Introduction à l’IoT : comment fonctionne l’Internet des objets ?

L’Internet Of Things (IoT) – ou Internet des objets – représente le réseau d’objets physiques « Things » qui sont intégrés à des capteurs, des logiciels et d’autres technologies dans le but d’échanger des données avec d’autres dispositifs et systèmes sur Internet.

Pour la petite histoire, la notion d’IoT ne date pas d’aujourd’hui. En effet, en 1982, un distributeur de Coca-Cola® a été modifié par les étudiants de l’université de Carnegie Mellon afin de renvoyer l’inventaire des boissons et s’assurer de leur bonne température. Ainsi transformé, ce distributeur est devenu l’un des premiers objets connectés !

Aujourd’hui, avec les évolutions des technologies et des réseaux, le champ des possibilités s’agrandit et l’IoT est de plus en plus présent dans divers aspects de notre quotidien.

Comment fonctionne l’Internet des objets ?

L’IoT peut être envisagé comme un ensemble de technologies reliées entre elles dans trois domaines principaux :

Things : les « Things » sont des éléments physiques disposant de capteurs intégrés et qui sont connectés à Internet. Ces objets envoient des données de télémétrie (comme, par exemple, lors du passage d’une voiture sur une autoroute à l’aide des capteurs de mouvement ou de pression).

Insights : il s’agit des résultats du traitement et de l’analyse des données brutes envoyées par les Things. Par exemple : en calculant le nombre de voitures qui passent par minute, on peut déduire l’état du trafic sur une autoroute.

Actions : il s’agit de la réponse automatisée ou manuelle aux informations remontées par l’Insight. Par exemple : si l’Insight montre qu’il y a des embouteillages, des alertes peuvent être envoyées à divers systèmes tels que les tableaux d’affichage des autoroutes ou les différentes applications de navigation utilisées par les automobilistes.

Pourquoi faire de l’IoT ?

L’IoT aide les individus à mieux connaître leur environnement et donc à en maîtriser tous les composants. Avec des objets connectés dans la maison, on peut optimiser et automatiser plusieurs aspects de la vie de tous les jours. C’est d’ailleurs déjà le cas avec la domotique, qui propose plusieurs technologies et devises pour gérer le chauffage, l’éclairage, etc.

Pour les entreprises, l’IoT offre une vision en temps réel sur la totalité de leurs systèmes, fournissant ainsi des informations sur les données qu’il est important de maîtriser : des performances des machines jusqu’aux opérations de la chaîne d’approvisionnement et de la logistique. L’IoT permet alors aux entreprises d’automatiser les processus et de réduire les coûts de main-d’œuvre. Il a aussi un impact positif sur la réduction du gaspillage et l’amélioration de la prestation de services, en rendant notamment la fabrication et la livraison des biens moins coûteuses. Pour avoir une vision plus approfondie de la manière dont les nouveaux outils digitaux, tels que l’IoT ou encore la blockchain, peuvent améliorer la performance des entreprises, découvrez quelques cas d’usages sur la digitalisation du BTP et des usines.

Les avantages de l’IoT

L’Internet des objets apporte plusieurs avantages aux entreprises. Bien que les besoins soient différents d’un secteur à l’autre, les avantages apportés restent assez similaires :

• Une vision en temps réel sur tous les processus de production ;
• L’optimisation du temps, et donc des dépenses ;
• L’amélioration de la productivité;
• Une prise de décision améliorée ;
• La possibilité de générer davantage de revenus.

L’IoT incite les entreprises à repenser la façon dont elles abordent leurs activités et leur donne les outils nécessaires pour améliorer leurs stratégies commerciales.

Exemples de mise en application de l’IoT dans différents secteurs

Il existe de nombreuses applications de l’Internet des objets dans le monde réel, allant de l’IoT grand public et de l’IoT d’entreprise à l’IoT industriel et manufacturier (IIoT). Les applications de l’IoT couvrent de nombreux secteurs tels que le médical, la domotique, l’agriculture ou encore l’urbanisme.

IoT dans l’Industrie

L’Internet industriel des objets, aussi appelé « IIoT », est l’utilisation de capteurs et d’actionneurs intelligents pour améliorer la fabrication et les processus industriels. Également connu sous le nom d’industrie 4.0, l’IIoT utilise la puissance des machines intelligentes et l’analyse en temps réel pour tirer parti des données que les lignes de production produisent dans les environnements industriels. La philosophie qui sous-tend l’IIoT permet de capturer et analyser les données en temps réel, mais aussi communiquer des informations importantes qui peuvent être utilisées pour la maintenance prédictive (PdM), l’amélioration du service sur le terrain, la gestion de l’énergie et le suivi des actifs.

IoT dans le secteur médical

Plusieurs hôpitaux sont équipés de capteurs de tension et de rythme cardiaque reliés à un système central : le corps médical peut ainsi réagir rapidement en cas d’urgence et, à l’aide des données collectées, prédire l’état de santé des patients et agir en conséquence.

IoT dans la domotique : « Maison Intelligente »

La domotique est l’un des secteurs dans lesquels l’IoT est le plus utilisé. Aujourd’hui, à travers votre mobile ou vos appareils connectés, vous pouvez allumer/éteindre votre lampe ou votre chauffage, surveiller en temps réel et à distance votre maison, évaluer votre consommation d’énergie, connaître la température et l’humidité de chaque pièce de votre habitation…

IoT dans l’agriculture : “Smart Farming”

L’agriculture intelligente est un concept de gestion visant à fournir à l’industrie agricole l’infrastructure nécessaire pour tirer parti des technologies de pointe – notamment avec le big data, le cloud et l’internet des objets (IoT) – pour suivre, surveiller, automatiser et analyser.
Aidé par des capteurs et appareils intelligents pour l’analyse du sol et la gestion de l’eau, de la lumière, de l’humidité et de la température, l’agriculteur adopte une agriculture de « précision ». Cela lui permet alors de réduire les coûts globaux et d’améliorer la qualité et la quantité des produits et de s’orienter vers une agriculture plus durable.

IoT pour la ville : “Smart City”

Dans une ville intelligente, le déploiement de l’IoT, tels que les lampadaires, les feux de circulation et les compteurs d’électricité intelligents, peuvent contribuer à alléger le trafic, à économiser l’énergie, à surveiller et à traiter les problèmes environnementaux. Ces différents appareils vont d’ailleurs permettre d’alimenter une base de données riche en informations sur les déplacements, l’utilisation de l’aménagement urbain…

En effet, face à l’augmentation de la population, l’exode rurale et les nouvelles problématiques environnementales, il est aujourd’hui primordial de repenser les villes afin de les adapter à nos nouveaux modes de vie. L’IoT est donc une opportunité pour apporter de l’innovation technologique dans nos villes et concrétiser les quelques concepts qui sont déjà expérimentés aujourd’hui.

Les solutions IoT du marché

Le marché de l’IoT a longtemps été totalement hétérogène, avec uniquement des solutions propriétaires. Mais depuis quelques années, plusieurs standards de communication et de solutions clé en main ont vu le jour, ce qui donne aux entreprises un large éventail de solutions pour répondre à leurs besoins. Tout cela a été rendu possible grâce au progrès fait sur des technologies et des concepts :

• L’Intelligence artificiel et le Machine Learning : on est maintenant capable de développer des systèmes intelligents proches du raisonnement humain, capables de s’adapter à leur environnement et d’apprendre au fil du temp.
• L’analyse de données : il existe sur le marché des systèmes capables de lire, analyser et traiter des millions d’informations en temp réel.
• Les protocoles de communication : est l’une des composantes essentielles de l’IoT. Que ce soit entre des objets connectés, avec un système central ou avec du Edge, le choix du ou des protocoles de communication qui seront utilisés est très important.

Plusieurs solutions existent sur le marché :

• Ethernet : dans cette solution, les objets sont connectés physiquement au réseau interne. Elle est très peu utilisée en raison de la complexité de sa mise en place avec un grand nombre d’objets et surtout à cause des restrictions géographiques qu’elle impose.
• Wifi : avec une portée plus large (une centaine de mètres), cette solution n’impose aucune connexion physique et facilite le déploiement sur un périmètre plus ou moins étendu.
• 4G/5G : solution avec une couverture presque mondiale. Les objets peuvent être connectés pratiquement n’importe où dans le monde et communiquer sans problème avec les systèmes centraux.
• LR-WPANs : Low-rate wireless personal area networks est un protocole de communication standardisé spécialement conçu pour l’IoT. Il existe plusieurs implémentations de ce standard comme Zigbee, MiWi ou 6LoWPAN basé sur l’IpV6.
• Z-Wave : protocole très utilisé dans la domotique, avec un périmètre assez large pour couvrir une maison.
• LoRa : protocole de réseau destiné aux objets connectés fonctionnant sur batterie dans un réseau régional, national ou mondial.

Les plateformes Cloud IoT du marché

Les technologies Edge de Microsoft

En 2018, Microsoft a annoncé l’investissement de 5 milliards de dollars dans IoT et dans les technologies Edge, ce qui a permis de développer plusieurs solutions et services, comme l’IoT Central, Azure Sphère, IoT Hub et IoT Edge, IoT Stack et bien d’autres.

Deux ans plus tard, Microsoft était classé par Gartner comme leader du marché des solutions IoT pour les industriels et voyait ses solutions intégrées par plusieurs grands industriels tels que :

• Starbucks qui utilise Azure Sphère pour interconnecter toutes les machines pour une gestion automatisée de ces dernières, ce qui permet de libérer plus de temps aux employés pour s’occuper des clients.
• Volkswagen qui, depuis 2020, équipe les nouvelles voitures avec une solution Edge Microsoft afin de suivre leur état et d’assurer au mieux leur maintenance.

Google Cloud IoT Platform

Google propose une suite de solutions IoT capables de gérer les données de millions de devises en temps réel :

• Google IoT Core pour la gestion des devises, de l’authentification et de la communication ;
• Cloud DataFlow pour traiter les données en temps réel ;
• BigQuery pour analyser les données en temps réel.

L’un des points forts de la plateforme de Google est la data avec toutes les solutions proposées qui sont capables de gérer, stocker et traiter des millions de données en temps réel. En plus de son service Google Maps, elle propose également une vision géographique des données IoT.

AWS IoT Platform

Amazon est l’un des acteurs reconnus dans le marché de l’IoT, avec des projets comme les « Smart cities » qui ont permis à des villes telles que Chicago d’automatiser et d’optimiser toute leur administration, ou encore les maisons connectées où Amazon fait figure de leader avec ses objets connectés et son service Alexa.

Forte de son expertise du Cloud, Amazon propose une panoplie de services IoT, à commencer par IoT Core. Au cœur de la solution IoT d’Amazon, IoT Core gère toute la partie communication et authentification mais aussi le « Device Shadow » qui représente une gestion d’état asynchrone entre la plateforme et les devises.

D’autres solutions viennent compléter l’offre, comme le FreeRTOS pour le développement en Edge ou IoT Device Management pour la gestion de flottes de devices.

L’IoT vous intéresse ?

Vous souhaitez en savoir plus sur l’IoT ? Vous aimeriez approfondir le sujet ?

Nous espérons que ce premier article vous a permis de comprendre l’ADN de l’Internet des objets et de découvrir les différentes solutions du marché.

Pour aller plus loin, nous vous invitons à découvrir notre article sur la plateforme IoT de Microsoft.

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