Portée Zigbee et Z-Wave : jusqu'où peut s'étendre un réseau maillé ?

En résumé : en intérieur, comptez environ 10 à 20 mètres entre des appareils Zigbee ou Thread et 20 à 30 mètres entre des appareils Z-Wave. Il est rarement nécessaire d'avoir plus, car les appareils alimentés sur secteur relaient les messages. Un hub central et quelques prises ou modules judicieusement placés couvriront la plupart des habitations.

À qui s'adresse ce guide

Vous souhaitez connaître la portée de Zigbee, Z-Wave et Thread avant votre achat.
Vous concevez un réseau pour une maison, un jardin ou une dépendance.
Certains de vos appareils se déconnectent ou répondent lentement et vous souhaitez en résoudre la cause.

Quelle est la portée de Zigbee, Z-Wave et Thread ?

La portée correspond à la distance maximale permettant à deux appareils de communiquer. Les valeurs indiquées sur les emballages sont mesurées en champ libre, sans obstacle. En intérieur, les murs et les planchers réduisent ces distances ; basez donc vos plans sur les valeurs intérieures ci-dessous.

Technologie	Bande de fréquences	Portée intérieure typique	Champ libre
Zigbee	2.4 GHz	10 à 20 mètres par saut	Jusqu'à environ 100 mètres
Thread	2.4 GHz	10 à 20 mètres par saut	Similaire à Zigbee
Z-Wave	868 MHz (Royaume-Uni et Europe)	20 à 30 mètres par saut	Environ 100 mètres par saut
Z-Wave Long Range	Proche de 868 MHz	Supérieure au Z-Wave standard. Consultez les données du fabricant	Plusieurs centaines de mètres, selon les données fabricants

Les valeurs intérieures sont des valeurs indicatives de dimensionnement, non des garanties. Les valeurs en champ libre proviennent des organismes de normalisation et des fabricants de semi-conducteurs : la Connectivity Standards Alliance annonce 10 à 100 mètres pour Zigbee, et Silicon Labs annonce 400 mètres sur quatre sauts pour Z-Wave. Les performances réelles dans votre logement seront inférieures.

Quelle est la portée de Zigbee ?

Un appareil Zigbee communique de manière fiable sur environ 10 à 20 mètres en intérieur, soit l'équivalent d'une à deux pièces dans une maison standard. En champ libre, la portée maximale peut atteindre environ 100 mètres, selon la puissance d'émission de l'appareil. La portée propre d'un hub équivaut à celle de tout autre appareil alimenté sur secteur ; une « portée de hub Zigbee » de 10 à 20 mètres en intérieur constitue donc une base de calcul cohérente.

La couverture totale dépasse largement celle d'un simple saut, car chaque appareil alimenté sur secteur relaie les messages. Zigbee 4.0 intègre également un mode longue portée optionnel sur une fréquence inférieure. Consultez la fiche produit pour vérifier si un appareil le prend en charge. Voir Comprendre Zigbee.

Quelle est la portée de Z-Wave ?

Z-Wave atteint environ 20 à 30 mètres en intérieur d'un appareil à l'autre. Les appareils de générations antérieures offrent une portée moindre, tandis que les séries 700 et 800 actuelles affichent des performances nettement supérieures. Z-Wave fonctionne sur une fréquence plus basse que Zigbee, ce qui facilite la traversée des cloisons en brique et des planchers. Voir Comprendre Z-Wave.

Quelle est la portée de Thread ?

Thread utilise le même type d'ondes radio 2.4 GHz que Zigbee ; prévoyez donc la même portée de 10 à 20 mètres en intérieur. Ce protocole forme également un réseau maillé et nécessite un routeur de bordure pour se connecter à votre réseau local.

Qu'est-ce qui réduit la portée ? Murs, feuilles d'aluminium, métal et eau

Chaque mur et plancher intercalé entre deux appareils atténue le signal. L'importance de cette atténuation dépend des matériaux employés. Cela s'applique à la portée de Zigbee à travers les murs, ainsi qu'à Z-Wave et Thread, bien que Z-Wave franchisse mieux les parois pleines.

Le même signal à travers trois types de murs. Les cloisons légères ont peu d'impact. Les murs denses ou doublés de métal peuvent bloquer totalement le signal.

Isolant revêtu d'aluminium et plaques de plâtre. La couche d'aluminium agit comme un blindage. Elle est courante dans l'aménagement des combles, les extensions et les constructions récentes, et constitue la cause principale d'absence de signal dans un abri de jardin ou des combles.
Métal. Les poutres en acier, radiateurs, réfrigérateurs, miroirs, boîtes d'encastrement métalliques et tableaux électriques bloquent ou réfléchissent les signaux. Ne placez jamais un hub à l'intérieur d'une armoire métallique.
Eau. Les aquariums, ballons d'eau chaude et systèmes de chauffage au sol hydrauliques absorbent particulièrement les signaux 2.4 GHz.
Pierre épaisse et béton. Les murs en pierre ancienne et les dalles en béton peuvent réduire de moitié le nombre de pièces couvertes par un saut.
Angle. Un signal traversant une paroi selon un angle oblique parcourt une épaisseur de matière bien plus importante qu'en incidence directe.

Le protocole Zigbee constitue-t-il un réseau maillé ? Fonctionnement du maillage

Oui. Zigbee, Z-Wave et Thread sont tous des réseaux maillés. Les appareils alimentés par le secteur relaient les messages pour leurs voisins, permettant à un capteur situé à l'autre extrémité du bâtiment de joindre le hub en quelques sauts courts plutôt qu'en une seule transmission longue distance. Si une liaison s'interrompt, le réseau recalcule un itinéraire alternatif.

Les dispositifs sur batterie constituent l'exception. Ils entrent en veille afin d'économiser l'énergie, de sorte qu'ils émettent et reçoivent, mais ne relaient jamais les messages.

Z-Wave

Les dispositifs raccordés au secteur relaient les messages
Limite de quatre sauts par itinéraire d'après les spécifications publiées par Silicon Labs
Jusqu'à 232 dispositifs, contrôleur inclus
Le contrôleur détermine les routes réseau

Zigbee

Les dispositifs alimentés par le secteur fonctionnent comme routeurs
Nombre de sauts autorisés nettement supérieur à Z-Wave
Limite de dispositifs définie par votre hub
Les routeurs établissent directement les routes entre eux

Thread

Le réseau sélectionne les appareils sur secteur assurant le rôle de routeurs (jusqu'à 32)
Nécessite un routeur de bordure
Auto-réparation autonome, sans hub central de gestion

Combien de sauts un message peut-il effectuer ?

Silicon Labs, fabricant des puces Z-Wave, indique une portée de 400 mètres sur quatre sauts. Quatre sauts signifient que trois appareils alimentés par le secteur relaient le message entre le hub et sa destination. Avec une portée intérieure de 20 à 30 mètres par saut, cette capacité est amplement suffisante pour la quasi-totalité des configurations résidentielles ou tertiaires.

Un itinéraire Z-Wave long : quatre sauts à travers trois appareils alimentés sur secteur. Dans la plupart des habitations, un ou deux sauts sont habituels.

Zigbee et Thread permettent davantage de sauts, il n'y a donc pas de limite pratique contraignante dans un environnement résidentiel. Sur chaque système, chaque saut supplémentaire induit une légère latence et un point de défaillance potentiel de plus. Visez un réseau dense plutôt que long : plusieurs itinéraires d'un ou deux sauts sont préférables à une unique chaîne étendue.

Quels appareils étendent la portée ?

Vous n'avez pas besoin d'un répéteur dédié. La quasi-totalité des appareils alimentés sur secteur répètent les messages en plus d'assurer leur fonction principale : prises, modules commutateurs et variateurs encastrés, interrupteurs muraux, contrôleurs de stores et la plupart des ampoules alimentées sur secteur. Quelques rares appareils sur secteur ne font pas office de répéteur ; vérifiez le manuel si vous comptez sur l'un d'eux.

Trois règles :

Chaque technologie possède son propre réseau maillé. Une prise Zigbee n'a aucun effet sur Z-Wave, et inversement. Développez chaque réseau que vous utilisez.
Les répéteurs doivent rester sous tension. Une ampoule connectée reliée à un interrupteur mural que l'on éteint, ou une prise débranchée, supprime ses routes de communication. Les micromodules encastrés et les prises situées derrière des meubles constituent les solutions fiables.
Un prolongateur de portée sert à combler les zones blanches. Utilisez-en un là où vous constatez un point faible sans autre équipement à contrôler, comme un palier, un garage ou un couloir.

Où placer la box domotique ?

L'emplacement de la box influence les performances plus que tout autre critère. Chaque message commence ou se termine à la box : placez-la là où elle peut atteindre le plus grand nombre d'appareils avec le moins de sauts possible.

La même maison représentée deux fois. Dans un coin à côté du routeur Wi-Fi, le hub n'atteint qu'une seule pièce. Au centre, avec deux appareils sur secteur, chaque capteur bénéficie d'un trajet court.

Central. Aussi près du centre de la maison que possible, au rez-de-chaussée ou au premier étage, et non dans les combles ou à la cave.
Dégagé. Sur une étagère ou un bureau, surélevé par rapport au sol. Pas dans un meuble métallique, un meuble multimédia encombré d'équipements ou derrière le téléviseur.
Éloigné du routeur Wi-Fi. À un mètre ou plus de distance. Un câble réseau facilite cette disposition.
Clés USB sur une rallonge. Si vous utilisez une clé USB avec Home Assistant, une courte rallonge USB permet de l'éloigner de l'ordinateur. Les ports et disques USB 3 émettent des interférences dans la bande 2,4 GHz.

Déplacer un hub par la suite est possible, mais les routes doivent se restabiliser. Il est préférable de l'installer correctement dès le premier jour. Voir Choisir un contrôleur domotique.

Interférences Wi-Fi et canaux Zigbee

Zigbee et Thread partagent la bande 2,4 GHz avec le Wi-Fi et le Bluetooth. Ils coexistent généralement sans problème, mais un canal Wi-Fi saturé superposé directement à votre canal Zigbee entraîne des ralentissements de réponse et des déconnexions d'appareils.

Configurez la bande 2,4 GHz de votre routeur Wi-Fi sur un canal fixe (1, 6 ou 11) plutôt que sur « auto ».
Sélectionnez un canal Zigbee situé dans un intervalle libre. Les canaux 15, 20 et 25 constituent les choix usuels. Un schéma explicatif est disponible dans Guide Zigbee.
Définissez le canal Zigbee avant d'ajouter de nombreux appareils. Après une modification, la migration des appareils peut prendre environ une heure, et certains peuvent nécessiter un nouvel appairage.
Les fours à micro-ondes ainsi que certains écoute-bébés et transmetteurs vidéo exploitent également cette bande. Maintenez les routeurs et les hubs à distance de ces équipements.

Z-Wave n'est pas concerné. Il utilise la fréquence 868 MHz au Royaume-Uni et en Europe, totalement séparée du Wi-Fi. C'est l'une des raisons pour lesquelles Z-Wave convient particulièrement aux environnements présentant un réseau Wi-Fi très dense.

Z-Wave Long Range

Z-Wave Long Range n'utilise pas le maillage. Un appareil Long Range communique directement avec le hub, sans aucun saut, sur une distance bien plus importante qu'un appareil Z-Wave standard. Les fabricants annoncent plusieurs centaines de mètres à l'air libre. Des chiffres d'un mile ou plus sont avancés pour l'Amérique du Nord, où les règles relatives à la puissance d'émission diffèrent.

Au Royaume-Uni et en Europe, vous avez besoin d'un appareil Long Range série 800 et d'un contrôleur prenant en charge Long Range dans cette région. Consultez les deux pages de produits.
Les appareils Long Range ne répètent pas le signal et ne bénéficient pas des répéteurs. L'emplacement du hub est encore plus déterminant.
Les appareils Long Range et les appareils Z-Wave standard fonctionnent côte à côte sur un même contrôleur.

Cette technologie convient aux portails, garages, dépendances de jardin et vastes propriétés où un maillage nécessiterait une chaîne de répéteurs. Pour en savoir plus, consultez Z-Wave explained.

Planification de la couverture d'une maison, d'un jardin et de dépendances

Commencez par le hubPlacez le hub au centre. Ajoutez d'abord des appareils alimentés sur secteur dans les pièces adjacentes, puis progressez vers l'extérieur.
Un appareil sur secteur toutes les une ou deux piècesOffrez deux itinéraires possibles aux angles éloignés. Installez-en un près des escaliers ou au-dessus du hub pour relier les étages.
Ajoutez les appareils sur batterie en dernierAppairez-les à l'endroit où ils seront utilisés, afin qu'ils s'intègrent via le répéteur le plus proche.

Jardins, garages et dépendances

À l'extérieur, il y a moins de murs, mais le signal doit tout de même sortir de la maison et pénétrer dans l'autre bâtiment.

Utilisez la dernière prise électrique de la maison. Une prise ou un module mural situé face au jardin offre au signal son meilleur point de départ. Une fenêtre est plus favorable qu'un mur en briques, sauf si le vitrage comporte un revêtement métallique.
Ajoutez un répéteur à l'extrémité opposée. Un appareil sur secteur placé juste à l'intérieur du garage ou de l'abri capte le signal et dessert les capteurs qui s'y trouvent. Les appareils extérieurs requièrent un indice de protection approprié.
Envisagez Z-Wave Long Range. Pour un portail ou un bâtiment situé au-delà d'un seul saut, un appareil Long Range évite une chaîne de répéteurs, si votre contrôleur prend en charge Long Range dans votre zone.
Bureaux de jardin à isolation aluminium. Les abris et dépendances de jardin modernes et isolés peuvent totalement bloquer les signaux. Si le bâtiment dispose d'un câble réseau ou d'un bon réseau Wi-Fi, l'installation d'un second hub ou d'appareils Wi-Fi sur place peut constituer la solution la plus simple.

Comment détecter et corriger les zones d'ombre

La plupart des contrôleurs indiquent une valeur de signal pour chaque appareil (souvent appelée RSSI ou LQI), la route empruntée ou l'heure de son dernier rapport. Certains tracent une carte du maillage. Recherchez les appareils présentant un signal faible, un long cheminement ou un nombre élevé d'échecs de transmission.

Un test simple ne requiert aucun outil. Déplacez une prise connectée jusqu'à la zone problématique, branchez-la et intégrez-la au réseau. Si les dysfonctionnements cessent, vous avez localisé un défaut de couverture et la prise peut rester en place.

Symptôme	Cause probable	Action à mener
Un capteur se déconnecte tous les quelques jours	Il est en limite de portée	Ajoutez un appareil sur secteur entre lui et le hub. Réappairez le capteur directement sur place.
Plusieurs appareils d'une même zone se sont arrêtés simultanément	Un répéteur local a été débranché, éteint ou est tombé en panne	Rétablissez son alimentation. S'il est définitivement hors service, reconstruisez les routes (Z-Wave) ou réappairez les capteurs (Zigbee).
L'ensemble du système ralentit aux heures de pointe	Interférences Wi-Fi sur 2.4 GHz, ou appareil qui sature le réseau	Fixez le canal Wi-Fi et éloignez le hub du routeur. Vérifiez si un appareil n'émet pas de rapports trop fréquemment.
Un nouvel appareil refuse de s'associer à son emplacement final	Aucun répéteur à portée de cet emplacement	Ajoutez d'abord un appareil sur secteur à proximité, puis associez le nouvel appareil.
Les problèmes sont apparus après le déplacement du hub ou d'un répéteur	Les appareils tentent toujours d'utiliser leurs anciennes routes	Reconstruisez les routes (Z-Wave) et laissez le réseau se stabiliser durant une journée.
Une batterie se décharge rapidement	Signal faible, impliquant la réémission de chaque message à plusieurs reprises	Améliorez la route de transmission au moyen d'un appareil sur secteur plus proche.

Reconstruction et réparation des routes

Z-Wave. Les contrôleurs disposent d'un outil demandant aux appareils de rechercher à nouveau leurs voisins. Il est appelé Réparation, Soigner, Reconstruire les routes ou Reconfiguration du maillage, selon la plateforme. Exécutez-le après avoir ajouté, déplacé ou retiré des appareils alimentés sur secteur. Lorsque cela est possible, reconstruisez uniquement les appareils concernés. Une reconstruction complète est lente et ralentit le réseau pendant son exécution. Les appareils sur pile ne se mettent à jour qu'à leur prochain réveil.
Zigbee. Les routeurs s'ajustent d'eux-mêmes en quelques heures. Un appareil sur pile bloqué sur une mauvaise route peut être réappairé sur place, sans le supprimer au préalable, et il rejoindra le réseau via le routeur le plus proche.
Thread. Le réseau s'autorépare. Si un appareil se déconnecte, vérifiez qu'un appareil Thread alimenté sur secteur ou un routeur de bordure (border router) est à portée.

Après toute modification, laissez s'écouler une journée avant d'évaluer le réseau. Les routes se stabilisent progressivement, et un appareil lent au début résout souvent le problème de lui-même.

Des appareils qui s'allument et s'éteignent tout seuls ?

Votre maison n'est pas hantée. Vérifiez d'abord les causes courantes : une automatisation ou une programmation oubliée, une routine d'assistant vocal, ou une liaison directe (une association Z-Wave ou un binding Zigbee) depuis un capteur ou une télécommande.

Si ces éléments sont écartés, un appareil défaillant sature peut-être le réseau de messages erronés. Un appareil dont la pile est presque vide en est généralement la cause. Remplacez d'abord les piles faibles. Si le problème persiste, retirez les piles des appareils autonomes une par une, puis débranchez les appareils sur prise un par un, en vérifiant après chaque manipulation. Lorsque le dysfonctionnement cesse, vous avez identifié l'appareil. Supprimez-le du réseau, réinitialisez-le et ajoutez-le à nouveau. Le câblage fixe ne doit être isolé ou déconnecté que par une personne compétente.