Qu’est-ce que l’IoT ?
L’IoT, ou l’Internet des objets, s’intègre de plus en plus dans notre quotidien. Il tend à l’améliorer en récoltant des données et en les communiquant, à l’aide d’objets connectés.
I. L’IoT : connecter les objets pour récolter des données et communiquer des informations
Saviez-vous que le premier appareil connecté était un distributeur de Coca-Cola ?
Nous sommes alors en 1982 et ce système est capable d’établir son inventaire et de signaler un soda à mauvaise température. Depuis, l’IoT permet d’allumer une pièce à partir d’un smartphone, d’assurer la performance d’un moteur à réaction en temps réel et même, de construire des smart cities.
L’IoT, ou l’Internet des objets, désigne des appareils (capteurs, logiciels, etc.) connectés à Internet pour collecter et partager des données d’un environnement physique. De la domotique aux outils industriels, il y aurait environ 22 milliards d’objets connectés dans le monde. Les consommateurs sont aussi bien des particuliers que des entreprises.
Jusqu’alors, la connexion internet était limitée à l’ordinateur ou au smartphone. Désormais, elle s’étend à toute un série d’objets, de processus et d’environnements. Soit ces objets connectés recueillent des informations, soit ils partagent des informations, soit les deux.
L’IoT engendre des intérêts non négligeables qui consistent notamment à automatiser des tâches afin d’effectuer un travail de meilleure qualité et à haute valeur ajouté.
Les progrès dans ce domaine dépendent de l’évolution de nombreuses technologies : l’analyse en temps réel, le Machine Learning, les capteurs de marchandises ou encore les systèmes embarqués.
Si l’IoT peut être source d’inquiétude en termes de vie privée et de sécurité, les industries et les gouvernements ont établi des règles afin de préserver les utilisateurs de ces violations.
II. Comment est né l’IoT ?
Dans les années 1990, de nombreux concepts ont été élaborés et posent le socle de ce qui deviendra l’IoT, que ce soit Mark Weiser sur l’informatique omniprésente, ou encore Reza Raji sur le concept de spectre IEEE. Il décrit ce dernier comme le déplacement de petits paquets de données vers un grand ensemble de nœuds, dans le but de tout intégrer et automatiser, des appareils électroménagers à des usines entières.
Entre 1993 et 1997, plusieurs entreprises ont proposé des solutions comme Microsoft at Work ou Novell's NEST. Le domaine a pris de l'ampleur lorsque Bill Joy a envisagé la communication de dispositif à dispositif dans le cadre de son projet "Six Webs", présenté au Forum économique mondial de Davos en 1999.
Cette même année, on attribue l’expression “Internet des objets” à Kevin Ashton, ingénieur britannique de Procter & Gamble qui l’utilise lors d’un discours. À ce moment-là, il considérait l'identification par radiofréquence (RFID) comme essentielle à l’Internet des objets, car il permettrait aux ordinateurs de gérer tous les objets individuellement.
Au cours des dernières années, l'IoT est devenu l'une des technologies les plus importantes du 21e siècle : il améliore l’environnement physique des utilisateurs grâce à un système numérique qui enregistre, surveille et ajuste chaque interaction entre les choses connectées.
III. Quelles sont les technologies qui ont rendu l'IoT possible
La principale force motrice de l'Internet des objets est le MOSFET, un transistor à effet de champ à grille isolée, qui a été inventé en 1959. Cet élément est la base de la plupart des appareils électroniques modernes, notamment les ordinateurs, les smartphones, les tablettes et les services Internet. Sa miniaturisation a été le moteur des avancées technologiques dans l'industrie électronique depuis la fin du 20e siècle. La mise à l'échelle des MOSFET a été étendue au début du 21e siècle jusqu’à des niveaux nanoélectroniques, qui ont conduit à l'IoT.
L'accès à une technologie de capteurs à faible coût et à faible consommation d'énergie démocratisent la technologie IoT.
Une multitude de protocoles de réseau pour Internet a permis de connecter facilement les capteurs au Cloud et à d'autres "objets" pour un transfert de données efficace.
Les plateformes de Cloud computing et l'augmentation de la disponibilité qu’elles proposent permettent aux entreprises et aux consommateurs d'accéder à l'infrastructure dont ils ont besoin pour évoluer, sans avoir à gérer l'ensemble. L'énorme quantité de données que les applications IoT génèrent incite de nombreuses entreprises à traiter leurs données dans le Cloud plutôt que de se doter d'une énorme capacité interne.
Le Machine Learning et l'analyse, ainsi que l'accès à des quantités importantes et variées de données stockées dans le Cloud, servent aux entreprises pour recueillir des informations plus rapidement et plus facilement. L'émergence de ces technologies alliées continue de repousser les limites de l'IoT et les données produites par l'IoT alimentent également ces technologies.
Les progrès des réseaux neuronaux ont apporté le traitement du langage naturel aux dispositifs d'IoT (tels que les assistants personnels numériques Alexa, Cortana et Siri) et les ont rendus attrayants, abordables et viables pour une utilisation à domicile.
IV. Comment fonctionne l’IoT ?
La capacité d’envoyer et/ou de recevoir des informations rend les objets intelligents. Ils n’ont pas besoin d’un stockage important ni d’un superordinateur interne mais d’une connexion à l’une de ces deux capacités. On peut classer ces objets connectés en en trois catégories :
Les capteurs qui collectent des informations
Les capteurs qui collectent des informations sur l’environnement (température, mouvement, lumière, etc.) et les partagent. Ainsi, dans les exploitations agricoles, ces informations permettent par exemple d’arroser de manière équilibrée, et ainsi d’optimiser les récoltes et d’éviter tout gaspillage.
Les capteurs qui collectent et aussi, qui reçoivent les informations
Dans le cas de l’agriculture, le système d’irrigation peut alors être lancé automatiquement en fonction des besoins évalués, selon les informations transmises par les capteurs (le terrain est assez humide, ou la météo indique qu’il pleuvra demain, etc.). Ces données peuvent aussi être envoyées à de superordinateurs qui exécutent des algorithmes capables de créer des analyses visuelles sur la façon d’optimiser les pratiques agricoles.
Les objets qui reçoivent des informations et agissent en conséquence
Telles qu’une imprimante qui reçoit l’ordre d’imprimer ou encore une voiture qui s’ouvre grâce au signal des clefs.
V. L’IoT dans les métiers : 3 études de cas
La santé : assister les personnes fragiles
Les dispositifs IoT peuvent être utilisés pour permettre la surveillance de la santé à distance et les systèmes de notification d'urgence, que ce soit des moniteurs de pression artérielle et de fréquence cardiaque, ou encore des dispositifs sophistiqués capables de surveiller des stimulateurs cardiaques, des bracelets électroniques Fitbit ou des appareils auditifs avancés. Certains hôpitaux ont commencé à mettre en place des lits intelligents qui peuvent détecter quand ils sont occupés et quand un patient tente de se lever. Il peut également s'ajuster pour assurer une pression et un soutien appropriés au patient sans l'intervention manuelle des infirmières.
Des capteurs spécialisés peuvent également être installés dans les espaces de vie afin d’assister les personnes âgées ou handicapées. La commande vocale peut aider les utilisateurs ayant des limitations de vue et de mobilité, tandis que les systèmes d'alertes peuvent être directement connectés aux implants cochléaires portés par les utilisateurs malentendants. Ils peuvent aussi être équipés de dispositifs de sécurité supplémentaires qui alertent quand ils détectent des chutes ou des crises. La technologie de la maison intelligente, appliquée de cette manière, peut offrir aux utilisateurs une plus grande liberté et une meilleure qualité de vie. Les progrès réalisés dans les méthodes de fabrication électronique du plastique et du tissu ont permis de mettre au point des capteurs médicaux à très faible coût, à utiliser et à jeter. La connectivité permet aux professionnels de la santé de saisir les données des patients et d'appliquer des algorithmes complexes dans l'analyse des données de santé.
Le transport : prévenir les accidents
L'application de l'IoT s'étend à tous les aspects des systèmes de transport : le véhicule, l'infrastructure et l'utilisateur. L'interaction dynamique entre ces composants d'un système de transport permet la communication inter et intra véhicule, le contrôle intelligent de la circulation, le stationnement intelligent, les systèmes de péage électronique, la logistique et la gestion de flotte, le contrôle des véhicules, la sécurité et l'assistance routière. Combiné au Machine Learning, ce système contribue également à réduire le nombre d'accidents de la route; en alertant les conducteurs en cas de somnolence par exemple.
L’armée : protéger toutes les potentielles surfaces d’attaques
L’IoT dans le domaine militaire est exploité à des fins de reconnaissance, de surveillance et d'autres objectifs liés au combat. Il est fortement influencé par les perspectives d'avenir de la guerre dans un environnement urbain et implique l'utilisation de capteurs, de munitions, de véhicules, de robots, de données biométriques portables et d'autres technologies intelligentes pertinentes sur le champ de bataille.
Ses applications peuvent être spécifiques au champs de bataille, au naval ou encore à la numérisation.
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VI. L’internet Industriel de l’IoT : une révolution 4.0
L'internet industriel des objets (IIoT), ou Industrie 4.0, qui constitue la quatrième révolution industrielle désigne l'usage de la technologie IoT dans un cadre commercial. L’objectif est d’exploiter une combinaison de capteurs, de réseaux sans fil, de Big Data, d'Intelligence Artificielle et d'analyse pour mesurer et optimiser les processus industriels grâce notamment à l’automatisation. Les avantages en sont l’augmentation de la productivité de la main-d'œuvre, la réduction des coûts et la création de nouveaux modèles commerciaux.
Le potentiel de croissance de l’industrie manufacturière résultant de la mise en œuvre de l'IoT pourrait générer 12 000 milliards de dollars du PIB mondial d'ici 2030.
Voici quelques utilisations courantes de l'IoT :
La fabrication intelligente
Les systèmes IoT permettent la fabrication rapide de nouveaux produits, une réponse dynamique aux demandes et l'optimisation en temps réel des réseaux de fabrication et de chaîne d'approvisionnement, en mettant en réseau les machines, les capteurs et les systèmes de contrôle. Grâce aux alertes des capteurs qui surveillent en permanence, les fabricants peuvent rapidement vérifier l'exactitude des équipements ou les retirer de la production jusqu'à ce qu'ils soient réparés. Les entreprises réduisent ainsi leurs coûts d'exploitation et améliorent leur productivité.
L’ automobile autonome
L'IoT réinvente l'automobile en rendant possible les voitures connectées. Grâce à l'IoT, les propriétaires peuvent faire fonctionner leurs véhicules à distance, par exemple en préchauffant la voiture avant que le conducteur ne monte dedans ou en appelant une voiture à distance par téléphone. Les capteurs peuvent détecter une défaillance imminente de l'équipement dans les véhicules déjà en circulation et peuvent alerter le conducteur avec des détails et des recommandations. Grâce aux informations agrégées recueillies par les applications basées sur l'IoT, les constructeurs et les fournisseurs automobiles peuvent en apprendre davantage sur la manière de faire rouler les voitures et en informer les propriétaires.
Au lieu de vendre des voitures, les constructeurs ou concessionnaires automobiles peuvent faire payer aux conducteurs des frais d'utilisation, en leur proposant un "transport en tant que service" utilisant des voitures autonomes. Les voitures peuvent être mis à jour en permanence grâce à de nouveaux logiciels, ce qui constitue un changement radical par rapport au modèle traditionnel de possession d'une voiture, dans lequel les véhicules se déprécient immédiatement en termes de performance et de valeur.
Les smarts cities
Plusieurs déploiements à grande échelle de l'IoT sont prévus ou en cours, afin de permettre une meilleure gestion des villes et des systèmes. Par exemple, Songdo, en Corée du Sud, la première ville intelligente entièrement équipée et câblée de ce type, est progressivement construite, avec environ 70 % du quartier d’affaires achevé en juin 2018. Il est prévu qu'une grande partie de la ville soit câblée et automatisée, avec peu ou pas d'intervention humaine.
Un autre projet est actuellement en cours à Santander, en Espagne. Pour ce déploiement, deux approches ont été adoptées. Cette ville de 180 000 habitants a déjà vu 18 000 téléchargements de son application pour smartphones urbains. L'application est connectée à 10 000 capteurs qui permettent d'activer des services tels que la recherche de stationnement, la surveillance de l'environnement, l'agenda numérique de la ville, etc.
La société française Sigfox a commencé à construire un réseau de données sans fil à bande ultra étroite dans la baie de San Francisco en 2014, la première entreprise à réaliser un tel déploiement dans l'Union européenne. Elle a ensuite annoncé qu'elle mettrait en place 4000 stations de base pour couvrir 30 villes aux États-Unis d'ici la fin 2016, ce qui en fait le plus grand fournisseur de couverture de réseau IoT du pays à ce jour.
Un autre exemple de grand déploiement est celui réalisé par New York Waterways à New York pour relier tous les navires de la ville et pouvoir les surveiller en direct 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Le réseau a été conçu et réalisé par Fluidmesh Networks, une société basée à Chicago qui développe des réseaux sans fil pour des applications critiques. Les nouvelles applications peuvent inclure la sécurité, la gestion de l'énergie et de la flotte, la signalisation numérique, le Wi-Fi public, etc.
VII. L’avenir de l’IoT
Ces dernières années, la principale tendance de l'IoT est une croissance explosive en raison de ses nombreuses qualités : amélioration de l'efficacité, avantages économiques, réduction des efforts humains. La société d'analyse technologique IDC prévoit qu'au total, il y ait 41,6 milliards de dispositifs IoT connectés d'ici 2025, exploités en grande partie par les équipements industriels et automobiles (5,8 milliards selon Gartner), les services publics grâce notamment aux compteurs intelligents, les dispositifs de sécurité - sous la forme de détection des intrus et de caméras web, l'automatisation des bâtiments - comme l'éclairage connecté - et les soins de santé (surveillance des maladies chroniques).
Grâce au Machine Learning, un agent d'apprentissage peut détecter l'état de l'environnement (par exemple, en détectant la température de la maison), effectuer des actions (par exemple, mettre en marche ou arrêter la climatisation) et apprendre en maximisant les savoirs accumulés qu'il reçoit à long terme. Le comportement autonome, par la collecte et le raisonnement d'informations contextuelles, ainsi que la capacité de l'objet à détecter des changements dans l'environnement et à introduire des mesures d'atténuation appropriées, constituent une tendance majeure de la recherche sur l’IoT.
La plupart des entreprises qui s'engagent dans l'IoT en sont actuellement au stade de l'essai, en grande partie parce que la technologie nécessaire - les capteurs, la 5G et l’analyse alimentée par le Machine Learning - est elle-même encore à un stade de développement raisonnablement précoce.
VIII. Comment tirer parti de l’IoT ?
Avoir accès à davantage de données sur ses produits et systèmes internes est un élément essentiel pour les entreprises car l’analyse en temps réel de ces informations est une source d’amélioration rapide et continue. À mesure que l'IoT se répand sur le marché, les entreprises capitalisent sur la valeur commerciale qu'il peut offrir, soit :
Mieux gérer l’entreprise grâce aux applications IoT
Les applications logicielles en tant que service (SaaS) peuvent analyser les données provenant des capteurs connectés dans le Cloud grâce à des algorithmes de Machine Learning et les présenter aux utilisateurs professionnels via des tableaux de bord. Des alertes sont envoyées en cas de détection d’anomalies des équipements aux utilisateurs, et une réponse automatisée peut être enclenchée.
Accroître la productivité et l'efficacité des opérations commerciales
Les tableaux de bords et les alertes en temps réel présentent des éléments cruciaux et innovants tels que les indicateurs de performance clés, ou encore les statistiques sur le temps moyen entre les pannes, etc.
Créer de nouveaux modèles commerciaux et de nouvelles sources de revenus
Grâce au gain de temps généré par les applications IoT, les processus existants peuvent être améliorés, tels que les chaînes d’approvisionnement, le service client, les ressources humaines ou encore les services financiers.