Internet des objets (IoT)

Qu'est-ce que l'internet des objets (IoT) ?

L'internet des objets, ou IoT (Internet of Things), est un réseau d'appareils interconnectés qui se connectent et échangent des données avec d'autres appareils IoT et avec le cloud. Les appareils IoT sont généralement dotés de technologies telles que des capteurs et des logiciels et peuvent inclure des machines mécaniques et numériques ainsi que des objets de consommation.

De plus en plus, les organisations de divers secteurs utilisent l'IoT pour fonctionner plus efficacement, fournir un meilleur service à la clientèle, améliorer la prise de décision et augmenter la valeur de l'entreprise.

Avec l'IoT, les données peuvent être transférées sur un réseau sans nécessiter d'interactions entre humains ou entre humains et ordinateurs.

Un objet de l'Internet des objets peut être une personne équipée d'un moniteur cardiaque, un animal de ferme équipé d'une puce électronique, une automobile dotée de capteurs intégrés qui alertent le conducteur lorsque la pression des pneus est insuffisante, ou tout autre objet naturel ou artificiel auquel une adresse de protocole Internet peut être attribuée et qui est capable de transférer des données sur un réseau.

Comment fonctionne l'IoT ?

Un écosystème IoT se compose d'appareils intelligents compatibles avec le web qui utilisent des systèmes intégrés - tels que des processeurs, des capteurs et du matériel de communication - pour collecter, envoyer et agir sur les données qu'ils acquièrent dans leur environnement.

Les appareils IoT partagent les données des capteurs qu'ils collectent en se connectant à une passerelle IoT, qui agit comme un hub central où les appareils IoT peuvent envoyer des données. Avant d'être partagées, les données peuvent également être envoyées à un appareil périphérique qui les analyse localement. L'analyse locale des données réduit le volume des données envoyées au cloud, ce qui minimise la consommation de bande passante.

Parfois, ces appareils communiquent avec d'autres appareils apparentés et agissent en fonction des informations qu'ils reçoivent les uns des autres. Les appareils effectuent la plupart des tâches sans intervention humaine, bien que l'on puisse interagir avec eux, par exemple pour les configurer, leur donner des instructions ou accéder aux données.

Les protocoles de connectivité, de mise en réseau et de communication utilisés avec ces appareils compatibles avec le web dépendent largement des applications IoT spécifiques déployées.

L'IoT peut également utiliser l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique pour faciliter les processus de collecte de données et les rendre plus dynamiques.

Pourquoi l'IoT est-il important ?

L'IoT aide les gens à vivre et à travailler plus intelligemment. Les consommateurs, par exemple, peuvent utiliser des appareils intégrant l'IoT, tels que des voitures, des smartwatches ou des thermostats, pour améliorer leur vie. Par exemple, lorsqu'une personne arrive chez elle, sa voiture peut communiquer avec le garage pour ouvrir la porte ; son thermostat peut s'ajuster à une température prédéfinie ; et son éclairage peut être réglé sur une intensité et une couleur plus faibles.

En plus d'offrir des appareils intelligents pour automatiser les maisons, l'IoT est essentiel pour les entreprises. Il permet aux organisations d'avoir un aperçu en temps réel du fonctionnement réel de leurs systèmes et d'obtenir des informations sur tous les aspects, des performances des machines aux opérations de la chaîne d'approvisionnement et de la logistique.

L'IoT permet aux machines d'effectuer des tâches fastidieuses sans intervention humaine. Les entreprises peuvent automatiser les processus, réduire les coûts de main-d'œuvre, diminuer le gaspillage et améliorer la prestation de services. L'IoT permet de réduire les coûts de fabrication et de livraison des marchandises et d'assurer la transparence des transactions avec les clients.

L'IoT est l'une des technologies les plus importantes et elle continue de progresser à mesure que de plus en plus d'entreprises réalisent le potentiel des dispositifs connectés pour rester compétitives.

Quels sont les avantages de l'IoT pour les organisations ?

L'IoT offre plusieurs avantages aux organisations. Certains sont spécifiques à un secteur et d'autres sont applicables à plusieurs secteurs. Les avantages les plus courants pour les entreprises sont les suivants :

• Contrôler l'ensemble des processus opérationnels.
• Améliore l'expérience du client.
• Gain de temps et d'argent.
• Améliore la productivité des employés.
• Permet l'intégration et l'adaptation des modèles d'entreprise.
• Permet de prendre de meilleures décisions.
• Génère plus de revenus.

L'IoT encourage les entreprises à repenser la manière dont elles abordent leurs activités et leur donne les outils nécessaires pour améliorer leurs stratégies commerciales.

En règle générale, l'IoT est surtout présent dans les entreprises de fabrication, de transport et de services publics qui utilisent des capteurs et d'autres dispositifs IoT ; toutefois, il existe également des cas d'utilisation pour les entreprises des secteurs de l'agriculture, des infrastructures et de la domotique, ce qui a conduit certaines entreprises à la transformation numérique.

L'IoT peut faciliter le travail des agriculteurs. Les capteurs peuvent collecter des données sur les précipitations, l'humidité, la température et le contenu du sol, et l'IoT peut contribuer à l'automatisation des techniques agricoles.

L'IoT peut également aider à surveiller les opérations entourant l'infrastructure. Les capteurs, par exemple, peuvent surveiller les événements ou les changements dans les structures des bâtiments, des ponts et d'autres infrastructures qui pourraient compromettre la sécurité. Cela permet d'améliorer la gestion et la réponse aux incidents, de réduire les coûts d'exploitation et d'améliorer la qualité du service.

Une entreprise de domotique peut utiliser l'IoT pour surveiller et manipuler les systèmes mécaniques et électriques d'un bâtiment. À plus grande échelle, les villes intelligentes peuvent aider les citoyens à réduire les déchets et la consommation d'énergie.

L'IoT touche tous les secteurs, y compris les soins de santé, la finance, la vente au détail et la fabrication.

Quels sont les avantages et les inconvénients de l'IoT ?

Voici quelques-uns des avantages de l'IoT :

• Permet d'accéder à l'information de n'importe où, à n'importe quel moment et sur n'importe quel appareil.
• Améliore la communication entre les appareils électroniques connectés.
• Permet le transfert de paquets de données sur un réseau connecté, ce qui peut faire gagner du temps et de l'argent.
• Collecte de grandes quantités de données provenant de plusieurs appareils, afin d'aider les utilisateurs et les fabricants.
• Analyse les données à la périphérie, réduisant ainsi la quantité de données à envoyer dans le cloud.
• Automatise les tâches afin d'améliorer la qualité des services d'une entreprise et de réduire la nécessité d'une intervention humaine.
• Permet de soigner les patients de manière continue et plus efficace.

Les inconvénients de l'IoT sont notamment les suivants :

• Augmente la surface d'attaque à mesure que le nombre d'appareils connectés augmente. Plus les informations sont partagées entre les appareils, plus le potentiel de vol d'informations confidentielles par un pirate informatique augmente.
• La gestion des appareils devient un défi à mesure que le nombre d'appareils IoT augmente. Les entreprises pourraient un jour être confrontées à un nombre massif d'appareils IoT, et la collecte et la gestion des données provenant de tous ces appareils pourraient s'avérer difficiles.
• Peut corrompre d'autres appareils connectés s'il y a un bogue dans le système.
• Accroît les problèmes de compatibilité entre les appareils, car il n'existe pas de norme internationale de compatibilité pour l'IoT. Il est donc difficile pour les appareils de différents fabricants de communiquer entre eux.

Normes et cadres de l'IoT

Les organisations notables qui participent à l'élaboration des normes IoT sont notamment les suivantes :

• Commission électrotechnique internationale.
• Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE).
• Consortium pour l'internet industriel.
• Fondation pour la connectivité ouverte.
• Groupe de fils.
• Alliance pour les normes de connectivité.

Voici quelques exemples de normes IoT :

• IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) est une norme ouverte définie par l'Internet Engineering Task Force (IETF). Cette norme permet à toute radio de faible puissance de communiquer avec l'internet, y compris 804.15.4, Bluetooth Low Energy et Z-Wave pour la domotique. Outre la domotique, cette norme est également utilisée pour la surveillance industrielle et l'agriculture.
• Zigbee est un réseau sans fil à faible consommation d'énergie et à faible débit de données, utilisé principalement dans les environnements domestiques et industriels. ZigBee est basé sur la norme IEEE 802.15.4. La ZigBee Alliance a créé Dotdot, le langage universel pour l'IoT qui permet aux objets intelligents de fonctionner en toute sécurité sur n'importe quel réseau et de se comprendre les uns les autres.
• Data Distribution Service (DDS) a été développé par l'Object Management Group et est une norme industrielle IoT (IIoT) pour la communication machine à machine (M2M) en temps réel, évolutive et à haute performance.

Les normes IoT utilisent souvent des protocoles spécifiques pour la communication des appareils. Le protocole choisi détermine la manière dont les données des appareils IoT sont transmises et reçues. Voici quelques exemples de protocoles IoT

• Protocole d'application contraint. CoAP est un protocole conçu par l'IETF qui spécifie comment les appareils à faible consommation d'énergie et à capacité de calcul limitée peuvent fonctionner dans l'IoT.
• Protocole avancé de mise en file d'attente des messages. L'AMQP est une norme open source publiée pour la messagerie asynchrone par câble. AMQP permet une messagerie cryptée et interopérable entre les organisations et les applications. Le protocole est utilisé dans la messagerie client-serveur et dans la gestion des appareils IoT.
• Réseau étendu à longue portée (LoRaWAN). Ce protocole pour les réseaux étendus est conçu pour prendre en charge de vastes réseaux, tels que les villes intelligentes, avec des millions d'appareils de faible puissance.
• MQ Telemetry Transport. MQTT est un protocole léger utilisé pour les applications de contrôle et de surveillance à distance. Il convient aux appareils disposant de ressources limitées.

Les cadres de l'IoT comprennent les éléments suivants :

• Amazon Web Services (AWS) IoT est une plateforme de cloud computing pour l'IoT lancée par Amazon. Ce cadre est conçu pour permettre aux appareils intelligents de se connecter facilement et d'interagir en toute sécurité avec le cloud AWS et d'autres appareils connectés.
• Arm Mbed IoT est une plateforme open source permettant de développer des applications pour l'IoT basées sur des microcontrôleurs Arm. L'objectif de cette plateforme IoT est de fournir un environnement évolutif, connecté et sécurisé pour les appareils IoT en intégrant les outils et services Mbed.
• La plateforme Microsoft Azure IoT Suite est un ensemble de services qui permettent aux utilisateurs d'interagir avec les données de leurs appareils IoT et de les recevoir, ainsi que d'effectuer diverses opérations sur les données, telles que l'analyse multidimensionnelle, la transformation et l'agrégation, et de visualiser ces opérations d'une manière adaptée à l'entreprise.
• Calvin est une plateforme IoT open source d'Ericsson conçue pour créer et gérer des applications distribuées qui permettent aux appareils de communiquer entre eux. Calvin comprend un cadre de développement pour les développeurs d'applications, ainsi qu'un environnement d'exécution pour gérer l'application en cours.

Applications IoT pour les consommateurs et les entreprises

Il existe de nombreuses applications de l'internet des objets dans le monde réel, allant de l'IoT du consommateur à l'IoT de l'entreprise, en passant par la fabrication et l'IIoT. Les applications de l'IoT couvrent de nombreux secteurs verticaux, notamment l'automobile, les télécommunications et l'énergie.

Dans le segment des consommateurs, par exemple, les maisons intelligentes équipées de thermostats intelligents, d'appareils électroménagers intelligents et de systèmes de chauffage, d'éclairage et d'appareils électroniques connectés peuvent être contrôlées à distance par le biais d'ordinateurs et de smartphones.

Les dispositifs portables équipés de capteurs et de logiciels peuvent collecter et analyser les données de l'utilisateur, en envoyant des messages à d'autres technologies concernant les utilisateurs, dans le but de rendre la vie de ces derniers plus facile et plus confortable. Les dispositifs portables sont également utilisés pour la sécurité publique - par exemple, en améliorant les temps de réponse des premiers intervenants en cas d'urgence grâce à des itinéraires optimisés vers un lieu donné ou en suivant les signes vitaux des ouvriers du bâtiment ou des pompiers sur des sites où leur vie est en danger.

Dans le domaine des soins de santé, l'IoT permet aux prestataires de suivre les patients de plus près grâce à l'analyse des données générées. Les hôpitaux utilisent souvent des systèmes IoT pour accomplir des tâches telles que la gestion des stocks de produits pharmaceutiques et d'instruments médicaux.

Les bâtiments intelligents peuvent, par exemple, réduire les coûts énergétiques grâce à des capteurs qui détectent le nombre d'occupants d'une pièce. La température peut s'ajuster automatiquement, par exemple en activant le climatiseur si les capteurs détectent qu'une salle de conférence est pleine ou en baissant le chauffage si tous les employés du bureau sont rentrés chez eux.

Dans l'agriculture, les systèmes agricoles intelligents basés sur l'IoT peuvent aider à surveiller la lumière, la température, l'humidité et l'humidité du sol des champs de culture à l'aide de capteurs connectés. L'IoT contribue également à l'automatisation des systèmes d'irrigation.

Dans une ville intelligente, les capteurs et les déploiements IoT, tels que les lampadaires et les compteurs intelligents, peuvent contribuer à réduire le trafic, à économiser l'énergie, à surveiller et à traiter les problèmes environnementaux et à améliorer l'assainissement.

Sécurité de l'IoT et protection de la vie privée

L'IoT connecte des milliards d'appareils à l'internet et implique l'utilisation de milliards de points de données, qui doivent tous être sécurisés. En raison de sa surface d'attaque élargie, la sécurité et la confidentialité de l'IoT sont considérées comme des préoccupations majeures.

L'une des attaques IoT les plus célèbres s'est produite en 2016. Le botnet Mirai a infiltré le fournisseur de serveurs de noms de domaine Dyn, entraînant d'importantes pannes de système pendant une période prolongée. Les attaquants ont accédé au réseau en exploitant des appareils IoT mal sécurisés. Il s'agit de l'une des plus grandes attaques par déni de service distribué jamais vues et Mirai est toujours en cours de développement aujourd'hui.

Les appareils IoT étant étroitement connectés, un pirate peut exploiter une vulnérabilité pour manipuler toutes les données et les rendre inutilisables. Les fabricants qui ne mettent pas leurs appareils à jour régulièrement, voire pas du tout, les rendent vulnérables aux cybercriminels. En outre, les appareils connectés demandent souvent aux utilisateurs d'entrer leurs données personnelles, notamment leur nom, leur âge, leur adresse, leur numéro de téléphone et même leurs comptes de médias sociaux, autant d'informations précieuses pour les pirates.

Les pirates informatiques ne sont pas la seule menace qui pèse sur l'IoT ; la protection de la vie privée est une autre préoccupation majeure. Par exemple, les entreprises qui fabriquent et distribuent des appareils IoT grand public pourraient utiliser ces appareils pour obtenir et vendre les données personnelles des utilisateurs.

Quelle est l'histoire de l'IoT ?

Kevin Ashton, cofondateur de l'Auto-ID Center au Massachusetts Institute of Technology (MIT), a mentionné pour la première fois l'internet des objets lors d'une présentation qu'il a faite en 1999 à Procter & Gamble (P&G). Souhaitant attirer l'attention de la direction de P&G sur l'identification par radiofréquence, M. Ashton a intitulé sa présentation "Internet des objets" pour y intégrer la nouvelle tendance de 1999 : l'internet. Le livre de Neil Gershenfeld, professeur au MIT, When Things Start to Think (Quand les choses commencent à penser), est également paru en 1999. Bien que le livre n'utilise pas le terme exact, il donne une vision claire de l'orientation de l'IoT.

L'IoT est né de la convergence des technologies sans fil, des systèmes microélectromécaniques, des microservices et de l'internet. Cette convergence a contribué à supprimer les cloisonnements entre les technologies opérationnelles et les technologies de l'information, ce qui a permis d'analyser les données non structurées générées par les machines afin d'obtenir des informations permettant d'apporter des améliorations.

Bien que l'article d'Ashton soit la première mention de l'IoT, l'idée d'appareils connectés existe depuis les années 1970, sous les noms d'internet embarqué et d'informatique omniprésente.

Le premier appareil Internet, par exemple, était un distributeur de Coca-Cola à l'université Carnegie Mellon au début des années 1980. En utilisant le web, les programmeurs pouvaient vérifier l'état de la machine et déterminer si une boisson fraîche les attendait, s'ils décidaient de s'y rendre.

L'IoT a évolué à partir de la communication M2M, avec des machines se connectant les unes aux autres via un réseau sans interaction humaine. Le M2M consiste à connecter un appareil au cloud, à le gérer et à collecter des données.

L'IoT est un réseau de capteurs composé de milliards d'appareils intelligents qui relient les personnes, les systèmes informatiques et d'autres applications afin de collecter et de partager des données. Le M2M est la base de la connectivité qui permet l'IoT.

L'IoT est également une extension naturelle du contrôle de surveillance et de l'acquisition de données (SCADA), une catégorie de programmes d'applications logicielles pour le contrôle des processus, la collecte de données en temps réel à partir de sites distants pour contrôler l'équipement et les conditions. Les systèmes SCADA comprennent des composants matériels et logiciels. Le matériel recueille et transmet les données à un ordinateur de bureau sur lequel est installé le logiciel SCADA, où elles sont ensuite traitées et présentées en temps utile. Les systèmes SCADA de dernière génération sont devenus des systèmes IoT de première génération.

Le concept d'écosystème de l'IoT n'est toutefois apparu qu'en 2010, lorsque le gouvernement chinois a déclaré qu'il ferait de l'IoT une priorité stratégique dans son plan quinquennal.

Entre 2010 et 2019, l'IoT a évolué avec l'élargissement de l'utilisation par les consommateurs. Les gens utilisent de plus en plus d'appareils connectés à l'internet, tels que les smartphones et les téléviseurs intelligents, qui sont tous reliés à un réseau et peuvent communiquer entre eux.

En 2020, le nombre d'appareils IoT a continué de croître en même temps que l'IoT cellulaire, qui fonctionne désormais avec la 2G, la 3G, la 4G et la 5G, ainsi qu'avec LoRaWAN et l'évolution à long terme pour les machines, ou LTE-M.

En 2023, des milliards d'appareils connectés à l'internet collecteront et partageront des données à l'usage des consommateurs et de l'industrie. L'IoT a joué un rôle important dans la création de jumeaux numériques, c'est-à-dire une représentation virtuelle d'une entité ou d'un processus du monde réel.

Les connexions physiques entre l'entité et son jumeau sont le plus souvent des capteurs IoT, et une mise en œuvre IoT bien configurée est souvent une condition préalable pour les jumeaux numériques.

De même, l'IoT dans le domaine de la santé s'est développé grâce à l'utilisation d'appareils portables et de capteurs à domicile qui permettent de surveiller à distance la santé d'un patient.