Maison intelligente, maintenance prédictive, smart metering (relevé à distance de grandeurs ou de métriques sur un très large périmètre : relevé de compteurs, gestion de parcs, etc). Avec 75 milliards d’objets connectés prévus en 2025, l’IoT représente un enjeu majeur.
En 2016, SPIE ICS a lancé une chaire dédiée avec l’INSA Lyon. Objectif : imaginer le monde de demain. Portrait de Bogdan Stefanescu, en charge de l’un des quatre axes de recherche : Smart Anything, comment alimenter des milliards d’objets connectés ?
Il y a dix ans, Bogdan Stefanescu quittait les bancs de l’INSA Lyon pour travailler chez SPIE. Aujourd’hui, retour aux sources dans le cadre de la chaire IoT. « J’ai intégré SPIE comme ingénieur réseaux, puis j’ai évolué vers un poste d’architecte et responsable de centre de compétences. Mais la technique m’a toujours passionné, explique Bogdan. C’est pour cela que je m’implique dans la chaire IoT. » L’un des sujets majeurs sur lequel intervient Bogdan est l’alimentation des objets connectés, et en particulier le zéro batterie. « Il est impossible de penser IoT sans chercher à s’affranchir des contraintes d’alimentation externe pour des objets autonomes, déployés à grande échelle et dans le respect de l’environnement. »
Aujourd’hui, 44 % du coût d’un système IoT concerne la maintenance. D’ici à 2025, le déploiement de la 5G permettra une connectivité 100 fois plus rapide qu’aujourd’hui et le raccordement de 75 milliards d’objets dans tous les domaines : la smart city, la domotique, l’industrie, la santé… Cela implique autant de piles ou de batteries. Or, leur empreinte environnementale est considérable. Cela soulève également la question du coût de maintenance des équipements, qui atteint 44 % du coût du système IoT.
Permettre à certains d’entre eux de fonctionner sans batterie revêt donc un enjeu double majeur – écologique et économique. « SPIE est engagée de longue date dans une démarche d’économie verte et d’efficacité énergétique : il est donc logique de travailler avec la chaire sur des solutions prometteuses et attendues de nos clients, comme la téléalimentation ou l’utilisation de l’énergie ambiante. » Selon Bogdan, il faut agir pour une évolution intelligente des systèmes et, en cela, l’éco-conception doit être au cœur des recherches. Il en est convaincu, « la réflexion doit être globale ».
Maître de conférences HDR (habilitation à diriger des recherches) à l’INSA Lyon
3 questions à Guillaume Villemaud, Maître de conférences à l'INSA Lyon
En quoi l’alimentation des objets connectés est-elle un axe majeur de recherche ?
Qui dit objets connectés, dit communication sans fil dans la grande majorité des cas. Or, le sans-fil est plus consommateur d’énergie que le filaire. Et comme le recours aux objets connectés est amené à se développer, il est primordial de réduire cette consommation. D’autant plus que les batteries ne sont pas la solution idéale, aussi bien du point de vue de leur production que du point de vue de leur recyclage ou de leur maintenance.
Quelles solutions, alors, pour réduire cette consommation ?
À l’INSA, nos recherches portent sur deux leviers possibles : tout d’abord, faire en sorte que les systèmes soient éteints la plupart du temps et réveillés uniquement quand on en a besoin. C’est ce que l’on appelle le principe « wake-up radio ». Autre piste : recharger les batteries avec l’environnement ambiant (« energy harvesting ») et notamment les ondes électromagnétiques. Et si l’énergie ambiante n’est pas suffisante, développer la télé-alimentation, c’est-à-dire dédier une source qui alimente l’objet à distance.
Comment travaillez-vous avec SPIE ?
Notre partenariat est gagnant-gagnant : nous soumettons des idées de développements et de recherches, et SPIE réagit sur les applications possibles et sur des cas d’usage. Nous pouvons ainsi travailler sur des scénarios concrets. Pour moi, ce partenariat n’est que du positif. Nous sommes vraiment dans une relation d’échange et d’émulation et c’est très appréciable !
Les projections pour 2025
75
Milliards d’objets connectés au maximum
20 %
de la consommation électrique mondiale sera due au numérique
1 100 TWh
de consommation annuelle d’électricité pour l’ensemble des appareils connectés, selon l’Agence internationale de l’énergie (térawatt-heure)
