Internet des Objets - Une révolution pour des villes intelligentes durables avec l'inclusion des services publics
La révolution de l’Internet des Objets (IdO) ouvre la voie à des villes intelligentes durables avec l’inclusion des services publics. Il faut savoir qu’aujourd’hui, plus de la moitié de la population mondiale vit dans les villes ; et que cela devrait augmenter dans les années à venir.
L’urbanisation rapide présente de nombreux défis environnementaux, économiques et sociaux que les décideurs politiques tentent de résoudre de toute urgence. Ainsi, la technologie IoT est devenue essentielle au développement de villes intelligentes durables, sûres et productives.
Les capteurs connectés et l’analyse avancée des données réduisent la pollution, économisent l’eau et optimisent la gestion de l’électricité et des déchets.
Cet article discutera du rôle et des application de l’Internet des Objets dans le développement de Smart Cities idéales, durables en s’appuyant sur des villes qui ont déjà mis en place centaines solutions de connectivité IoT.
Internet des Objets et avantages pour les villes intelligentes
Les villes modernes sont très complexes, combinant des services d’infrastructure privés et publics et des services publics dans de multiples secteurs d’activité et industries.
La technologie IoT a été citée comme un catalyseur du développement durable par les décideurs politiques de la Commission européenne, de l’ONU et du projet IoT for Sustainable Development du Forum économique mondial.
Les villes intelligentes ne sont pas un nouveau concept, mais des capteurs IoT moins chers et plus précis et des réseaux 5G rapides et fiables accélèrent leur évolution. Le nombre d’appareils intelligents installés dans les villes du monde est d’environ 50 millions et devrait dépasser 75 millions d’ici 2025.
En collectant des données sur les infrastructures et les services publics et en les rendant disponibles pour l’analyse et la prise de décision en temps réel, l’IoT transforme la durabilité urbaine.
Applications clés de l’IoT dans la smartcity
Les utilisations et les applications de l’IoT se développent en permanence, mais ont fait leurs preuves en permettant et en soutenant les initiatives de ville intelligente suivantes :
- Gestion du trafic : les appareils IoT tels que les caméras et les capteurs surveillent les données de trafic en temps réel ; améliorant la gestion du flux de trafic de voitures et camions et réduisant la congestion. Les feux de circulation routière intelligents et les systèmes de contrôle adaptatif des signaux s’adaptent aux scénarios de circulation en temps réel.
- Transport : l’IoT optimise les transports publics en surveillant l’emplacement des véhicules, en prédisant les heures d’arrivée et en ajustant les horaires. Des capteurs peuvent fournir des données sur les places de stationnement pour les voitures et les bornes de recharge électrique disponibles.
- Gestion des déchets : les poubelles et les camions de collecte compatibles avec l’IdO surveillent les niveaux de déchets, optimisant les itinéraires et les horaires de collecte. Cela réduit la congestion et accélère le processus de recyclage.
- Gestion de l’énergie : les réseaux intelligents utilisent les capacités des objets connectés pour surveiller la consommation d’énergie et s’adapter aux fluctuations de la demande. Les bâtiments intelligents peuvent optimiser la consommation d’énergie grâce à des systèmes automatisés de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC).
- Gestion de l’eau : l’IoT joue un rôle crucial dans la surveillance de la consommation et de l’utilisation de l’eau en milieu urbain.
- Surveillance de l’environnement : les capteurs IoT peuvent surveiller la qualité de l’air et la pollution sonore, fournissant des données en temps réel aux systèmes, aux responsables de la ville et aux êtres humains y habitant.
Examinons maintenant de plus près le rôle de l’Internet des Objets dans la construction de villes plus intelligentes et plus efficaces.
Gestion de l’énergie grâce à l’internet des objets
Les villes consomment environ 78 % de l’électricité mondiale. Les technologies IoT réduisent la consommation d’électricité inutile, réduisent la demande de pointe et optimisent l’utilisation des énergies renouvelables.
Par exemple, les réseaux électriques intelligents utilisent des dispositifs IoT pour surveiller et contrôler la distribution d’énergie ; permettant des ajustements en temps réel de l’offre et de la demande.
Étude de cas : l’exemple des Émirats arabes unis
Hubgrade 4.0, un hub de gestion de l’énergie créé par Enova by Veolia, collecte les données en temps réel des infrastructures urbaines. Le hub collecte les données de plus de 26 000 points.
Une étude publiée en 2022 a révélé que le système a permis d’économiser 254 millions de kW d’électricité, des économies d’eau d’environ 3 millions de mètres cubes et des économies financières d’environ 138 millions d’AED en cinq ans depuis sa mise en œuvre.
Gestion de l’eau dans les smartcities
Les villes dépendent de grandes quantités d’eau douce. Pourtant, 1 citadin sur 4 dans le monde n’a toujours pas accès à l’eau potable, selon l’ONU.
L’eau est gaspillée en raison d’une utilisation inefficace (par exemple, l’irrigation d’espaces verts lorsqu’elle n’est pas nécessaire) ou de fuites. Par exemple, les fuites coûtent à l’Angleterre et au Pays de Galles quelque 3,3 milliards de litres d’eau par jour.
L’internet des objets permet des alertes de fuite en temps réel et optimise les services d’eau, tels que les eaux usées, les fontaines publiques et les systèmes d’irrigation.
Économiser l’eau réduit les coûts et permet aux villes de remédier aux faiblesses des infrastructures.
Étude de cas : La solution choisie par Barcelone
À Barcelone, en Espagne, les systèmes de gestion de l’eau basés sur l’internet des objets ont très bien réussi à réduire le gaspillage.
Les capteurs mesurent et contrôlent l’irrigation du parc et les fontaines publiques, ce qui a permis d’économiser 58 millions de dollars depuis leur mise en œuvre.
Barcelone a montré comment les villes peuvent cultiver l’innovation IoT en développant un réseau 5G privé et en construisant le quartier industriel 22@, qui abrite désormais de nombreuses startups pionnières de l’IoT et de la technologie.
La gestion des déchets
Les technologies IoT révolutionnent la gestion des déchets en optimisant les itinéraires de collecte, en réduisant la consommation de carburant et en améliorant les taux de recyclage.
Par exemple, la gestion souterraine des déchets élimine entièrement les déchets de la rue, en utilisant des tubes pour diriger les déchets vers les centres de recyclage. Les poubelles intelligentes équipées de capteurs peuvent alerter les autorités lorsqu’elles sont pleines et nécessitent une collecte, réduisant ainsi les trajets inefficaces.
Étude de cas : Corée du Sud
En Corée du Sud, la ville de Songdo a mis en place un système de gestion des déchets basé sur l’internet des objets qui utilise des tubes pneumatiques pour transporter les déchets directement des ménages vers les installations de traitement.
Ce système a réduit la circulation des camions et réduit les émissions de gaz à effet de serre. Un système souterrain de gestion des déchets a été testé dans le nord-ouest de Cambridge, au Royaume-Uni, remplaçant environ 900 poubelles à roulettes.
En 2022, Songdo a obtenu un taux de recyclage mondial d’environ 78 %.
Transport et mobilité
Les technologies IoT modernisent les transports urbains en rationalisant les services de transport public et en réduisant les embouteillages.
La gestion du trafic grâce à l’internet des objets devrait permettre aux villes d’économiser 277 milliards de dollars d’ici 2025.
De plus, des capteurs peuvent transmettre des informations sur les places de parking pour les voitures et les points de recharge des véhicules électriques (VE), informant ainsi les gens de leur disponibilité.
Les données en temps réel des véhicules connectés, des transports publics et des infrastructures aident les villes à développer des systèmes de gestion du trafic plus intelligents. Autre application de l’internet des objets dans ce cadre : la gestion du dernier kilomètre en bout de chaine d’approvisionnement pour les entreprises de logistique.
Étude de cas : Singapour
Le gouvernement singapourien a été parmi les premiers à développer un système intelligent de gestion du trafic qui utilise des capteurs IoT pour surveiller et gérer le flux de trafic, réduire la congestion et améliorer la mobilité globale.
Ils ont signalé une réduction des embouteillages et des accidents et une augmentation de l’utilisation des transports publics.
Surveillance environnementale et sécurité publique
La gestion de la pollution et la sécurité publique sont essentielles à la création d’environnements urbains durables. Les appareils IoT aident en surveillant la qualité de l’air, les niveaux de bruit et d’autres facteurs environnementaux.
De plus, l’internet des objets peut améliorer la sécurité publique en soutenant une surveillance, une intervention d’urgence et une gestion des catastrophes efficaces.
Étude de cas : Chicago
À Chicago, aux Etas-Unis, le projet collaboratif Array of Things a utilisé des capteurs IoT pour collecter et analyser des données environnementales de toute la ville.
Le projet a reçu une subvention de 3,1 millions de dollars pour installer 500 capteurs dans toute la ville couvrant la température, la pression barométrique, le monoxyde de carbone, la lumière et le son ambiant.
Les données collectées pour le projet sont accessibles au public. Vous pouvez le trouver sur GitHub.
Résumé
Vous l’aurez compris, l’internet des objets est à l’origine d’améliorations de la durabilité urbaine et offre de nombreuses possibilités pour le futur grâce aux nouveaux services qu’il offres aux politiques et aux entreprises.
Les décideurs politiques et les gouvernements du monde entier investissent dans l’avenir des villes en automatisant la gestion de l’énergie, la gestion de l’eau, les transports, la surveillance de l’environnement et la gestion des déchets. Les villes du futur associeront diverses applications de l’Internet des Objets à la prise de décision en temps réel pour renforcer la durabilité et créer un lieu de vie plus sûr.
Questions fréquemment posées sur le sujet de l’Internet des Objets
Qu’est ce que l’Internet des Objets (IdO) ? Définition !
L’internet des objets (IdO) décrit le réseau d’objets physiques, c’est à dire les « choses », qui sont équipés de capteurs, de logiciels et d’autres technologies dans le but de se connecter et d’échanger des données avec d’autres appareils et systèmes via l’internet.
Que signifie Internet of Things (IoT) ?
IoT est l’acronyme pour designer l’Internet Of Things et désigne l’Internet des Objets en anglais.
Quel est le but de l’Internet des Objets ?
L’objectif de l’Internet des Objets est de disposer d’appareils qui s’auto-déclarent en temps réel, ce qui permet d’améliorer l’efficacité et de faire remonter des informations importantes plus rapidement qu’un système dépendant de l’intervention humaine.
Comment fonctionne l’internet des objets ?
Les appareils IoT partagent les données des capteurs qu’ils collectent en se connectant à une passerelle IoT ou à un autre appareil périphérique où les données sont soit envoyées dans le cloud pour être analysées, soit analysées localement. Parfois, ces appareils communiquent avec d’autres appareils connexes et agissent en fonction des informations qu’ils reçoivent les uns des autres.
Quel est la différence entre les objets connectés et l’internet des objets ?
Les termes « objets connectés » et « Internet des objets » sont souvent utilisés de manière interchangeable, mais ils font référence à des concepts légèrement différents.
Les objets connectés sont des appareils ou de machines physiques qui sont connectés à Internet. Par exemple, une montre intelligente, une ampoule connectée ou un réfrigérateur intelligent sont tous des objets connectés. Ces appareils sont capables de communiquer avec d’autres appareils, d’envoyer et de recevoir des données, et peuvent souvent être contrôlés à distance.
L’Internet des objets quant à lui est un concept ou d’un système qui englobe non seulement les objets connectés, mais aussi l’infrastructure réseau nécessaire pour permettre la communication entre ces objets ; ainsi que les logiciels et les services qui exploitent les données collectées par ces objets. L’IoT peut inclure des choses comme les algorithmes qui analysent les données collectées par les objets connectés, les serveurs qui stockent ces données, et les protocoles de communication qui permettent aux objets de « parler » entre eux.
Quels sont les risques de l’internet des objets ?
L’Internet des Objets offre de nombreux avantages, mais il présente également plusieurs risques ; notamment en matière de sécurité et de confidentialité dans un monde ou chaque objet du quotidien est désormais greffé à l’adjectif connecté. Voici quelques-uns des principaux risques associés à l’IoT:
– Atteinte à la vie privée : Les objets connectés collectent une grande quantité de données, souvent personnelles ; des données de santé par exemple. Si ces données tombent entre de mauvaises mains, elles peuvent être utilisées pour porter atteinte à la vie privée des utilisateurs. De plus, certains objets grand public du quotidien peuvent être piratés pour surveiller les activités des consommateurs et des entreprises sans leur consentement.
– Sécurité des données : A l’heure actuelle, beaucoup d’appareils ne sont pas conçus avec la sécurité en tête, ce qui les rend vulnérables aux attaques de cybercriminels. Ces appareils peuvent être exploités pour accéder à des réseaux sensibles ou voler des informations. Ils peuvent également servir à effectuer des attaques de type ransomware ou constituer une partie d’un botnet.
– Interdépendance des systèmes : De nombreux produits connectés dépendent d’autres systèmes pour fonctionner correctement. Si l’un de ces systèmes tombe en panne, cela peut entraîner des conséquences inattendues et potentiellement dangereuses. Par exemple, une panne d’un système d’alarme connecté pourrait laisser une maison sans protection pendant une plus ou moins longue période.
– Manque de normes de sécurité : Il n’existe pas de normes de sécurité universellement acceptées pour les appareils électroniques connectés. Cela signifie que la qualité de la sécurité peut varier considérablement d’un appareil à l’autre, rendant certains appareils plus vulnérables que d’autres.
– Mises à jour de sécurité : Tous les appareils intelligents ne reçoivent pas régulièrement des mises à jour de sécurité, ce qui peut les rendre vulnérables aux nouvelles menaces. De plus, certains appareils peuvent être difficiles à mettre à jour, ce qui signifie que même lorsque des mises à jour sont disponibles, elles ne sont pas toujours appliquées.
– Complexité de gestion : Avec l’augmentation du nombre d’appareils connectés, la gestion et la surveillance de ces appareils deviennent de plus en plus complexes. Cela peut entraîner des failles de sécurité si les appareils ne sont pas correctement gérés.
Ces risques peuvent être atténués par des mesures de sécurité IoT appropriées ; comme l’application régulière de mises à jour de sécurité, l’utilisation de mots de passe forts et uniques, et la mise en place de pare-feu et d’autres mesures de protection. De plus, les utilisateurs et les entreprises devraient envisager de n’utiliser que des objets connectés qui respectent des normes de sécurité reconnues.
Quelles sont relations entre l’internet des objets, big data et intelligence artificielle ?
L’Internet des Objets génère une quantité massive de données (Big Data) grâce à une multitude d’appareils connectés, qui captent, échangent et traitent des informations en continu. L’Intelligence Artificielle (IA) intervient ensuite pour analyser et tirer des enseignements de ces grandes quantités de données ; permettant ainsi d’améliorer l’efficacité des appareils IdO, de prévoir des tendances ou des comportements, et de prendre des décisions éclairées basées sur ces informations.
En somme, l’IdO fournit les données, le Big Data gère leur volume et leur variété, et l’IA apporte l’intelligence nécessaire pour exploiter ces données de manière significative.
Quel est le lien entre Internet des objets et Machine to Machine (M2M) ?
L’Internet des Objets (IdO) et la communication machine à machine (M2M) sont deux concepts qui sont étroitement liés, mais qui ne sont pas exactement les mêmes.
La communication Machine to Machine (M2M) est une technologie qui permet à différents dispositifs de communiquer entre eux, généralement via une connexion filaire ou sans fil, sans intervention humaine. Elle est souvent utilisée pour la surveillance à distance, la maintenance ou le contrôle de systèmes. L’appellation IdO, comme nous avons pu le voir précédemment, est un concept plus large qui englobe la communication M2M, mais va au-delà et le processus de connexion d’un matériel à internet ; via un réseau filaire, un réseau sans-fil ou un réseau cellulaire.
Brève histoire de l’Internet des Objets
L’Internet des Objets, en tant que concept, n’a été nommé officiellement qu’en 1999, mais l’un des premiers exemples d’IdO date du début des années 1980 ; c’était une machine Coca Cola, située à l’Université Carnegie Mellon. Les programmeurs locaux se connectaient via Internet à l’appareil réfrigéré et vérifiaient s’il y avait une boisson disponible et si elle était froide, avant de se déplacer pour en acheter une.
Kevin Ashton, directeur exécutif d’Auto-ID Labs au MIT, a inventé l’expression « Internet des Objets » en 1999. Il a été le premier à décrire l’IoT, lors d’une présentation pour Procter & Gamble. Mais la définition de l’IoT a évolué au fil des ans. temps. M. Ashton a déclaré :
« Aujourd’hui, les ordinateurs, et donc Internet, dépendent presque entièrement des êtres humains pour obtenir des informations. La quasi-totalité des quelque 50 pétaoctets de données disponibles sur Internet ont d’abord été capturées et créées par des êtres humains en tapant, en appuyant sur un bouton d’enregistrement, en prenant une photo numérique ou en scannant un code-barres. Le problème est que les gens ont un temps, une attention et une précision limités. Tout cela signifie qu’ils ne sont pas très bons pour capturer des données sur des choses dans le monde réel.
Si nous avions des ordinateurs qui savaient tout ce qu’il y avait à savoir sur les choses, en utilisant les données qu’ils ont recueillies sans aucune aide de notre part, nous serions en mesure de tout suivre et de tout compter et de réduire considérablement le gaspillage, les pertes et les coûts. Nous saurions quand les choses doivent être remplacées, réparées ou rappelées et si elles sont fraîches ou dépassées. »
L’Internet des Objets au début des années 2000
Kevin Ashton (le gars qui a inventé le nom « Internet des objets ») croyait que l’identification par radiofréquence (RFID) était une condition préalable à l’Internet des objets ; principalement en tant que solution de suivi des stocks.
Avec le recul, le suivi des stocks est devenu l’un des avantages les plus évidents de l’IoT.
Il a conclu que si tous les appareils étaient « étiquetés », les ordinateurs pourraient les gérer, les suivre et les inventorier. Dans une certaine mesure, le marquage des objets a été réalisé grâce à des technologies telles que le filigrane numérique, les codes à barres et les codes QR.
En 2002-2003, Walmart et le département américain de la Défense ont été les premières grandes organisations à adopter le modèle de suivi des stocks d’Ashton à l’aide de l’étiquetage, de la RFID et de l’Internet des objets.
Notons que le suivi de conteneurs à certains points pour un suivi d’expédition à chaque étape est également clé.
L’IdO devient plus intelligent
Les « villes intelligentes » peuvent utiliser l’IdO pour réduire les déchets et maximiser l’utilisation efficace de l’énergie. L’IoT peut également être utilisé pour rationaliser les flux de trafic et localiser les parkings disponibles.
En 2012, l’Office fédéral suisse de l’énergie a lancé un programme pilote appelé « Smart City Switzerland ». Ils ont réuni des représentants des universités, des entreprises et de l’administration publique pour discuter de nouvelles idées pour l’environnement urbain. Smart City Switzerland compte plus de soixante projets en cours et soutient de nouveaux partenariats scientifiques et l’innovation. (Smart City Switzerland est devenue quelque chose d’assez impressionnant.)
Une ville intelligente bien conçue prend en charge tous les types de capteurs connectés à Internet et fournit :
- Surveillance du trafic – Suivi et rapport en temps réel du trafic.
- Surveillance de la qualité de l’air – Les capteurs IoT intégrés peuvent identifier les pollueurs.
- Transport intelligent – Les feux de circulation intelligents rationalisent l’efficacité du trafic et les transports publics.
- Stationnement intelligent – Capteurs installés dans la chaussée, etc. pour déterminer l’occupation du parking, qui est communiquée aux conducteurs.
- Éclairage public intelligent – Éclairage à faible consommation d’énergie combiné à une minuterie et à des capteurs.
- Bâtiments intelligents – Lorsqu’ils sont connectés à la ville intelligente via Internet, ils deviennent une partie de l’infrastructure de la ville.
- Un bâtiment intelligent, en lui-même, utilise des capteurs et des processus automatisés pour contrôler les opérations du bâtiment ; notamment la climatisation, le chauffage, la ventilation, la sécurité, l’éclairage et d’autres systèmes. Les bâtiments intelligents sont des systèmes intégrés et partagent des informations vitales.
L’Internet Industriel des Objets (IIoT)
L’Internet Industriel des Objets (IIoT) est une extension de l’IoT et utilise des actionneurs et des capteurs intelligents, qui sont mis en réseau avec les applications industrielles d’une entreprise. L’objectif est de donner aux industries plus d’efficacité et de fiabilité. L’IIoT comprend la robotique et les processus de production définis par logiciel. La maintenance prédictive est également un maillon clé.
La capacité de stockage massive du cloud (2002) était nécessaire pour que la version moderne de l’IIoT devienne une réalité. L’IIoT a vu le jour vers 2010, plusieurs grandes entreprises développant leurs propres systèmes. GE est reconnu pour avoir créé le terme « Internet industriel des objets », en 2012.
L’Internet des objets devient une partie de la vie
En 2013, l’IoT était devenu un système utilisant de multiples technologies dans des environnements physiques, allant d’Internet à la communication sans fil et des systèmes micro-électromécaniques (MEMS) aux systèmes embarqués.
Cela inclut presque tout ce à quoi vous pouvez penser, allant des téléphones portables à l’entretien des bâtiments en passant par le moteur à réaction d’un avion. Les dispositifs médicaux, tels qu’un implant de moniteur cardiaque ou un transpondeur à biopuce chez un animal de ferme, peuvent transférer des données sur un réseau et sont membres de l’IoT.
L’IoT devient mobile – 2015
Les smartphones font partie de l’IoT et sont devenus un outil de communication important pour de nombreuses personnes. En 2015, ils ont rejoint l’IoT avec un haut degré d’enthousiasme de la part des spécialistes du marketing. Les capteurs de ces appareils sont surveillés par les services marketing, qui envoient certaines promotions en fonction du client et de l’emplacement du produit.
Le secteur de la santé (IoMT) a également profité de cette tendance. Les appareils, tels que les montres intelligentes, les smartphones et les moniteurs ingérables, peuvent suivre en temps réel les données d’un patient concernant la tension artérielle, la fréquence cardiaque et d’autres préoccupations.
Les voitures et les camions sont devenus membres de l’IoT. Un véhicule connecté fonctionne avec d’autres appareils sur des réseaux sans fil. Cette technologie permet à différents « réseaux connectés » d’accéder et de communiquer avec les véhicules.
Les voitures et les camions sont déjà chargés de capteurs et de technologies, notamment l’OBD (diagnostics embarqués) et le GPS. En maximisant leur utilisation de ces technologies, les entreprises peuvent extraire des informations de leurs flottes sur les besoins de maintenance, les conditions de conduite et les itinéraires en temps réel.
Les voitures autonomes utilisent le cloud pour répondre aux voitures adjacentes, aux données de trafic, aux cartes, à la météo, aux conditions de surface, etc. L’utilisation du cloud aide les véhicules à surveiller leur environnement et à prendre de meilleures décisions.
Les voitures autonomes sont de nouveaux membres de l’IOT. Le premier véhicule véritablement autonome est apparu dans les années 1980. En octobre 2021, May Mobility a lancé un programme pilote pour tester son logiciel de conduite autonome.
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