L’internet des objets

L’Internet des objets, (en anglais Internet of Things, ou IoT) est l’utilisation du réseau Internet afin de permettre à des objets de communiquer.

Pourquoi communiquer ?

On peut s’interroger, à juste titre, sur la nécessité de communiquer pour des objets.
Comme bien souvent, il peut être utile de prendre un peu de recul et s’imaginer les domaines dans lesquels des objets communicants peuvent s’avérer utiles, voici quelques exemples.

1. Conducteur, je recherche désespérément une place de parc.
2. Conseiller municipal, je me demande comment optimiser l’éclairage public de ma ville, de mon village.
3. Agriculteur, j’aimerais pouvoir où se trouvent mes 30 têtes de bétail, en stabulation libre dans les 12 hectares de mon exploitation.
4. Sportif, je prévois une sortie en montagne de quelques jours, qu’en disent les prévisions météo ?
5. Industriel, quel est l’état de fonctionnement des 20 décolleteuses de mon exploitation ?
6. Citoyen responsable, dans quel container, le plus proche de chez moi, puis-je aller déposer mes déchets ?
7. Propriétaire ou locataire, ai-je bien fermé ce velux, alors que l’orage menace ?

Dans les cas ci-dessous, la technologie peut apporter des solutions, en utilisant des objets capables de transmettre des informations, exemples :

1. Les places de parc sont équipées de capteurs, qui transmettent à une centrale si un véhicule est présent. Cette information est donnée à une centrale, qui, reliée au GPS du conducteur, lui permet de trouver la place de parc la plus proche.
2. Des capteurs indiquent, la nuit, la présence de personnes. Un ordinateur pourra allumer ou éteindre les lampadaires en fonction du déplacement.
3. Chaque tête de bétail est équipée d’une puce GPS, l’agriculteur peut localiser ses bêtes.
4. Une centrale météo reçoit les informations de la part d’autres randonneurs (par exemple déjà équipés de détecteurs de victime d’avalanche), qui fournit des information sur la météo locale, celles-ci participent à améliorer la qualité des prévisions.
5. Chaque machine transmet quel est sont mode de fonctionnement (à l’arrêt, en mise en train, en production, en panne, etc.).
6. Les containers disposent de capteurs indiquant leur niveau de remplissage.
7. Des interrupteurs indiquent si un velux est ouvert ou fermé, consultable à distance.

Ces exemples sont tous, bien évidemment, cités dans une utilisation au profit du meilleur, et peuvent aussi être détournés pour le moins bon.. Mais ce n’est pas le lieu de ce débat..
En résumé, l’internet des objets est une offre technologique, avec des moyens actuels, qui permet de répondre une demande qui, à ce jour, existe partiellement ou reste à inventer.
Tim Berners-Lee n’imaginait probablement pas, en 1990, le développement qu’allait prendre Internet, en grande partie grâce à son invention du World Wide Web, et bien malin qui peut prédire ce que seront l’Internet et l’Internet des objets dans 30 ans.

Comment communiquer

L’internet des objets est rendu possible grâce à l’évolution des moyens de communication sans fils. Pour ceci, différents réseaux sont disponibles, ou sont en cours de déploiement :

• Les réseaux de téléphonie mobile (cellulaire). A ce jour, ils utilisent principalement la 3G/4G, mais l’introduction de la 5G devrait permettre d’accroître le développent de l’IoT.
• LoRa. C’est est une technologie réseau longue portée. Le grand avantage de LoRa, par rapport à un réseau cellulaire, est l’autonomie des récepteurs ainsi que le coût utilisation. Le réseau LoRa est conçu de manière à consommer le moins d’énergie possible. Il serait ainsi possible d’atteindre une autonomie de l’ordre de plusieurs années sur des produits comme des compteurs (d’eau, d’électricité, etc.) avec une batterie. Les autres avantages sont la portée de chaque passerelle (~10km en zone rurale et 3km en ville) ainsi que le faible coût de mise en place par rapport à un réseau GSM conventionnel. Le coût d’utilisation par objet serait de l’ordre de CHF 1.- mensuel ou moins suivant la quantité d’objets.
• 6LoWPAN. Un réseau 6LoWPAN est constitué d’un ensemble d’équipements ayant peu de ressources (CPU, mémoire, batterie) reliés au travers d’un réseau limité en débit (jusqu’à 250 kbit/s). L’idée est que chaque équipement, lorsqu’il reçoit un message, le retransmette jusqu’à ce que ce message atteigne son destinataire final. La portée de chaque équipement est de quelques dizaines de mètres.

Les acteurs

Comme dans tout processus technologique, l’IoT voit l’émergence d’acteurs aux intérêts souvent contradictoires, par exemple, certains sont présents car c’est une bonne occasion d’améliorer le chiffre d’affaires, c’est ici une démarche commerciale, d’autres verront un simple intérêt personnel. Voici quelques entreprises qui sont actives dans l’IoT :

• Semtech. A ce jour une des principales entreprises produisant des composants électroniques destinés à la communication des objets connectés. Elle a son siège à Camarillo, en Californie, avec des succursales en Amérique du Nord, en Aise et en Europe, notamment à Neuchâtel. Semtech a acquis la technologie LoRaWAN, développée dans les années 2000 par Cycléo, une société grenobloise.
• LORIOT. Entreprise commerciale mondiale d’IdO, fondée en Suisse en 2015, proposant des déploiements IoT aux quatre coins du globe (et même dans l’espace !).
• The Things Network. Entreprise commercial fournissant un ensemble d’outils ouverts et un réseau mondial ouvert permettant de construire des applications IoT à coûts réduits, avec une sécurité maximale et prête à l’emploi.
• Swisscom. Le distributeur helvétique propose une connexion LoRa pour des objets connectés.

Le principe de L’IoT

Le schéma ci-dessous montre comment The Things Network propose de travailler.
Sur la gauche, on trouve les objets connectés (devices), ils communiquent avec des passerelles (gateways). Les passerelles, qui sont enregistrées sur le réseau de The Things Network, envoient les informations reçues par les objets.
Sur la droite in trouve la partie applicative, par exemple un logiciel permettant de visualiser des places de stationnement libres.
Le principe de fonctionnement autorise un fonctionnement bidirectionnel, c’est-à-dire que l’application finale peut envoyer des données aux objets, permettant par exemple de verrouiller une porte à distance.