Internet des objets : quels réseaux pour communiquer ?

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Trois solutions techniques permettent la communication entre objets connectés, une communication désormais considérée comme le nouvel Eldorado de la croissance digitale.

Après la domotique, l’internet des objets – souvent baptisé IoT pour Internet of Things – sera le nouvel Eldorado de la croissance digitale, nous promet-on.

Qu’est-ce qu’un objet internet exactement ? C’est un appareil de toutes natures – depuis une montre jusqu’à un pèse personne, en passant par un compteur d’eau et une brosse à dents – connecté à internet.

A quoi sert la connexion ?

Cette connexion à internet permet deux choses. Premièrement, le contrôle-commande de l’objet à distance. Par exemple, ouvrir la porte à un livreur en votre absence, en contrôlant toute la séquence de livraison grâce à une serrure connectée, à une caméra sur IP connectée elle-aussi et à des applications sur Smartphone qui pilotent la serrure et la caméra et permettent de tout visualiser.

Mais, deuxièmement, un objet connecté à internet envoie en permanence des informations sur son fonctionnement et son environnement. C’est notamment le cas des thermostats connectés de Nest, Qivivo, NetAtmo, etc. Les millions de données que chacun de ces thermostats collecte et envoie à son fabricant sont analysées et – avec plus ou moins de bonheur – améliorent le fonctionnement de l’objet.

Le couple « thermostats connectés + analyse des données dans de puissants datacenters dans le cloud » sont ainsi en mesure d’apprendre les caractéristiques thermiques du logement, les habitudes des utilisateurs du logement, de se programmer eux-mêmes pour maximiser économies d’énergie et confort.

La connexion à internet permanente

Si l’on veut connecter un objet à internet, trois solutions sont concevables pour l’instant. La première consiste à relier l’objet d’une manière quelconque – WiFi, LiFi, TCP/IP sur courant porteur, bus de terrain câblé ou en radio HF, Bluetooth, etc. – à la box internet du logement ou à la connexion internet des bâtiments tertiaires.

C’est intéressant, mais souvent trop luxueux et relativement gourmand en consommation d’énergie. Cette première solution convient donc parfaitement aux objets branchés sur secteur en permanence et dont le débit de données est important.

Elle convient déjà un peu moins bien aux objets alimentés par piles, sauf si leur software est conçu pour minimiser leur temps de fonctionnement et maximiser la durée de vie des piles. Et puis, il existe nombre de configurations d’usages ou de bâtiments sans connexions internet permanente disponible.

Les réseaux de communication sans fil

En l’absence de connexion internet exploitable, deux autres solutions sont disponibles : les réseaux 2G à 4G utilisés pour la communication M2M (Machine to Machine, de machine à machine) et les nouveaux réseaux à bas débit que sont LoRa et SigFox.

Depuis une bonne dizaine d’années, par exemple, les principaux fabricants de groupes froids en Europe, de Carrier, Climaveneta, Trane et les autres proposent des boîtiers offrant une connexion 2G ou 4G pour leurs machines. Un groupe de production d’eau glacée peut devenir, en quelque sorte, un très très gros objet connecté.

Le caractère critique de son fonctionnement pour le bâtiment ou l’usine où il est installé, l’importance des données transmises vers le fabricant ou l’exploitant pour réaliser une maintenance préventive efficace, maintenir le rendement de fonctionnement dans le temps, etc. justifient l’emploi d’une solutions 2G ou 4G avec une puce GSM dans un boîtier lié à l’automate du groupe.

Une connexion par puce GSM

Des fabricants de régulation, comme Sofrel Lacroix, proposent aussi des boîtiers des communication en 2G ou 4G pour équiper des chaufferies, des installations de climatisation, des CTA (Centrales de Traitement d’Air). Cette solution est relativement coûteuse, requiert une carte SIM pour chaque machine, mais permet d’importants transferts de données dans les deux sens.

Les trois opérateurs de téléphonie – Orange, Bouygues Telecom et SFR – proposent des abonnements spécifiques pour ces besoins M2M, voire dans solutions sans abonnement mais avec un seul paiement à la mise en service, ainsi que des kits 2G ou 4G pour ajouter cette communication aux machines. Fin 2015, la France comptait environ 9 millions de cartes SIM consacrées à des communication M2M.

Ce n’est pas rien, mais cette solution n‘est techniquement applicable qu’aux machines disposant d’une alimentation électrique permanente. Pour les autres, comme les compteurs d’eau connectés, par exemple, il faut une technologie nettement moins gourmande en électricité.

Les réseaux Low Power Wide Area (LPWA)

Cette troisième et dernière solution de connectivité est celle des réseaux Low Power Wide Area (LPWA). Les réseaux LPWA offrent une communication sans fil à longue distance avec de faibles débits de données.

Ils s’adressent par nature aux objets connectés fonctionnant à pile ou à partir de récolte d’énergie qui n’ont pas besoin de transmettre de forts débits de données : des compteurs, des sondes de divers types, … De tels réseaux ne sont pas du tout destinés à des communications téléphoniques sans fil.

Dans le meilleur des cas, ils sont capables de transmettre des SMS. Il existe deux principaux standards de communication LPWA dans le monde pour l’instant, plus une petite dizaine d’autres comme LTE-MTC, NB-IOT, RPMA, NB-Fi, … plutôt à vocation régionale.

LoRa, SigFox et Qowisio

Les deux principaux sont LoRaWAN ou Long Range Wide Aera Network développé et soutenu par la (LoRa Alliance https://www.lora-alliance.org/), d’une part, et des réseaux UNB (Ultra Narrow Band), dont le plus connu est développé par le français SigFox. LoRa est utilisé en France par Orange et par Bouygues Telecom. Tandis que SigFox s’est allié avec SFR.

Qowisio, une autre société française, se présente comme opérateur de réseau bas-débit à destination des PME et des ETI (Entreprise de Taille Intermédiaire) et déploie en France son propre réseau utilisant les deux technologies UNB et LoRa à la fois.

Dans nos prochains articles nous présenterons les offres sous la technologie LoRa, celles de SigFox, puis le projet Qowisio. Tout ça dans le but de bien éclairer les divers moyens de communication disponibles pour les objets connectés du bâtiment.

Source : Pascal Poggi

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