L’Internet des objets est aujourd’hui au cœur de nombreux projets portés par les collectivités territoriales. Cette technologie favorise les économies, améliore l’efficacité de l’action publique et permet le développement de nouveaux services à destination des usagers. Face à la diversité des technologies et des protocoles, difficulté à laquelle s’ajoutent des présentations riches en acronymes abscons, le décisionnaire peut se trouver bien désemparé.
Entretien avec Guillaume Soulères, expert IoT chez Tactis
Guillaume Soulères est expert IoT chez Tactis. Avec près de 15 ans d’expérience en infrastructures numériques, il intervient auprès de divers acteurs privés, comme des opérateurs, des fonds d’infrastructure ou des équipementiers. Son expertise est également à la disposition des acteurs publics, que ce soit des régulateurs ou des ministères, notamment à l’étranger, en Afrique, ainsi qu’en France auprès des collectivités locales. Il est également l’auteur de plusieurs livres blancs dans ce domaine, dont Étude comparative des technologies de connectivité pour le télérelevé des compteurs d’eau, publié en octobre 2023.
Une « révolution » pas si nouvelle que ça
L’internet des objets n’a pourtant rien de nouveau. Historiquement désigné avec le sigle M2M (Machine to machine), il évoque simplement la capacité de communication de machines ou de capteurs. Bien que les connexions filaires restent pertinentes dans certaines configurations (environnements industriels complexes, vidéoprotection), le sans-fil s’impose dans de nombreux cas d’usage, grâce notamment à l’émergence de nouvelles technologies.
En effet, l’effervescence de ces dernières années s’explique, entre autres, par l’émergence de nouveaux standards adaptés aux objets connectés, adossés à des équipements radio toujours plus performants et abordables.
De grandes familles de technologies, selon le besoin technique du projet
En première approche, les technologies radio peuvent être classées selon deux axes -le débit et la portée- pour dresser une première cartographie :
- Courte portée et débit faible, adressant des besoins à l’échelle d’un bâtiment (ex : GTB/GTC, domotique), comme le Zigbee ou le Bluetooth ;
- Courte portée et débit important, reposant essentiellement sur du wifi (ex : postes de travail, écrans connectés, vidéoprotection) ;
- Longue portée et débit faible, c’est le cas des technologies LoRaWAN, Wize ou encore NB-IoT et LTE-M (ex : télérelevé de compteurs, gestion de flotte, capteurs environnementaux). En première ligne dans les projets de territoires connectés, ces technologies permettent d’adresser de nombreux cas d’usage.
- Longue portée et débit important seront l’apanage des technologies 3G/4G/5G (ex : accès haut débit en mobilité, vidéo).
Avant de choisir une solution de connectivité, il est donc indispensable d’identifier les besoins du projet cible. Ce temps d’analyse doit permettre de se projeter à moyen terme sur de possibles usages futurs.
Technologies pour les territoires connectés : les suspects habituels
Au-delà des infrastructures fixes (ex : fibre FTTH ou FTTO), les projets de territoires connectés reposent aujourd’hui massivement sur quelques technologies complémentaires.
Technologies cellulaires :
Les technologies Narrowband IoT (NB-IoT) et LTE-M reposent toutes deux sur l’utilisation des réseaux mobiles « traditionnels » et donc sur des fréquences licenciées dont les opérateurs ont l’utilisation exclusive.
- Le LTE-M est une extension du réseau 4G et propose un débit significatif (1 Mbit/s) ainsi que des fonctionnalités utiles aux usages critiques ou en mobilité (faible latence, SMS, sécurité…)
- Le NB-IoT est une option plus adaptée aux objets fixes nécessitant des débits plus faibles (60 à 150 kbit/s), mais pour lesquels la sobriété énergétique est importante. Cette dernière dépendra néanmoins de la configuration réseau ainsi que de la qualité de couverture.
Ces options ont l’avantage de proposer une qualité de service maîtrisée, ainsi que des déploiements accélérés grâce à la présence d’une couverture existante. En revanche, la structure de coût repose sur des abonnements et le catalogue de capteurs peut être plus faible qu’avec une solution de type LoRaWAN.
LoRaWAN
Le LoRaWAN™ (Long Range Wide Area Network, pour réseau étendu de longue portée) est aujourd’hui une technologie plébiscité dans les projets de territoires connectés. Reposant sur l’utilisation d’une bande de fréquence non licenciée (pas d’autorisation ou de frais afférents), elle présente divers avantages :
- Des caractéristiques radio favorables à une longue portée, ainsi qu’à la pénétration dans les bâtiments, grâce à l’utilisation de la fréquence 868 MHz ;
- Une très bonne optimisation énergétique, permettant d’envisager fonctionnement de capteurs alimentés par piles sur des durées dépassant les 10 ans ;
- L’existence de réseaux opérés (Netmore, Orange) permettant le lancement rapide de projets ou pilotes ;
- La possibilité de déployer des réseaux privés, en étant propriétaire de ses infrastructures, ou hybrides si l’on mobilise les infrastructures opérées existantes ;
- L’existence d’un écosystème riche (capteurs, solutions métiers, fournisseurs d’antennes ou de cœur de réseau) développé depuis 2015 autour de la LoRa Alliance, avec près de 500 membres. La France est d’ailleurs particulièrement dynamique à cet égard.
La technologie LoRaWAN rencontre cependant quelques limites, comme le faible débit, l’intermittence des communications, et une bidirectionnalité limitée. Cette technologie est par exemple plébiscitée pour le télérelevé de compteurs ou sous-compteurs, le pilotage d’éclairage public, ou encore les capteurs environnementaux.
Wize
Le standard Wize a été initialement développé pour le télérelevé de compteurs et s’appuie sur la bande de fréquence 169 MHz, qui présente des atouts en termes de propagation et de pénétration dans les bâtiments. Utilisée principalement par Suez (compteurs d’eau) et GRDF (compteurs de gaz Gazpar), cette technologie présente elle aussi des infrastructures d’ores et déjà en place dans les territoires. Les filiales Iowizmi (GRDF, ~12 000 antennes) et Suez Smart Solutions (~4000 antennes) ont la charge de la commercialisation de connectivité.
Ici aussi, la maîtrise de la consommation énergétique est un élément central, qui permet d’envisager une autonomie des capteurs sur piles supérieure à 10 ans. Selon le modèle choisi, l’infrastructure déployée peut être opérée par GRDF et/ou Suez, ou en propre.
Créée en 2017, la Wize Alliance promeut la technologie et œuvre à la consolidation d’un écosystème, qui regroupe aujourd’hui environ 50 membres. Malgré les caractéristiques techniques intéressantes, le standard Wize peut ainsi être moins pertinent pour des projets à forte vocation multi-usages.
Quelques questions pour amorcer la réflexion
Sans compréhension fine du contexte de chaque projet et de chaque territoire, la mise en avant d’une technologie comme étant supérieure aux autres ne semble pas rationnelle. A chaque technologie ses avantages et inconvénients, qu’il conviendra de peser en fonction des ambitions et besoins de chaque territoire. Pour accompagner cette réflexion, voici une liste (non exhaustive !) de questions que l’on peut se poser :
Caractéristiques techniques :
- Quel est le but de mon projet IoT ? Ai-je déjà une idée du (ou des) capteur(s) que je souhaite installer ?
- Où seront situés les capteurs à connecter (extérieur, intérieur, sous-sol) ? Sont-ils dispersés sur un large territoire ou concentrés ?
- Quelles données souhaite-t-on collecter ? A quelle fréquence ?
- Ai-je besoin d’envoyer des commandes vers le capteur ? De le mettre à jour ?
- Quel est le taux de collecte de données que je cible ? Est-il acceptable que certains messages ne soient pas reçus ?
- Une alimentation en énergie est-elle disponible ? Si non, quelle est l’autonomie ciblée ?
Modèle d’approche réseau :
- Quelle sont la qualité de service et disponibilité attendues ? Quelles sont les conséquences en termes d’organisation interne ou externe ?
- Ai-je la volonté et capacité de gérer la brique connectivité de façon spécifique ? Si non, existe-t-il un acteur en capacité de me fournir une solution clé en main ?
- Y a-t-il d’autres besoins de connectivité, à court moyen/terme, sur le périmètre de mon projet ?
- Y a-t-il des infrastructures existantes sur le territoire, d’opérateurs privés ou autres acteurs publics ?
Aspects financiers :
- Quel niveau d’investissement / de charges récurrentes est acceptable ?
- Quel est le coût total de la connectivité (infrastructures, charges, abonnements) sur l’échelle de temps de mon projet, selon les options ?
Pérennité et réversibilité :
- Si d’autres cas d’usage sont amenés à être intégrés à l’infrastructure radio, la technologie choisie le permettra-elle ?
- Quelle est la profondeur de l’écosystème de fournisseurs de capteurs ?
- S’il est nécessaire de changer de fournisseur de capteur / antenne / réseau, cela est-il possible ? Dans quelles conditions ?
Mûrir et mutualiser les projets pour en assurer la pérennité
Il est tentant de comparer les réseaux d’internet des objets à d’autres infrastructures numériques et de minimiser les enjeux au regard des montants d’investissements bien plus réduits.
L’histoire récente a cependant montré que cette approche pouvait présenter certaines limites : redressement judiciaire de Sigfox début 2022, arrêt des activités LoRaWAN d’Objenious en 2022 (qui seront reprises plus tard par Netmore)…
Les projets IoT sont avant tout des projets métier, qui comprennent des contraintes opérationnelles et des besoins spécifiques. Négliger ces aspects, que l’on soit un opérateur privé ou une structure publique, c’est aller au-devant de complications qui a minima ralentiront le projet, et dans les pires cas étoufferont ces initiatives.
Il ne faut donc pas hésiter à pousser la porte des nombreuses structures, publiques, parapubliques ou privées, qui consolident depuis de nombreuses années maintenant une expertise sur ces sujets.
