INSTALLATION D'UN SYSTÈME DE GESTION DES ACCES (partie 2/3)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - identifier et décrire les principaux équipements d’un système de gestion des accès (SGA) ; - expliquer leur principe de fonctionnement et les normes de sécurité associées ; - réaliser le câblage d’un SGA en respectant les topologies, les types de câbles et les procédés de mise en œuvre ; - dimensionner une alimentation de secours et vérifier la conformité d’une installation selon le référentiel MINESEC/IGE. **Prérequis** : connaissances de base en électrotechnique (tension, courant, résistance, loi d’Ohm), lecture de schémas unifilaires, notions de sécurité électrique (NF C 15-100) et utilisation d’outils de mesure (multimètre, testeur de continuité). --- ## Introduction contextualisée Dans les établissements scolaires, les administrations publiques et les zones industrielles du Cameroun, la maîtrise des flux de personnes est devenue un enjeu de sûreté et de productivité. Un système de gestion des accès (SGA) permet d’autoriser ou d’interdire l’entrée à des zones précises selon des droits définis, tout en traçant les événements. Ce chapitre traite, en trois leçons, des équipements constitutifs, de leur interconnexion et du câblage d’une installation type (cas 1 : petit bâtiment administratif avec porte principale contrôlée par lecteur de badge et gâche électrique). --- ## I. Leçon 17 : Étude des équipements d’un système de gestion des accès partie 1 ### A. Contrôleur d’accès Le contrôleur d’accès est l’unité centrale qui traite les informations provenant des lecteurs, prend la décision d’autorisation ou de refus et commande les dispositifs de verrouillage. > **Définition** : appareil électronique programmable, souvent basé sur un microcontrôleur, conforme à la norme IEC 60839‑11‑1. Il possède des entrées/sorties (I/O) pour les lecteurs, les boutons de sortie, les contacts de porte et les alarmes. Sa mémoire stocke la liste des utilisateurs autorisés (base de données de badges ou de codes). ### B. Lecteur de badges Les lecteurs peuvent être de technologie **RFID** (125 kHz ou 13,56 MHz) ou **NFC**. Ils lisent le numéro inscrit sur le badge et le transmettent au contrôleur via une liaison Wiegand ou RS‑485. > **Règle de métier** : la distance de lecture ne doit pas dépasser 10 cm pour éviter les lectures accidentelles. ### C. Clavier à code Un clavier permet la saisie d’un code PIN (généralement 4 à 6 chiffres). Il fonctionne en mode autonome ou en liaison avec le contrôleur. > **Principe de fonctionnement** : chaque touche ferme un contact qui génère une impulsion électrique interprétée par le contrôleur. ### D. Équipements biométriques Les systèmes d’empreinte digitale ou de reconnaissance faciale convertissent une caractéristique physiologique en modèle numérique stocké dans le contrôleur. > **Norme de référence** : ISO/IEC 19794‑2 (empreinte digitale) et ISO/IEC 19794‑5 (reconnaissance faciale). Ils offrent un niveau de sûreté supérieur mais nécessitent un entretien régulier du capteur. --- ## II. Leçon 18 : Étude des équipements d’un système de gestion des accès partie 2 ### A. Gâche électrique et ventouse électromagnétique - **Gâche électrique** : dispositif mécanique qui libère le pêne de la serrure lorsqu’il est alimenté (souvent 12 V DC). - **Ventouse électromagnétique** : plaque aimantée qui maintient la porte fermée tant qu’elle est sous tension (souvent 24 V DC). > **À retenir** : la ventouse offre une force de retenue de 300 à 500 daN (environ 300 à 500 kgf), adaptée aux portes coupe‑feu ; la gâche est privilégiée pour les portes bois ou aluminium légères. ### B. Barrières levantes et tourniquets Les barrières levantes (bras) sont commandées par un moteur 24 V DC avec fin de course mécanique. Les tourniquets à tripode ou à plein hauteur permettent un passage unidirectionnel et intègrent souvent un compteur de passages. ### C. Alarmes d’intrusion intégrées Un SGA peut être couplé à une centrale d’alarme : ouverture de porte non autorisée déclenche une entrée zone sur la centrale, qui active sirène et transmission vers le centre de télésurveillance. ### D. Alimentation de secours Pour garantir la continuité de service lors d’une coupure EDC, on utilise : - un **onduleur (UPS)** de puissance adaptée (ex. 500 VA pour un contrôleur + lecteur) ; - ou une **batterie plomb‑acide 12 V** avec régulateur de charge. > **Formule de dimensionnement** : Autonomie (h) = (Capacité batterie Ah × Tension V) / (Puissance consommée W). Exemple : batterie 7 Ah × 12 V = 84 Wh ; consommation totale 20 W → autonomie ≈ 4,2 h. --- ## III. Leçon 19 : Câblage d’un système de gestion des accès cas 1 ### A. Topologie de câblage Dans le cas 1 (petit bâtiment), on adopte une topologie **étoile** : chaque équipement (lecteur, clavier, gâche) est relié directement au contrôleur situé dans le local technique. Cette architecture simplifie le dépannage et respecte la norme TIA/EIA‑568‑B. ### B. Types de câbles | Fonction | Câble recommandé | Caracteristiques | |----------|------------------|------------------| | Liaison lecteur‑contrôleur (Wiegand) | UTP Cat5e 4 paires | 100 m max, impédance 100 Ω | | Alimentation 12 V/24 V | Câble HO7RN‑F 2×1,5 mm² | Résistance ≤ 12 Ω/km, isolation 300 V | | Liaison contrôleur‑alarme (RS‑485) | UTP Cat6 blindé | 120 Ω, débit jusqu’à 10 Mbps | | Fibre optique (liaison distante) | Monomode 9/125 µm | Atténuation ≤ 0,35 dB/km, portée > 2 km | ### C. Normes et règles de mise en œuvre - **NF C 15‑100** : protection contre les surintensités, mise à la terre des masses métalliques. - **TIA/EIA‑568‑B** : codage des paires (T568A ou T568B) pour les liaisons données. - **IEC 60364‑4‑41** : protection contre les contacts directs (différentiel 30 mA). ### D. Étapes de pose (procédé pas à pas) 1. **Étude de tracé** : repérer les chemins de câbles (goulottes, conduits) sur les plans. 2. **Tirage** : faire passer les câbles dans les conduits, respecter un rayon de courbure ≥ 8 × diamètre du câble. 3. **Sertissage** : connecter les connecteurs RJ‑45 (pour UTP) ou les bornes à vis (pour alimentation) selon le schéma de brochage. 4. **Étiquetage** : indiquer fonction et numéro de câble aux deux extrémités. 5. **Tests** : continuité (ohmmètre), isolation (mégaohmmètre), et test de communication (ping ou lecteur de badge). ### E. Exemple chiffré de dimensionnement (chute de tension) On veut alimenter une gâche électrique 12 V DC consommant 2 A à une distance de 30 m du contrôleur, avec un câble HO7RN‑F 2×1,5 mm² (résistance linéaire ≈ 12,1 Ω/km). - Résistance aller‑retour : R = 2 × (30 m / 1000 m) × 12,1 Ω = 0,726 Ω. - Chute de tension : ΔU = I × R = 2 A × 0,726 Ω = 1,45 V. - Tension aux bornes de la gâche : 12 V − 1,45 V = 10,55 V (acceptable, > 10 V). > **À retenir** : pour une chute de tension ΔUmax (en V) < 3 % de la tension d’alimentation U, la section minimale du conducteur est S ≥ (2 × L × I × ρ) / ΔUmax, où L est la longueur aller‑retour (en m), I le courant (en A) et ρ la résistivité du matériau (en Ω·mm²/m). En pratique, on utilise ΔUmax = 0,03 × U. --- ## Synthèse du chapitre - Les équipements d’un SGA se répartissent en **contrôleur**, **lecteurs**, **dispositifs de verrouillage** et **alimentation de secours**. - Chaque équipement obéit à des **normes spécifiques** (IEC 60839‑11‑1, ISO/IEC 19794, NF C 15‑100). - Le câblage privilégie la topologie **étoile** avec des câbles **UTP Cat5e/6** pour les données et des câbles d’alimentation adaptés à la tension et au courant. - Le dimensionnement de l’alimentation de secours se base sur la capacité de la batterie et la consommation totale du système. - Les étapes de pose (tirage, sertissage, étiquetage, tests) garantissent la **fiabilité** et la **conformité** aux règles de sécurité. --- ## Glossaire - **Contrôleur d’accès** : unité centrale qui traite les données des lecteurs et commande les dispositifs de verrouillage. - **Lecteur RFID** : appareil qui lit le numéro d’un badge par radiofréquence (125 kHz ou 13,56 MHz). - **Clavier à code** : dispositif de saisie d’un code PIN pour authentification. - **Ventouse électromagnétique** : dispositif qui maintient une porte fermée par force magnétique lorsqu’il est alimenté. - **Gâche électrique** : mécanisme qui libère le pêne d’une serrure sous tension. - **Topologie étoile** : architecture où chaque périphérique est relié directement à un équipement central (contrôleur). - **UTP Cat5e** : câble à paires torsadées non blindé, catégorie 5e, utilisé pour les liaisons données jusqu’à 100 m. - **Alimentation de secours (UPS/batterie)** : dispositif qui fournit de l’énergie en cas de défaillance du réseau principal. - **Chute de tension (ΔU)** : perte de voltage le long d’un conducteur due à sa résistance et au courant qui le traverse. - **Norme NF C 15‑100** : règle française d’installation électrique à basse tension, appliquée au Cameroun pour la sécurité des personnes et des biens. --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement d’une batterie de secours Un SGA comprend : contrôleur (5 W), lecteur de badge (2 W), clavier (1 W), gâche électrique (4 W) et une alarme d’intrusion (3 W). On souhaite une autonomie de 2 h en cas de coupure EDC. **Données** : tension batterie = 12 V. **Calcul** : Puissance totale P = 5 + 2 + 1 + 4 + 3 = **15 W**. Énergie nécessaire E = P × t = 15 W × 2 h = **30 Wh**. Capacité batterie C = E / V = 30 Wh / 12 V = **2,5 Ah**. On choisira une batterie plomb‑acide de **12 V / 3 Ah** (marge de sécurité). **Corrigé** : batterie 12 V/3Ah assure 2 h d’autonomie avec une réserve de 20 %. ### Exercice 2 – Vérification de la chute de tension dans un câble d’alimentation Une ventouse électromagnétique de 24 V DC consomme 1,5 A. Elle est alimentée à 25 m du contrôleur par un câble HO7RN‑F 2×1 mm² (résistance linéaire ≈ 19,5 Ω/km). **Calcul** : R = 2 × (25/1000) × 19,5 = 0,975 Ω. ΔU = I × R = 1,5 A × 0,975 Ω = **1,46 V**. Tension aux bornes = 24 V − 1,46 V = **22,54 V** (> 22 V, seuil de fonctionnement habituel). **Conclusion** : la chute de tension est acceptable (< 6 % de 24 V). --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de sécurité / bonne pratique | |----|------------------|-------------|------------------------------------| | 1 | Oublier de mettre à la terre le boîtier métallique du contrôleur | Risque de choc électrique en cas de défaut d’isolement | Relier toujours la masse métallique du boîtier à la prise de terre (NF C 15‑100, article 541). | | 2 | Utiliser un câble d’alimentation trop petit (ex. 0,5 mm² pour 2 A sur 20 m) | Chute de tension excessive → dysfonctionnement de la gâche | Vérifier la section avec la formule de chute de tension ; prévoir une marge de 20 %. | | 3 | Ne pas respecter le rayon de courbure lors du tirage des câbles UTP | Détérioration des paires, augmentation de l’atténuation | Rayon de courbure ≥ 8 × diamètre du câble (ex. ≥ 5 mm pour du Cat5e). | | 4 | Installer une ventouse sans dispositif de coupure d’urgence | Impossible d’ouvrir la porte en cas de panne de courant | Prévoir une batterie de secours ou un dispositif de déclenchement manuel (barre anti‑panique). | | 5 | Confondre les brochages Wiegand et RS‑485 lors du câblage du lecteur | Le contrôleur ne reçoit pas les données du lecteur | Se référer au schéma de brochage du fabricant ; tester avec un oscilloscope ou un testeur de continuité avant mise sous tension. | | 6 | Négliger la mise à jour du firmware du contrôleur | Vulnérabilité aux attaques (clonage de badge, bypass) | Appliquer les correctifs de sécurité dès leur publication ; maintenir un registre de versions. | --- *Fin du cours.*