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Machine to machine : ça vous change la ville

HUGO LEROUX

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Machine to machine : ça vous change la ville

A Rio, IBM a mis au point une gigantesque plate-forme qui interconnecte, 24 heures / 24, des informations de multiples sources pour améliorer les services municipaux et leur réactivité face à divers incidents.

© D.R.

Les réseaux de capteurs communicants deviennent accessibles aux collectivités. Judicieusement exploitée, cette manne d'informations peut devenir, pour les services municipaux, une source d'efficacité et d'innovation afin de rendre les villes plus vertes. Visite d'un paysage urbain en pleine mutation.

Faire communiquer les infrastructures pour les surveiller en temps réel et à distance. Appliqué à l'environnement urbain, le principe du machine to machine (M to M), déjà bien connu de la logistique et de l'industrie pour la maintenance de parcs de machines éparpillées, permet d'imaginer des agglomérations plus respectueuses de l'environnement.

Actuellement, l'envoi des données jusqu'au système d'information de l'exploitant s'appuie essentiellement sur le réseau téléphonique (GSM, 2G, 3G). Un usage en plein essor : chez Orange, on prévoit cette année 40 % de croissance pour cette activité par rapport à 2011. À tel point que les opérateurs télécoms se sont mis à proposer des lots de cartes SIM... conditionnées en rouleaux ! Plus compactes, elles peuvent être intégrées dès la fabrication de masse pour certaines machines destinées à devenir communicantes.

Les villes, déjà connectées

La baisse des coûts en matière de capteurs électroniques ou de télécoms aidant, voilà maintenant le M to M à la portée des collectivités. L'intérêt ? Gérer les services aux usagers de manière plus dynamique... Voire en développer de nouveaux. Sans M to M, pas d'Autolib, par exemple. Pour piloter le service d'autopartage parisien, Bolloré s'appuie sur des informations essentielles telles que la disponibilité des bornes, la charge des véhicules ou l'itinéraire des voyageurs... lesquelles sont remontées jusqu'à son système d'information par des solutions de SFR.

Autopartage et vélopartage ne sont d'ailleurs qu'un pan de la mutation à l'oeuvre dans les transports. Dans les flottes municipales de bus ou de camions de collecte des déchets, la télérelève des données GPS donne la possibilité d'optimiser la tournée des véhicules. Avec à la clé, un gain en efficacité de service... et en essence.

Rajoutez des étiquettes RFID, en guise de cartes d'identité électroniques sur divers équipements municipaux et vous obtenez une base pour développer une kyrielle d'autres services. Sur les bacs de déchets individuels, leur télérelevé permet d'expérimenter la facturation des ordures ménagères au volume ou au kilo (voir infographie). Les études environnementales peuvent aussi en bénéficier. 10 000 arbres de Paris contiennent une puce RFID. En tournée, jardiniers et bûcherons peuvent accéder facilement à leur fiche de suivi phytosanitaire. Ils s'épargnent ainsi un long travail de repérage.

Vidéosurveillance, éclairage public dynamique... la liste des services à bénéficier du M to M est encore longue. D'où une nouvelle tendance : marier les différents systèmes d'informations en une plate-forme multimétier à l'échelle de la ville. « Le but est d'avoir un logiciel qui croise ces sources d'informations auparavant cloisonnées pour produire des prévisions utiles », explique Philipe Sajhau, vice-président « smarter cities » chez IBM France. Le géant américain a développé le concept « d'Intelligent operational center » avec la ville de Rio, au Brésil. Le projet portait initialement sur l'agrégation des données géographiques, météo et de vidéosurveillance pour mieux planifier l'évacuation des populations en cas de pluies diluviennes. La gestion des transports y a été intégrée par la suite. Sur le même créneau, Cofely Ineo, filiale de Suez Environnement, devrait expérimenter l'année prochaine à Courbevoie (Hauts-de-Seine) la plate-forme multimétier Opencontrol. Elle doit piloter l'éclairage public, la vidéosurveillance ou la mobilité urbaine de manière transverse. Signe des temps, les discussions vont bon train à l'European télécommunications standards institute (ETSI) pour définir des bases communes à ce type d'interfaces.

Innovation... et modèle d'affaire

Pourtant, le potentiel du M to M dans la ville n'en est qu'à ses balbutiements. « On est loin d'avoir imaginé tous les services possibles », note Rodolphe Frugès, vice-président M to M chez Orange business services. Pour l'instant, les applications sont encore limitées par la gourmandise des capteurs.

Première marge d'amélioration : ménager la batterie par une gestion de l'énergie plus fine, des phases de transmission de données plus concises... voire la supprimer ! La PME Watteco s'apprête ainsi à commercialiser en 2013 une gamme de capteurs communicants alimentés par de petits films photovoltaïques. D'autres tenants de l'auto-alimentation par l'énergie environnante planchent sur des mécanismes thermoélectriques ou piézoélectriques, récoltant respectivement la chaleur ou les vibrations.

D'autres marges de progrès résident dans le choix des protocoles de communication. Certains acteurs contestent la subordination systématique du M to M aux réseaux téléphoniques. Ces derniers peuvent s'avérer surdimensionnés, donc trop coûteux ou énergivores, pour certaines applications basées sur un échange d'informations limité. En juin 2012, l'opérateur Sigfox a fait parler de lui en inaugurant un réseau « 0G ». Basé sur un protocole radio à bande ultra étroite, son service « low cost » s'adresse aux besoins de télétransmission frustes.

Au-delà de la technologie, le grand défi du M to M au service de l'environnement urbain est de trouver un modèle rémunérateur. « Par exemple, on sait bien cartographier la pollution sonore sur un territoire, mais il faut évaluer s'il y a un réel besoin, pour lequel la collectivité est prête à investir », explique Frédérique Liaigre, directrice des solutions et produits machine to machine chez SFR business team.

Standardisation : la pomme de discorde

Dans des infrastructures urbaines truffées de systèmes communicants, reste un énorme relais de croissance : définir un langage commun. « Feux tricolores, transports, eaux, déchets... chaque métier repose sur son propre réseau. Mutualiser les développements grâce à des protocoles de communication interopérables permettrait de réduire les besoins d'investissement », analyse Patrick Vial, directeur développement transports chez Spie sud-ouest. « À l'heure actuelle, on réinvente l'eau chaude à chaque développement de réseau », renchérit le consultant indépendant en M to M Benoît Ponsard.

Reconnue par tous, cette nécessaire standardisation s'annonce pourtant laborieuse, les industriels défendant chacun les technologies propriétaires sur lesquelles ils ont misé. Dans cette logique de mutualisation, certains acteurs du M to M plaident pour le remplacement des réseaux cellulaires par un Internet généralisé. L'espéranto des machines reposerait alors sur le protocole IP. Avec plusieurs avantages : « Dans les réseaux cellulaires, chaque application communique avec ses propres serveurs centraux. L'Internet des objets tire parti d'une infrastructure de communication maillée. Chaque objet peut communiquer avec son voisin ou acheminer les données du réseau », explique Bernard Ponsard.

De jeunes sociétés françaises comme Kerlink ou Watteco se sont ainsi positionnées en pointe sur les réseaux de capteurs communicants dans un protocole IP ouvert, le 6LowPAN. Une telle architecture est encore au stade de l'expérimentation pour plusieurs types de services comme la relève unifiée de tous les compteurs communicants d'électricité ou de gaz.

D'autres acteurs parient sur des réseaux maillés en radio fréquence à courte portée. Très faiblement consommateurs, ces protocoles (Zigbee, Wavenis...) échangent les données de proche en proche jusqu'à un concentrateur qui, lui, communique à distance. Une telle stratégie permet à la start-up SigrenEa, spécialisée dans la télérelève du remplissage des conteneurs de déchets, de limiter le nombre de conteneurs équipés pour la communication longue distance.

Une démarche similaire a valu à SmartGrains un prix Cleantech open en 2011, récompensant les start-up en pointe sur l'éco-innovation. Son application ParkSense permet aux automobilistes de trouver une place de stationnement grâce à des capteurs magnétiques signalant si une place de parking est occupée ou non. Ces capteurs utilisent un protocole propriétaire de communication radio ultrabasse consommation mis au point avec l'Inria, le Cnam et le CNRS. La start-up a ainsi équipé le plus grand réseau de capteurs sans fils européen sur le centre commercial régional Vélizy 2. M to M ou Internet des objets, les approches ne manquent pas pour créer des services toujours plus intelligents, au service de villes plus vertes.

« LE BUT EST DE CROISER DES SOURCES D'INFORMATIONS AUPARAVANT CLOISONNÉES POUR PRODUIRE DES PRÉVISIONS UTILES .» PHILIPE SAJHAU, IBM

COMMUNICATION

100 millions, c'est le nombre de puces GSM dédiées au M to M en Europe à l'horizon 2015, contre 20 millions actuellement. Source : Beijaflore Consulting

Des capteurs « zéro watt » pour l'Internet des objets

Déployer un réseau de capteurs communicants dans la ville, trop cher ? Pas si l'on conçoit des capteurs ultra-économes et sans batteries ! Le consortium européen Guardian Angels, qui fédère 28 partenaires industriels et académiques, pousse à l'extrême l'objectif d'efficacité énergétique des dispositifs communicants. Ces capteurs démocratiseront tout type de services liés à l'environnement et à sa surveillance. Leur cahier des charges est drastique : miniatures, communicants, intégrables partout et capables de s'auto-alimenter. Quitte à flirter avec la rupture technologique. Côté récupération d'énergie, les partenaires planchent sur des alliages photovoltaïques, thermoélectriques ou piézoélectriques capables d'exploiter la lumière, la chaleur ou les vibrations environnantes, en misant sur des matériaux abondants. Côté électronique, la recherche porte sur des câbles nanométriques et des transistors à effet tunnel basés sur des phénomènes de physique quantique. L'intégration des éléments devrait recourir à des architectures 3D. Enfin les protocoles de communication seront également au régime énergétique sec. Guardian Angels est en lice pour décrocher la méga-subvention européenne FET Flagship de 100 millions d'euros pendant 10 ans. Celle-ci récompensera à compter de début 2013 un projet R&D d'avenir.

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