La révolution IOT

Table des matières :

 

Qu’est-ce que c’est ?

Un peu d’histoire :

Alors comment fonctionne ces systèmes autonomes ?

Les capteurs :

Les sources d’énergie :

Les actionneurs :

La connectivité :

Quelques exemples d’application :

L’E-santé :

L’industrie :

Les Smart Cities :

Quelques innovations :

Quel futur pour les objets connectés ? :

Conclusion :

Source :

 

Qu’est-ce que c’est ?

 

L’I.O.T est l’acronyme de Internet Of Things (Internet des objets), il désigne un système ou les objets physique sont connectés à Internet. Des systèmes capables de créer et de transmettre des données. Il peut être défini en tant qu’écosystème d’objets connectés qui sont interconnectés et cohabitent. Ces objets permettent de récolter un très grand nombre de données et ce qui permet de rassembler de nouvelles connaissances et de nouvelles formes de savoirs. L’I.O.T est considéré comme la 3e révolution d’Internet après les télécommunications et internet et connais un développement exponentiel, selon une équipe de l’ETH de Zurich, avec les smartphones et le nombre toujours plus gros d’objet connectés d’ici à 2025 près de 150 milliards d’objets seront connecter entre eux. Ils sont en grandes parties responsable de l’accroissement exponentielle du nombre de donnés généré sur le réseau et est responsable également en partie du Big Data.

Aujourd’hui il y a de très nombreuse application de l’IOT, dans les domaines de l’e-santé , de la domotique, des voitures connectées, des villes connectées etc… La mise en place de plus en plus croissante de l’IOT permet de mieux prévoir , réguler et optimiser des facettes de plus en plus nombreuses de l’activité humaine.

 

Un peu d’histoire :

 

Depuis la fin des années 1980, Internet a évolué de manière spectaculaire. La dernière étape est l’utilisation de ce réseau mondial pour la communication avec des objets ou entre objets . C’est en 1999 que l’on entend pour la première fois le terme de Internet Of Things dans un présentation de Kevin Ashton, Brand Manager dans une industrie cosmétique Britannique Il fut le premier à observer qu’un rouge à lèvres d’une teinte particulière d’une de leurs lignes cosmétiques apparaissait toujours comme étant en rupture de stock, et personne ne savait pourquoi. Fait intéressant, le produit était disponible en stock, mais à l’époque, il n’était pas possible de relier électroniquement le distributeur à la chaîne d’approvisionnement. Inspiré par les puces électroniques, et plus particulièrement par celles des cartes de crédit, Kevin Ashton a eu l’idée d’intégrer une antenne RFID dans les rayons de rouge à lèvres pour aider les managers à suivre la quantité de rouge à lèvres encore disponible sur place. Quelle était sa motivation ? Dès qu’il n’y avait plus de rouge à lèvres sur les étagères, il fallait pouvoir effectuer automatiquement des livraisons supplémentaires via des interfaces électroniques.

A l’époque les ordinateurs et Internet reposaient presque entièrement sur l’information fournie par les êtres humains. Kevin Ashton dit en 2009, dans le RFID Journal : “Le problème, c’est que les gens ont une attention, une précision et un temps limités, et ne sont donc pas pleinement capables de saisir la totalité des données échangées dans le monde physique.”

Au 20e siècle, les ordinateurs étaient des cerveaux sans intelligence, puisqu’ils ne connaissent que ce que nous leur transmettons. Et cela représente un problème très important car il existe un de très gros nombres d’informations qui peuvent être captures par des capteurs mais pas par des humains car leurs saisies en totalité serait impossible.

Cependant aujourd’hui avec l’IOT et de nouvelles formes de capteurs intelligents, les ordinateurs peuvent maintenant fonctionner de manière quasi-autonomes. Avec l’exemple notamment de la détermination de la position via GPS, dans le futur il y aura des voitures autonomes, des drones de livraison autonomes, tout deviendra de plus en plus autonomes.

Alors comment fonctionne ces systèmes autonomes ?

 

D’abord qu’est-ce qu’un système autonome ? Un système autonome c’est un système qui fonctionne sans intervention humaine, comme une montre connectée ou une voiture autonome. Dans un système IOT ont retrouvé de nombreux acteurs et composants technologiques. Il est composé d’objets connectés, de réseaux de communication sans fil, de plateformes de collecte/d’hébergement/de traitement des données, d’applications/services pour les utilisateurs finaux et d’une supervision/sécurisation de toute la chaîne.

Un objet connecté est d’abord un objet qui a une fonction mécanique et/ou électrique propre. Il a pour fonction de collecter des données de capteurs, de traiter ces données et de les communiquer à l’aide de d’une fonction de connectivité et de recevoir des instructions pour exécuter une action. Généralement ces fonctions de l’objet connecté nécessitent une source d’énergie, surtout quand les données sont prétraitées directement dans l’objet.

Les capteurs :

 

Il existe de très nombreux types de capteurs qui peuvent capturer d’innombrables états d’objets en mouvement et fixes à des coûts faibles. Des capteurs qui perçoivent la température, la luminosité, la pression, l’humidité et la pollution par la poussière dans différents environnements, etc… Mais qu’est-ce qu’un capteur ?

Les capteurs sont des dispositifs permettant de transformer une grandeur physique observée en une grandeur digitale utilisable par des logiciels. Les objets connectés ont souvent la fonction de captation de ces grandeurs physiques sur leurs lieux d’utilisation.

 

Les sources d’énergie :

 

Comme dit précédemment la plupart de ces objets nécessitent une source d’énergie pour fonctionner, il existe différents types d’alimentation :

  • L’alimentation filaire pour les objets ayant une prise de courant
  • L’alimentation via piles ou batteries nécessitant une recharge plus ou moins fréquente
  • L’alimentation via capteurs d’énergie comme les panneaux photovoltaïque ou le thermoélectrique, généralement des objets ayant une faible consommation d’énergie
  • L’alimentation via ondes électromagnétiques comme les lecteurs RFID et NFC

Ces sources d’énergie sont un véritable enjeu pour les constructeurs pour garantir la plus grande durée de vie possible sans maintenance et justifier au maximum du caractère autonome de ces objets. Mais également au niveau environnemental.

Les actionneurs :

 

Les actionneurs sont des dispositifs qui transforment une donnée digitale en phénomène physique pour créer une action, ils sont en quelque sorte l’inverse du capteur. C’est eux qui sont à l’origine de l’interaction hommes/machines.

On retrouve l’afficheur, l’alarme, la caméra, les haut-parleurs, les interrupteurs, les lampes, les moteurs etc…

 

La connectivité :

 

La connectivité est indispensable pour que l’appareil puisse être intégrée aux réseaux et communiquer avec. On retrouve de nombreuses possibilités quant au choix de la connectivité de l’appareil et ce choix se fait en fonction de la fonction de l’appareil parmi ces différentes connectivités on retrouve le LoRa, le Sigfox, le M2M, le RFID, le Bluetooth et la 5G.

 

LoRa :

Pour de nombreuses applications, notamment dans les secteurs de la santé, l’industrie ou l’agriculture intelligente (suivi médical des patients, maintenance prédictive, suivi du bétail, contrôle humidité des sols…), les objets connectés ont besoin d’une forte autonomie mais ne nécessitent pas de débit élevé (bien souvent quelques kb/s suffisent). Le LoRa pour Long Range est un réseau qui répond à 100 % à ces besoins. À ultra-longue portée (jusqu’à 30 km en zone rurale), il assure une connectivité bas débit avec une faible consommation électrique et avec une très bonne pénétration dans les bâtiments ou encore les sous-sols, permettant le développement de nouveaux usages.

 

Sigfox :

Cette technologie tout comme le LoRa utilise les bandes de fréquence 868 MHz et 915 MHz). Il possède également un fort taux de pénétration et permet d’envoyer des messages de petites tailles de l’ordre de l’Octet.

M2M :

Le M2M (Machine to Machine) il utilise les réseaux télécom existants à savoir de la 2G jusqu’à la 4G. Il s’agit d’abonnements souscrits auprès des opérateurs de téléphonie pouvant donner accès uniquement à des volumes de données.

 

RFID :

Il existe deux technologies RFID, la RFID active et passive. La distinction se fait au niveau de l’objet qui émet le signal.

  • La RFID passive, le tag est une simple antenne qui est activée dès lors qu’elle se trouve à portée d’un émetteur. C’est ce que l’on retrouve dans beaucoup de systèmes antivols dans les magasins. L’étiquette que l’on doit couper est un tag RFID et les portiques de sécurité sont des émetteurs. Il est également utilisé dans les systèmes de pointage ou le paiement sans contact par exemple.

 

  • La RFID active, c’est l’objet qui comprend un tag et qui est capable d’émettre le signal à proximité d’un autre objet RFID. Il est possible d’étendre la portée du signal à quelques mètres. Par exemple lorsqu’e l’on passe à proximité d’une barrière au télépéage le badge envoie son identifiant à cette balise

 

Cependant la RFID n’est pas une technologie indépendante est à besoin d’être couplé à une autre technologie pour pouvoir collecter et stocker les données.

 

Bluetooth :

Le Bluetooth est une technologie connue depuis une dizaine d’années maintenant. C’est une technologie radio de moyenne portée (environ 10m) qui permet d’envoyer des messages de grande taille et en grande quantité. Le Bluetooth dispose d’un grand débit car comme le Wifi il repose sur la bande de fréquence 2,4GHz.

 

5G :

Son déploiement aura lieu en 2020. C’est une technologie souple et puissante à la fois car elle pourra aussi bien connecter des smartphones en haut débit que des objets connectés en utilisant peu de bande passante. Elle est 30 fois plus rapide que la 4G avec des débits allant jusqu’à 50 mo/s

 

Résumé :

 

Quelques exemples d’application :

 

On retrouve des pôles majeurs dans lequel l’IOT aura un rôle important à jouer comme la santé, les villes, l’industrie et globalement dans notre vie quotidienne

 

L’E-santé :

En 2016 c’est 73 millions objets connecté liée à la santé qui sont dénombré et la moitié d’entre eux sont des wearables, c’est-à-dire des objets portables comme des bracelets d’activités ou des montre connectées. Ce sont des objets qui nous ont donné une autre image de la santé car ils nous permettent de contrôler notre activité physique, notre alimentation, notre santé grâce aux électrocardiogrammes par exemple.

 

L’industrie :    

Aujourd’hui l’IOT est devenu indispensable pour de nombreuses entreprises et il est de plus en plus utilisé dans ce domaine. En effet l’IOT permet d’anticiper les pannes et l’usure de leurs équipements, il est aussi capable de piloter des machines à distance, de les surveiller ou de connecté plusieurs machines entre elles pour optimiser l’automatisation.

Cela est rendu possible grâce à l’installation de capteurs connectés à un programme d’analyse permet de surveiller en continu les performances d’un composant, d’un équipement ou d’un système. Ces capteurs mesurent la température, la pression des flux d’air, etc… Ces données sont ensuite collectées puis analysées afin de définir le fonctionnement normal d’une machine pour ensuite comparer le fonctionnement d’une machine par rapport à celle de référence. Ces nouveaux systèmes permettent de réaliser des économies non négligeables pour l’entreprise car les pannes coûtent très cher et il est désormais possible de régler ces pannes avant qu’elles n’aient lieux.

 

Les Smart Cities :

Les objets connectés vont jouer un rôle extrêmement important dans les futures années, notamment dans la gestion de ces dernières, dans la consommation d’énergie ou les ressources naturelles. En effet en 2050, près de 70 % de la population mondiale vivra en ville, contre 50 % aujourd’hui. Pour faire face à cette pression démographique urbaine, il est nécessaire de préserver et d’optimiser les ressources des villes (eau, électricité, qualité de l’air…) et leur organisation. Une partie de ces changements se font au niveau des transports avec la mise en place de ligne de bus autonomes par exemple afin de faciliter les déplacements et désengorger les villes des bouchons et surplus de véhicules. Il y a également la mise en place de bâtiments intelligents qui ajustent leurs consommations en fonction de leurs besoins.

 

Quelques innovations :

  • Les serrures connectées pour fermer et ouvrir les portes à distances
  • Le frigo qui se remplit presque tout seul avec un dispositif qui permet de commander un produit juste en appuyant sur un bouton
  • La lentille de contact intelligente Google et Microsoft travaillent sur des lunettes intelligentes. D'autres ont décidé de créer des lentilles de contact intelligentes. Cette lentille abrite un écran LCD capable d’afficher des images (principalement du texte) directement sur votre œil.
  • L’exosquelette guidé par la pensée
  • Un ordinateur à 5 sens. De petits capteurs intégrés aux ordinateurs ou aux téléphones pourraient détecter si l'utilisateur a un rhume ou une autre maladie, en analysant les odeurs, des marqueurs biologiques et les molécules contenues dans son haleine. Au niveau du toucher, les nouvelles technologies tactiles, sensibles à la pression ou aux infrarouges, pourraient aider à simuler la texture d'un tissu par exemple sur un appareil portable.
  • Un capteur d’air capable de mesurer le taux de particules fines, dioxyde d’azote, etc… autour de nous grâce à un petit dispositif

 

Quel futur pour les objets connectés ? :

 

Il est indéniable que le développement des objets connectés est un progrès important, ils sont déjà bien présents dans nos vies est vont prendre une place de plus en plus importante cependant ils soulèvent également de nombreuse question quant à la masse de données qu’ils récoltent. Ils suscitent des enjeux de sécurité et de vie privée. En effet des objets supposés avoir un haut niveau de sécurité comme les véhicules connectés en charge de l’intégrité physique des passagers, ont pu être piratés par des chercheurs avec prise de contrôle à distance de plusieurs équipements du véhicule dont la coupure du moteur, ces objets même pourvus de faibles capacités de traitement peuvent par leur nombre constituer une véritable force de frappe et une réelle menace pour les entreprises et les institutions de plus en plus dépendantes du numérique  en effet, le risque dépasse largement le vol de données. Par exemple, arrêter le fonctionnement d’une usine ou y provoquer des dégâts matériels ou humains, ouvrir les portes d’une habitation ou d’un magasin pour y effectuer des vols, contrôler à distance un véhicule terrestre ou volant, bloquer le trafic routier de toute une ville, etc., d’après une étude 75% des français interrogés perçoivent ces objets connectés comme un danger. Les perspectives économiques dans le domaine IOT restent cependant très importante avec une augmentation annuelle du marché des objets connectés de 17 % d’ici à 2020, pour atteindre 1 700 milliards de dollars Le marché des données personnelles est estimé à 1 000 milliards d’euros d’ici à 2020 en Europe, et les industriels sont engagés dans une véritable course pour être les premiers à fournir en Europe des objets connectés à prix bas.

Carte montrant la répartition des objets connectés dans le monde

 

Conclusion :

 

Les objets connectés effacent peu à peu la liaison entre le réel et le virtuel cette liaison nous amène à un monde de plus en plus connecté, la fusion du réel et du virtuel nous facilite notre quotidien en nous offrons des solutions toujours plus innovantes.

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