Comment développer l’Internet des Objets en France ?

Comment développer l’Internet des Objets en France ?

19 Nov 2015

Marché, solutions, recommandations… Rédigé dans le cadre du plan Nouvelle France Industrielle – Souveraineté télécoms, le livre blanc sur l’Internet des Objets est une mine d’informations pour quiconque s’intéresse à la question. Dans ce « Lu pour vous », en voici les grandes lignes.

En réalité, ce livre blanc ne considère pas tous les objets connectés. Il exclut de ses réflexions les objets disposant d’une solution de connectivité locale et indirecte (par exemple via une passerelle domestique), car ceux-ci sont traités par un groupe de travail spécifique « Objets connectés ». Il se focalise sur les objets qui se connectent directement au réseau d’un opérateur. Ses objectifs : présenter le marché et les technologies de ces réseaux sans fil à longue portée dédiés à l’Internet des Objets, et proposer des recommandations pour en favoriser le développement sur le territoire national.

Un marché qui traverse tous les secteurs

Le livre blanc débute par un recensement des segments de marché qui seront touchés en priorité par l’Internet des Objets et il liste quelques cas d’usage associés ainsi que les exigences liées aux usages. Les secteurs d’activité présentés sont les suivants :

  • Le comptage (eau, gaz, électricité…) avec notamment la télé-relève des compteurs. Potentiellement, il faudra équiper 34 millions de foyers.
  • La gestion des infrastructures des différents réseaux d’alimentation, d’évacuation et de transport, qu’il faut superviser et parfois commander à distance. Ces réseaux devront être équipés de dispositifs de mesure et de commande tout au long des chemins parcourus, avec de fortes contraintes de couverture, de sécurité et d’autonomie énergétique. Les aspects fiabilité et temps-réel sont requis pour le passage de commandes ou la réception d’alarmes.
  • La ville intelligente, avec la gestion et la supervision du ramassage des ordures, de l’environnement urbain (CO2, bruit, …), de l’éclairage urbain, de l’affichage numérique, de la vidéo-surveillance. Les services qui requièrent du transport d’image nécessitent des communications haut-débit.
  • L’agriculture, les forêts, les espaces naturels, pour effectuer des mesures, superviser et prévenir les catastrophes tels que les incendies. Le monitoring de millions de têtes de bétail est une des applications envisagées.
  • La maison intelligente et les applications résidentielles telles que la sécurité, la télésurveillance, la domotique…
  • L’industrie, pour la localisation ou le suivi de biens et d’équipements (matériel industriel, réservoirs et cuves, machines-outils).  Ces services réclament une bonne qualité de couverture en intérieur et des temps de réponse très courts.
  • Les moyens de transports et l’automobile, pour la gestion de flotte, la sécurité, l’assistance, la maintenance, etc.
  • La logistique, avec notamment le suivi de biens ou colis. 300 millions d’objets ou de contenants sont concernés.
  • Également, les produits de grande consommation comme les wearables ou les gadgets connectés ; la santé, pour le monitoring de patients ou la supervision de matériel médical ; les distributeurs de produits, les terminaux de télépaiement.

Le livre blanc observe que les performances requises sont d’abord liées à la richesse fonctionnelle du service. De nombreux cas d’usage requièrent simplement la remontée périodique d’une mesure en provenance d’un capteur. D’autres nécessitent une alerte sur un événement précis avec des contraintes d’engagement et de performance proches du temps-réel. Et lorsque l’information remontée est volumineuse ou très fréquente, les contraintes sur le réseau de communication se renforcent sur le sens montant.

Il en conclut que les solutions technologiques adaptées aux différents cas d’usage ne se segmentent pas par secteur d’activité, mais par niveaux de performance en fonction de la richesse fonctionnelle du service.

Une variété de technologies en attendant la 5G

Quelles solutions répondent aux différentes exigences ? Le livre blanc dresse un bilan complet des technologies sans fil actuelles ou en cours de spécification, qu’il replace dans un calendrier s’étalant d’aujourd’hui à 2020, année prévue pour la disponibilité de la 5G.

Parmi les solutions 3GPP, il observe d’abord que la 2G et ses évolutions vers la 3G, largement utilisées dans les solutions actuelles M2M, n’étaient pas prévues pour raccorder des objets. D’où des limitations de toutes natures : fiabilité très relative, consommation énergétique élevée, des coûts trop importants.

Pour ce qui concerne le LTE, les communications avec les objets ont été prises en compte tardivement dans le processus de normalisation, ce qui aboutit pour l’instant à des solutions non optimisées. Par contre, la release 13 prévoit des améliorations sensibles des communications entre machines : couverture, robustesse, limitation de puissance, simplification. Reste le problème de réduction de la consommation énergétique qui ne sera qu’imparfaitement traité. D’autres évolutions, spécifiques Internet des objets, sont au stade de l’étude.

Les technologies 3GPP sont des technologies adaptées à moyen terme. Mais il faudra attendre la 5G pour des solutions qui collent aux besoins intrinsèques de l’Internet des Objets. Un des objectifs de la 5G est notamment de réduire le surcoût énergétique de la signalisation associée au rétablissement des connexions, à chaque fois qu’un trafic en rafale doit être supporté. Il prévoit aussi une meilleure adaptation aux objets à faible trafic.

Il existe une alternative, en cours de normalisation au sein de l’organisme européen ETSI : les réseaux LTN (Low Throughput Network). Plus économes en énergie que les réseaux cellulaires actuels et moins chers à opérer, les réseaux LTN sont très efficaces pour transporter, sur de grandes distances, les courts paquets de données qui seront émis par les milliards d’objets connectés. Ils reposent sur deux principes clés : une excellente sensibilité des récepteurs radio, et la réception coopérative qui est une approche radio en rupture avec les techniques cellulaires. Celle-ci permet la mise sur le marché d’objets n’ayant qu’une capacité d’émission et pas de réception. Les réseaux LTN sont conçus pour acheminer les données des objets connectés qui n’ont pas besoin des importants débits des systèmes cellulaires existants. Une deuxième phase de normalisation du LTN est en cours, qui doit aboutir, d’ici 2018, à un standard LTN complet et approuvé.

IoT-Technologies

Une série de recommandations pour développer le marché

Premier écueil à éviter : la dispersion technologique, qui est un facteur d’augmentation du coût final d’un objet connecté. Or le coût des modules de communication est un élément clé dans l’équilibre économique, car c’est l’un des catalyseurs devant permettre l’émergence de nouveaux usages et l’explosion du nombre d’objets connectés. Une approche prudente consiste à définir des architectures systèmes agnostiques vis à vis de solutions technologiques de connectivité radio.

Il faudra aussi veiller à une utilisation rationnelle des bandes de fréquences avec une gestion très fine des bandes disponibles et des règles contraignantes d’utilisation. Le livre blanc préconise la mise en place d’un observatoire capable d’anticiper la montée en charge et de planifier l’introduction de nouvelles bandes de fréquence dédiées.

L’utilisateur final est au centre des préoccupations. Mais comment va-t-il vivre cette multiplication d’objets communicants autour de lui ? Il faudra le rassurer sur plusieurs plans : garantie d’anonymat, sécurité des données personnelles, exposition aux radiofréquences… Les contraintes réglementaires liées au déploiement de nouvelles antennes doivent encadrer mais permettre le déploiement de nouveaux réseaux. Autre préoccupation environnementale, il faudra prendre en compte dès la conception le reçyclage des objets connectés en fin de vie.

Parmi les solutions pour limiter les coûts et les impacts, la mutualisation des infrastructures entre services pourtant très différents est une piste à approfondir sérieusement. Ce qui implique aussi de mettre au point des modèles économiques équilibrés pour toute la chaîne de valeur depuis le fournisseur de services jusqu’à l’opérateur d’infrastructures. Le livre blanc souligne qu’il faudra permettre des innovations en termes de commercialisation, par exemple pour éviter la complexité liée à la commercialisation d’un abonnement de communication séparé de la vente d’un objet ou d’un service à valeur ajoutée.

Enfin, il faudra sans doute harmoniser les contraintes réglementaires entre les différents secteurs d’activité pour libérer le développement de l’Internet des Objets dans une logique de modules s’intégrant dans des réseaux, indépendamment du service rendu.

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Retrouvez l’intégralité du livre blanc Internet des Objets

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2 comments

  1. Bonjour Roland,

    très bon article. Merci.
    Sauf erreur par contre, je n’ai pas trouvé de lien vers votre source (le livre blanc en question).
    Comment pourrais-je y accéder?

    D’avance, merci.

    • Roland Le Bouëdec /

      Bonjour Jean-Marc. D’après mes essais, le lien fourni en fin d’article dans la section Plus fonctionne. Il permet de télécharger le source. Bonne lecture.