctionnent les détecteurs (de manière simplifiée) pour mieux appréhender leur comportement.

Les ondes

Électromagnétiques

Pour ceux qui ne le savent pas, tous les détecteurs de mouvement fonctionnent avec des ondes.

Certains utilisent les mêmes ondes que celles que nous percevons avec nos yeux  : Les ondes électromagnétiques.

Seulement eux, peuvent voir une gamme différente de la notre. Car comme vous le savez, les ondes électromagnétiques s’étendent bien plus loin que la lumière !

Spectre électro magnétique
Spectre électro magnétique

Les plus utilisés pour les détecteurs sont les Infra-rouges et les Micro-ondes.

Une onde est caractérisée par sa longueur d’onde et sa fréquence. C’est ce qui détermine l’usage que nous en ferons. Mais nous verrons ça un peu plus loin 😉

Sonores

Pour les autres types de détecteur, ce sont les ondes sonores. La aussi il s’agit d’une onde, mais celle-ci n’est pas visible, elle est audible. Les ondes sonores ont besoin d’un milieu matériel pour se déplacer (Air, eau..) contrairement aux ondes électromagnétiques et leur vitesse dépendra de ce milieu : 300 m/s dans l’air à ~1500m/s dans l’eau. C’est grâce à cette vitesse que nous pourrons déterminer la distance de l’obstacle et donc si il est en mouvement ou pas.

L’humain ne capte, encore une fois, qu’une certaine gamme de son. De 20Hz (son grave) à 20 000Hz (son aigu) et malheureusement,  cela décroit avec l’age ! Les détecteurs à ultrasons (US) utilisent donc cette faiblesse pour transmettre des signaux qui ne nous perturbent pas : Les Ultrasons, au dessus de 20 000Hz.

Bande de fréquence des ondes sonores
Bande de fréquence des ondes sonores

Alors pourquoi pas les Infrasons me direz vous ?

Et bien dans un premier temps parce que les US sont plus faciles à produire et à capter que les infrasons (IS) (pas besoin d’être en face pour capter un écho). Mais la raison principale c’est parce que la précision de mesure ne peut pas être inférieure à la longueur d’onde utilisée.

Je vous ai perdu avec cette notion de longueur d’onde ? Vous allez voir, c’est pourtant très simple.

Une longueur d’onde c’est, grossièrement « la distance qui sépare deux points identiques d’une onde ». Cette longueur d’onde est mesurée en mètre et permet de savoir la distance entre deux « points identiques/répétitions » d’une onde.

Ainsi, plus la fréquence de l’onde (Sonore ou électromagnétique, cela fonctionne avec toutes les ondes) sera élevée (1Hz, 10Hz, 1000Hz…), plus sa longueur d’onde sera petite (10mètres, 10 centimètres, 10 nanomètres…)

La longueur d'onde
La longueur d’onde

Et vous l’aurez maintenant compris, plus elle est petite, plus les mesures de distance seront précises 😉

En vrai, il est possible de mesurer plus précisément que la longueur d’onde, mais cela demande beaucoup plus de complexité et d’équipement. Alors pourquoi faire compliqué quand on peut faire simple ?

Les détecteurs

Dès qu’un détecteur (presque tous) détecte une présence, il lance l’alarme et de désactive pendant un laps de temps (Cela peut varier en fonction du modèle) afin de ne pas envoyer trop d’informations d’un coup. Donc si votre détecteur détecte une présence et qu’ensuite vous ne recevez plus les informations, c’est tout à fait normal !  

Infra-rouges

Les ondes infra-rouges sont celles juste après le spectre visible. Les détecteurs perçoivent, dans cette gamme, des dégagements de chaleur (Une quantification de l’énergie dégagée sous forme de chaleur) puisque tout corps « chaud » émet un rayonnement IR. Ces capteurs sont « passifs » et souvent moins chers avec de nombreux avantages !

  • Directivité très précise (Cône de 5°)
  • Appareil compact et discret
  • Consommation relativement faible

Mais aussi des inconvénients…

  • Ils sont par exemples sensibles aux variations de température de l’environnement, ce qui peut provoquer de fausses alertes.
  • La portée est également « faible » (Suffisante dans la plupart des cas) ce qui signifie que le détecteur doit être placé à proximité du lieu à surveiller.
  • La précision décroit fortement avec la distance
Détecteur IR Orno
Détecteur IR Orno
Détecteur IR Everspring
Détecteur IR Everspring
Détecteur IR Steinel
Détecteur IR Steinel

Micro-ondes

Ces capteurs utilisent une gamme de fréquence plus élevée pour détecter une présence. Ils n’identifient pas les hommes via la chaleur qu’ils émettent, mais ils utilisent l’effet doppler (Comme les radars pour voiture) pour détecter une présence et mesurer la distance. Cette onde à haute fréquence est émise puis elle va rebondir sur la surface (L’homme) et les capteurs récupéreront cette onde pour analyser si une personne est présente ou non.

Ils ne sont pas sensible à tous les objets, ce qui permet d’accroître la fiabilité de votre détecteur qui en plus :

  • À une meilleure fiabilité par rapport aux IR
  • Peut être placé derrière une surface
  • À une Directivité très large pouvant être jusqu’à 360°
  • Est Insensible aux variations de l’environnement (Lumière, couleur…)
  • Dispose d’un grande portée

Et ses inconvénients sont :

  • Son prix plus élevé qu’un détecteur IR
  • Le réglage doit être assez précis, car il peut détecter derrière une porte
  • Consommation plus élevée qu’un détecteur IR
  • Peut subir des interférences
Détecteur de mouvement MW et IR
Détecteur de mouvement MW et IR

Ultrasoniques

Il existe aussi une autre gamme de détecteur qui eux n’utilisent pas les ondes électromagnétiques, mais plutôt les ondes sonores. Ces dernières se propage donc à la vitesse du son (~ 330m/s) ce qui permet d’en déduire la distance de l’objet mais aussi de savoir si une personne se trouve dans son champ d’action. Il s’agit d’ailleurs de ce type de détecteur qui est utilisé dans les radars de recul.

Ce détecteur est donc « Actif » puisqu’il émet en permanence une onde à une fréquence élevée (de 32kHz à 45 kHz pour que l’oreille humaine ne l’entende pas). Ses avantages sont :

  • Une bonne portée permettant également de « voir » derrière des surfaces
  • Directivité
  • Très bonne précision en général

Et ses inconvénients :

  • Prix plus élevé
  • Consommation plus importante qu’un détecteur IR
  • Sensible à la température et à la pression (pour la propagation) et aux autres appareils utilisant la même fréquence
Détecteur US SmartSensor
Détecteur US SmartSensor

 

Notez que les technologies peuvent être associées pour améliorer les performances et surtout pour éliminer les défauts (Détecteur IR + MW) par exemple.

Pratique : Installation

Maintenant que nous avons vu les types de détecteur et leur fonctionnement, nous pouvons voir quelle est la meilleure façon de les installer. Mais il faut avant toute chose savoir quelque chose :

La majorité des détecteurs ont un temps de « non-détection » après une phase de détection.

Cela veut dire que dès qu’un détecteur détecte un mouvement, et qu’il s’arrête, il ne détectera pas immédiatement de nouveaux mouvements. Il faudra attendre quelques secondes avant qu’il soit de nouveau opérationnel .

Le détecteur à Infra-rouge

Installation

Les détecteurs de mouvement IR sont caractérisés par leur orientation :

Vertical
Vertical
Horizontal
Horizontal

 

 

 

 

 

 

 

Il faut savoir que plus la hauteur diminue, plus sa sensibilité augmente mais la zone de couverture diminue (Rayon d’action). Les détecteurs IR ne traversent pas de murs ou de surfaces. Il faut donc les installer dans un champ « vide » de tout obstacle pour avoir les meilleures conditions possibles.

Très important, il faut tenir compte des propriétés de votre détecteur ! Chaque détecteur a ses propres caractéristiques (Portée, précision…) ce qui fait que deux détecteurs différents peuvent ne pas être aussi efficaces au même endroit.

Une bonne connaissance de votre environnement (Obstacle, cloison..) est importante pour que votre détecteur soit le plus efficace possible. Il est également important de les éloigner au maximum d’une source de chaleur ou de lumière importante afin que les fausses alertes n’aient pas lieu.

Les détecteurs de mouvement IR qui distinguent les animaux des humains analysent la quantité de chaleur émise puisque de par sa taille, un animal rayonnera moins qu’un humain.

Petite info supplémentaire qu’il est important de savoir : Les détecteurs IR fonctionnent mieux lorsqu’une personne marche parallèlement au capteur, et non pas frontalement. A vous donc d’essayer d’optimiser le placement de votre détecteur pour une meilleure efficacité.

Test de fonctionnement

Pour tester votre détecteur, une fois qu’il est installé, activez le et faites des mouvements dans la zones la plus lointaines à couvrir. Si il ne détecte aucune présence, c’est soit qu’il est mal orienté, soit qu’il ne peut pas capter des mouvements trop éloignés.

Une fois que la présence est détectée, il coupe sa détection pendant un certain temps (afin de ne pas remonter trop d’informations). Après ce laps de temps, il se remet en mode détection et si vous bougez à nouveau, il enverra une nouvelle fois l’information.

Si cela fonctionne comme indiqué, votre détecteur est alors opérationnel.

Le détecteur à Micro-onde

Installation

De la même façon que les détecteurs IR, les MW peuvent être placés dans deux directions : Vertical et Horizontal

Chaque détecteur a ses propres proprités ce qui fait qu’un schéma universel n’est pas possible. Néanmoins, pour un détecteur de mouvement basique, voici un diagramme de détection suivant une installation sur un mur et au plafond :

Diagramme de détection
Diagramme de détection

Comme tous les détecteurs, sa détection diminue avec la distance. L’installation doit se faire à hauteur d’homme pour une fixation sur un mur et jusqu’à 6m de haut sur un plafond.

La portée des détecteurs MW est supérieur à celle des IR, d’où cette possibilité d’installation très haut.

Attention car ce type de détecteur peut « voir » à travers certaines cloisons.. Cela signifie que si vous l’installez devant une porte, même si celle-ci n’est pas ouverte, il pourra détecter une présence. Il faut donc être très précis pour l’installation de ce type de détecteur pour ne pas déclencher l’alarme régulièrement.

De plus, il faudra faire attention à ne pas l’installer à proximité d’un appareil qui émet des ondes radios dans la même gamme que le détecteur (même si c’est peu fréquent) car cela pourrait éventuellement troubler son fonctionnement.

Test de fonctionnement

Pour tester un détecteur de mouvement à micro-ondes, il faut vérifier qu’il ne soit pas trop intrusif. Car comme vous le savez, ce genre de détecteur peut « voir » à travers les murs. Essayez donc de passer derrière le mur qu’il « regarde » afin de voir si il perçoit votre présence ou non.

Il peut également être installé dans un placard, mais la portée du capteur diminue avec l’épaisseur de la porte (ou de toute autre surface). Veillez donc à bien tester que même derrière une surface, il est suffisamment puissant pour détecter des mouvements.

Le détecteur à Ultrason

Installation

Différent de ses homologues par le type d’onde utilisé et moins fréquent, il n’en est pas moins efficace. Il fonctionne uniquement avec les objets en mouvement dans un cône de détection d’environ 30°. Sa portée est très limitée mais il est relativement précis pour les mouvements mineurs. Il peut ainsi, avec l’écho émit par le son, « voir » autour de certains obstacles.

Ces détecteurs disposent cependant d’une « Zone Aveugle » d’environ 5 centimètres ce qui fait que les personnes/Objets trop proches ne seront pas détectés.

Zone aveugle - détecteur de mouvement US
Zone aveugle

Cette zone aveugle est là car le détecteur émet un son, et durant cette période, le récepteur est coupé. Il s’active après un laps de temps après quand l’émetteur est éteint. Sinon, dès que le signal sonore serait émit, le récepteur percevrait immédiatement un signal et pourrait empêcher son bon fonctionnement.

Test de fonctionnement

Les détecteur à ultrason peuvent s’avérer « trop précis ». Dans certains cas, il pourrait se déclencher lorsqu’un papillon ou oiseau vol (Si il ne dispose pas du paramètre de reconnaissance des animaux). Il faut donc bien le positionner afin d’avoir seulement des alertes utiles.

Dans certains cas, il faut « calibrer » le détecteur par rapport aux éléments présents dans la pièce pour qu’il identifie le milieu où il se trouve. Mais ce procédé est de plus en plus rare.

Conclusion

Comme vous avez pu le remarquer, il existe de nombreux types de détecteurs. Infra-rouge, Micro-onde ou encore Ultrason, ils ont tous des propriétés qui leur sont propres.

Avec une meilleure connaissance, il sera plus facile pour vous de savoir lequel sera le mieux adapté à vos besoins.

Vous avez une préférence ? N’hésitez pas à nous le dire dans les commentaires  🙂

A propos Lucas

Je suis Lucas, un jeune motion designer & développeur web. J'ai rejoint l'équipe Planète-domotique pour découvrir le milieu des objets connectés et de la high-tech tout en utilisant mes compétences pour gérer les communautés du site ainsi que le marketing de la boutique.

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4 commentaires

  1. Article instructif qui aurait gagné à être complété par quelques références de chaque type, y compris des versions hybrides (IR/MW)…
    Pas franchement évident d’en trouver trace même en googlant…

    • Bonjour Rem 🙂

      Merci pour votre commentaire, nous allons ajouter quelques exemples pour chaque catégorie que ce soit plus clair 🙂
      Concernant les version Hybrides, elles existent mais comme vous le savez elles sont plus rares et les propriétés sont un mélange de deux détecteurs (en général). C’est pourquoi nous n’en avons pas parlé 😉

      En tout cas merci de votre retour nous allons mettre à jour l’article 🙂

      Bonne journée 🙂

  2. C’est un très bon article, bravo =) Manque quelques détails sur les hybrides comme le dit rem, il manque également les détecteurs spéciaux animaux ce qui pourrait être intéressant . (comment ils fonctionnent).
    Regarde ces référence si tu ne connais pas. C’est des produits qui sont bien.

    http://resource.boschsecurity.com/documents/Bosch_BlueLine_Gen_2_Commercial_Brochure_frFR_2603541387.pdf

    Merci pour tous ces articles!

    • Bonjour Gaetan et merci pour le commentaire 🙂

      En effet, nous n’avons pas parlé des détecteurs hybrides car ils cumulent deux technologies expliquées dans cet article (En général IR + MW. Mais j’ai rajouté une phrase pour dire qu’ils existent) 😉
      Pour les détecteurs qui détectent les animaux, en général il ne s’agit que d’un traitement logiciel (comme indiqué dans l’article concernant les dégagements de chaleur pour les détecteurs IR).

      Je vais regarder cette brochure ! Merci à vous 😉

      Bonne journée 🙂

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