La compacité
Dans l’IoT, les objets connectés doivent pouvoir bénéficier des nouvelles technologies de miniaturisation et de compacité. Aujourd’hui, les semi-conducteurs, au cœur de ces objets connectés, sont d’une taille qui se mesure en nanomètres. Les semi-conducteurs de 32 nanomètres sont largement développés. En recherche, les semi-conducteurs en cours d’étude mesurent entre 10 et 12 nanomètres. Potentiellement, un simple semi-conducteur pourrait contenir toute l'intelligence nécessaire à un objet connecté.
Il existe aussi des systèmes sur une seule puce, plus connus sous le nom de « system on chip » (SOC). Ces systèmes, à l'intérieur des objets connectés, sont à la fois digitaux et analogiques. L'ensemble des capteurs — de pression, d'altitude ou de mouvement — peuvent être totalement intégrés dans les semi-conducteurs de type SOC. Ces systèmes sont communément installés sur les smartphones. Grâce au SOC, vous pouvez tourner votre smartphone sur lui-même, l'image continuera d'être toujours dans le bon sens.
L’intelligence disponible à l’intérieur de ces semi-conducteurs est de plus en plus grande et permet d’insérer de nouveaux logiciels et algorithmes. Couplée à de nouveaux alliages et à une conception d’éléments de mécanique réduits, cette miniaturisation extrême ouvre de nouvelles possibilités d’intelligence embarquée.
Pour maîtriser la création d’objets connectés, il est donc nécessaire d’intégrer les facteurs de compacité et de réduction de la taille. L’objectif commun de l’IoT est de toujours miniaturiser plus. Que ce soit dans la santé du grand public, pour une “smart city” ou pour un objet connecté de type avion ou sous-marin...
Le facteur débit/vitesse/volume
Qui dit IoT, dit obligatoirement émission-réception. Or, nous allons voir que cette fonction est extrêmement difficile à couvrir en termes de solution technique. Il faut prendre en compte deux dimensions.
En effet, la vitesse, le débit ou l'accessibilité de la connexion varient selon le milieu dans lequel on va devoir émettre ou recevoir de l'information.
Prenons un exemple en milieu industriel : celui d’une centrale nucléaire. Vous voulez installez de l’IoT dans une centrale. Mais vous devez aussi prendre en compte les murs en béton, les plaques de plomb, et toute l'infrastructure sécuritaire en milieu irradié, nécessaires au bon fonctionnement d’une centrale. Le WiFi ne fonctionnera pas dans un milieu de ce type ! La connectivité de la vitesse est donc directement liée aux protocoles de communication utilisables en fonction du milieu industriel. Dans le cas de salles blanches ou de lieux sécurisés sous contrôle militaire, la même difficulté se pose : le WiFi y est interdit. Il va donc falloir trouver d'autres technologies de communication.
Le premier point technologique à prendre en compte est donc l'accessibilité, l'écosystème ou l'environnement dans lequel sera mis en œuvre l’IoT. Il faut donc adapter ces choix technologiques de communication, en se posant des questions du type : est-ce que l’objet connecté peut communiquer ? Quelles sont les technologies disponibles ? Les réponses à ces questions vous orienteront alors vers des choix du type WiFi, filaire ou encore laser.
Le deuxième point est la vitesse, aux sens de débit et de volume d'information que vous voulez transmettre. S’il s’agit d’un objet connecté simple, la vitesse de transmission — ou en tous les cas le nombre de bits à transmettre — sera très faible. Il communiquera simplement : « je marche/je ne marche pas » ou « je fonctionne/je ne fonctionne pas ». Il s’agit seulement d’une suite de “zéros” et de “uns”.
De la même manière, plus vous voulez rendre votre objet autonome, plus vous allez multiplier le nombre de capteurs de présence, de déplacement, de chocs, pour que votre objet puisse analyser la situation et prendre des décisions. Or, plus vous multipliez le nombre de capteurs, plus vous multipliez l'intelligence nécessaire au traitement de toutes ces données... et plus vous devez augmenter le débit de données. Il faudra aussi faciliter la continuité de l’échange d’information. Par exemple, avec un espace ouvert, dans lequel l'ensemble du système de télécommunication rend accessibles ces données en temps réel.
Le débit et la vitesse doivent être encore plus élevées si vous cherchez à développer une connexion de contrôle-commande à très grande distance. C’est le cas des drones militaires, des avions ou des bâtiments de surface contrôlés à distance. Des technologies du type « Lora », « Sigfox » ou autres devront être étudiées et mises à disposition en fonction de l'usage de ces objets connectés, intelligents voire autonomes.
Sigfox est une entreprise basée à Toulouse, qui a créé en 2009 un réseau longue portée et à bas débit qui permet la communication de données de taille réduite dédiée aux objets connectés, et qui ne passe pas par un réseau de téléphone mobile. Cela réduit la consommation d’énergie et utilise des fréquences libres dans le monde entier
Lora est une alternative à ce réseau, développée par Bouygues et Orange, basée sur le principe de l’open source, qui fonctionne aussi exclusivement pour des communications longue portée et bas débits des objets connectés.
La sécurité
Concrètement, la communication des objets connectés produit des données qui se “promènent dans les airs” et circulent sur la terre entière. Cela les rend potentiellement faciles à récupérer et à capter, ou encore à modifier.
Prenons l’exemple d’un concepteur d’une pièce aéronautique qui doit envoyer un élément de rechange pour une réparation sur un autre continent. L'avionneur conçoit sa pièce, puis il en fait le design numérique. Il doit envoyer son plan à l’autre bout du monde, donc il pense utiliser une imprimante 3D. Celle-ci sera entièrement connectée pour permettre de produire et fabriquer cette pièce au plus près du lieu de la réparation. Imaginons qu’un hacker capte les données de la pièce au cours de sa transmission.
Rien ne l’empêche ensuite de la modifier et de la renvoyer en direction de l’imprimante 3D connectée. La pièce va être fabriquée telle quelle. Elle sera installée à ce moment-là à bord de l'avion. Il se peut que cette pièce soit défectueuse parce qu'elle aura été compromise.
La notion de cybersécurité appliquée à l’IoT peut donc se formuler de la manière suivante : sommes-nous capables de sécuriser les communications de tous ces objets connectés, intelligents, autonomes ? Si ce n’est pas le cas, on pourra potentiellement mettre en danger la population, que ce soit dans le cas d’une application civile, militaire, grand public ou de production. De même, un simple accès frauduleux à l’usine d'un concurrent met potentiellement en danger la productivité de l’entreprise cible.
Il sera extrêmement important — dans le développement du business, des affaires ou du marché de l’IoT — de prendre en compte la cybersécurité. Les objets connectés devront contenir des logiciels de cryptage et de contrôle de l'information envoyée. Cela leur permettra de devenir totalement autonomes, au sens de s'autoréparer et s'autosécuriser. Ils pourront aussi vérifier que les commandes qu'on leur envoie sont bien des commandes adaptées et adéquates, qui ne mettent pas en danger l'écosystème. La cybersécurité est un facteur important du développement de tous les types d’objets connectés, et si elle n’est pas garantie, elle peut devenir un facteur bloquant.
