Objets connectés : la révolution des capteurs est en marche

« Nous en sommes qu’au début, les objets connectés restent, pour l’heure, un marché émergeant doté d’un énorme potentiel. Si aujourd’hui, plusieurs centaines de milliers d’objets exploitent déjà notre protocole de communication, dans les cinq ans à venir, ce sont plusieurs millions d’objets qui seront concernés », lance Thomas Nicholls, vice-president exécutif communications de Sigfox, une startup française qui a créé un réseau de communication bas débit (UNB pour Ultra Narrow Band) et basse consommation dédié aux objets connectés. Selon le cabinet d’études Idate, ce sont près de 80 milliards d’objets connectés qui devraient être en circulation en 2020 dans le monde. De son côté, IDC table sur une croissance du marché mondial des solutions IoT (l’Internet des Objets), de 1 900 milliards de dollars en 2013 à 7 100 milliards en 2020.

Rien que pour les montres connectées, IDC estime qu’il devrait s’en vendre cette année près de 25,7 millions d'unités sans oublier les vêtements, les lunettes ou les multiples bracelets qui mesurent le pouls et les calories brulées. Bref, un véritable raz de marée des «  wearables » (vêtements connectés) se prépare. Cette frénésie autour des objets connectés n’est pas sans nous rappeler celle de l’Internet à la fin des années 90. Il suffit de voir le nombre de start-ups qui se créent dans ce domaine dans le monde et surtout en France dont de belles réussites comme Sigfox, Withings, Netatmo. A ce titre, sur 160 entreprises françaises présentes au CES 2015 qui s’est tenu à Las Vegas, 66 étaient des start-ups (source : La French Tech) agissant pour la majorité dans le secteur des objets connectés. Un record !

Un rôle majeur dans l’entreprise

Si cette folie connectée cible massivement le marché grand public, elle s’invitera aussi dans les entreprises. « Dans un modèle purement BtoB, les capteurs utilisés à bonne escient, peuvent parfaitement donner des informations à forte valeur ajoutée pour les entreprises. Prenons l’exemple du secteur automobile, il ne serait pas étonnant que les assurances envisagent, dans un proche avenir, de nouveaux bonus pour des conducteurs équipés », explique Eric Goujou dirigeant de ob'do Contact Agile, une société d'ingénierie spécialisée dans le développement d'objets connectés. A ce titre, Salesforce a récemment réalisé une étude sur l’adoption des objets connectés de type « wearables »dans les entreprises et les résultats sont plutôt surprenants. En effet, 86 % des entreprises ayant adopté avec succès des objets connectés portables envisagent d'accroître leurs investissements dans les 12 prochains mois.

Autre constat : 79 % des entreprises ayant adopté ce type d’équipements estiment que ceux-ci jouent ou joueront un rôle stratégique dans leur réussite et même 76 % font état d'améliorations au niveau de leurs performances opérationnelles suite à leur déploiement. Les cas d’applications professionnels sont multiples des compteurs intelligents dans les immeubles aux bornes d’incendies équipées de capteurs pour mesurer la pression et la consommation en passant par les capteurs embarqués dans les véhicules et les camions, il n’existe pas de limites dans ce domaine.

La confidentialité plutôt négligée

Sans aucun doute, les objets connectés vont croître dans les entreprises car ils devraient leur apporter plus de valeur dans leur business. Gartner estime que les services liés aux objets connectés vont générer un chiffre d’affaires supplémentaire de plus 300 milliards de dollars en 2020. Cela dit, en parallèle, la multiplication de ces objets inquiète aussi les responsables IT sur deux points : la confidentialité et la sécurité des données. Sur la confidentialité déjà, selon une étude publiée sur ce sujet par Fortinet, 62% des personnes interrogées affirment qu’elles se sentiraient outragés et particulièrement en colère - jusqu’à prendre des mesures - si elles apprenaient qu’un objet connecté personnel collectait secrètement des informations les concernant pour les transmettre à un tiers. D’autre part, toujours selon l’étude de Fortinet, si un dispositif connecté identifié recueille des données, 66% des répondants insistent sur le fait que l’accès à ces données soit limité à eux ou à des tiers dûment autorisés par leurs soins.

Pis encore, l’étude, menée par Capgemini Consulting en partenariat avec Sogeti High Tech auprès de 100 entreprises et start-ups dans le monde (dont 58% en Europe) impliquées dans le développement des objets connectés, indique que 47% des entreprises interrogées n’apportent aucune information à leurs clients sur ce point sensible de la confidentialité des données. Et quand elles se montrent bonnes élèves, elles omettent pour 90% d’entre elles un élément fondamental en matière de confidentialité, à savoir les clauses de participation et d’exemption de la collecte et du partage des données des consommateurs. Et pourtant, il est important de rappeler que la CNIL (Commission nationale de l'informatique et des libertés) interdit d'utiliser nominativement les informations fournies par les capteurs, ni même de les détenir. Elles restent la propriété de l’utilisateur.

De nouvelles brèches en vue pour les pirates

 Quant à la sécurité, relier un objet connecté au système d’information de l’entreprise permet d’ouvrir de nouvelles brèches et failles pour les pirates. La majorité des objets connectés, surtout à usage grand public, sont très vulnérables car ils exploitent les protocoles IP, Bluetooth et WiFi et n’ont pas l’historique de sécurisation dont disposent d’autres équipements IP. Ajoutons à cela l’usage de nombreux modules et bibliothèques communes, souvent issus de l’Open Source. Pour Arnaud Cassagne, directeur technique chez Nomios, c’est surtout au niveau de l’application que les objets connectés sont faillibles, pas forcément au niveau du réseau. Il faut aussi préciser que les fabricants d’objets connectés ne donnent pas forcément la priorité à la sécurité lorsqu’ils les conçoivent, et ne disposent pas de mécanismes de réponse en cas de piratage de leurs équipements. « A la base, les créateurs ne prennent pas assez en compte la sécurité pour des raisons de coûts. N’ayant pas forcément beaucoup d’argent, les start-ups privilégient donc d’abord le design, l’interface et l’ergonomie », souligne Arnaud Cassagne.

Bien sûr, la sécurité est très dépendante de l’importance de l’objet. En effet, un avion, une voiture ou un système industriel ne bénéficieront pas forcément du même niveau de sécurité qu’une balance intelligente ou qu’une montre connectée, il y aura donc une approche à plusieurs niveaux de sécurité pour tous ces objets. Malgré tout, la récente convention Black Hat, qui s’est tenue à Las Vegas, a démontré non seulement la faiblesse de la sécurité des objets connectés dont des spécialistes ont fait sauter les verrous sécuritaires en moins de 10 minutes, mais, plus grave, un chercheur a même trouvé une méthode pour pirater le matériel de communication satellite embarquée dans les avions afin de proposer en vol du réseau WiFi gratuit aux autres passagers.

Des débuts de réponses pour rendre les objets plus sûrs

 Pour remédier à cette problématique du manque de sécurité des objets connectés, certains services dans les entreprises exploitent des réseaux locaux virtuels VLAN pour isoler certaines catégories d’objets, mais le fait de dédier un VLAN à chaque type d’appareil n’est certainement pas la bonne solution. Selon les spécialistes de la sécurité réseaux, il faut donc répondre par une protection à différents niveaux qui va de la gestion à la protection de ces devices en passant par le contrôle des données via des conteneurs sécurisés. Les fournisseurs de solutions de sécurité travaillent aussi de plus en plus avec les fabricants et les concepteurs de ces objets pour intégrer des composants de sécurité dans leur firmware en standard et d’en faire un suivi rigoureux pour les mises à jour. Enfin, Arnaud Cassagne insiste sur deux points : la sensibilisation quotidienne à la sécurité dans les entreprises mais aussi la nécessité de mettre à jour les protocoles, il n’hésite d’ailleurs pas à citer les failles découvertes dans le SSL l’année  dernière.

La profusion d'OS autour des objets connectés

Lite OS de Huawei, Brillo de Google, mbed OS d’Arm, Tizen de Samsung, Windows 10 IoT Core de Microsoft, sans oublier les multiples noyaux en open source très rudimentaires, les systèmes d’exploitation dédiés aux objets connectés se multiplient depuis quelques mois. Le point commun de tous ces acteurs est de proposer aux développeurs un système d’exploitation léger (quelques centaines de ko tout au plus et réclamant un minimum de mémoire vive pour fonctionner), polyvalent et résolument orienté vers les objets connectés.

D’autre part, il y a une forte volonté de fournir un noyau capable d’offrir des traitements en temps réel (associés des processeurs, des puces ou des SoC dédiées basse consommation) et ouvert pour fédérer un écosystème le plus large possible sans oublier la fourniture aux développeurs des indispensables fonctionnalités de sécurité.  

Force est de constater que la majorité des objets connectés, qui cible en premier lieu le marché grand public, exploite le réseau WiFi pour communiquer entre eux et dans une moindre mesure le Bluetooth et le réseau cellulaire GSM. Les concepteurs d’objets utilisent le WiFfi car les infrastructures sont très répandues et les débits conséquents. De plus, toutes les box Internet qui équipent les foyers en sont dotés. Et pourtant, le WiFi n’est pas forcément bien adapté pour diverses raisons. Déjà, il est très vulnérable, les attaques sont nombreuses. Il suffit d’un coup d’œil sur certains sites de ventes en ligne pour constater le nombre de boîtiers en vente capable de casser les clés WiFi et pirater les données en quelques secondes… D’autre part, le WiFi est énergivore.

Souvent activé en permanence dans les smartphones, il contribue à descendre à vue d’œil la batterie. Plusieurs études ont démontré qu’environ 80% de l’électricité consommée par les appareils connectés est uniquement utilisée pour conserver une connexion active à Internet. Autre inconvénient, le WiFi est très sensible aux environnements, bâtiments, cloisons, murs mai aussi micro-ondes…, tous ces obstacles limitent sa portée. Pour le Bluetooth, c’est certes une technologie plutôt bas débit ultra-compétitive en terme de prix mais limité par sa portée assez faible. Quant au réseau GSM, si son principal bénéfice est sa large couverture, il est en revanche très couteux à déployer.

Des réseaux bas débit et basse consommation dédiés au M2M

Partant de ces constats, il existe, face au WiFI et au réseau GSM, des technologies de communication moyenne et longue portée, bas-débit et basse consommation suffisantes pour faire communiquer les objets entre eux comme la technologie Lora de Cycleo (rachetée par le fabricant de puces Semtech en 2012) soutenue par Bouygues Telecom, la technologie UNB (Ultra Narrow Band) de Sigfox, celles de Weigtless, de ZigBee ou encore la technologie Wireless M-Bus basée sur les standards européens EN13757-4/3. Précisons que ces technologies ciblent avant tout des usages professionnels. Le point commun de ces technologies M2M est qu’elles permettent de véhiculer des petits messages de quelques Ko. En revanche, contrairement au WiFi par exemple, ces faibles débits limitent les cas d’applications, ces derniers concernent donc essentiellement de la télé-relève (issue des compteurs intelligents d’eau ou de gaz par exemple), de la géolocalisation (sans GPS) ou encore des mesures (vitesse du vent en météo, etc.). L’avantage de ces technologies M2M est qu’ils permettent de construire des réseaux bons marchés contrairement au réseau GSM. « Pour vous donner un ordre d’idée, l’usage des réseaux cellulaires par les objets connectés coute quelques euros par mois alors que pour une technologie comme Lora, ces quelques euros sont facturés annuellement », tient à préciser Franck Moine, directeur de la BU M2M chez Bouygues Telecom.

Lora vs Sigfox en France ?

A l’instar de Bouygues Telecom, Sigfox met aussi en avant le côté économique de sa technologie UNB. « Nous fonctionnons comme un opérateur de réseau mobile sauf que nos forfaits annuels de connectivité sont très économiques comparés à ceux d’un réseau cellulaire. Sur des grands volumes, notre prix tourne autour de 1€ par objet et par an contre 2 à 3€ par objet et par mois pour le réseau GSM. D’autre part, un module équipé de notre protocole coûte moins de 2 dollars contre 15 à 40 dollars pour une technologie 2G, 3G ou 4G », explique Thomas Nicholls, vice-président exécutif communications de Sigfox, une entreprise qui revendique déjà une couverture de 1,5 millions de km² (en France, en Russie, aux Pays Bas, en Espagne et dans une quinzaine de villes dans le monde).

Car, au-delà de l’aspect économique et basse consommation de ces réseaux moyenne et longue portée, la couverture du réseau est également le nerf de la guerre des opérateurs à l’instar des réseaux cellulaires. Par exemple, avec Lora, Bouygues Telecom envisage de couvrir 500 communes dont Grenoble, Issy les Moulineaux ou encore Angers d’ici à la fin de l’année et, pour ce faire, l’opérateur compte sur son vaste champ d’antennes existantes. « Nous disposons de 15 000 points haut, c’est un actif considérable par rapport à notre concurrent direct », reconnait Franck Moine. Précisons que Bouygues Telecom qui a fait le choix de la technologie Lora indique aussi avoir testé le protocole de Sigfox qui n’aurait pas totalement séduit l’opérateur en raison d’un manque de performances en Indoor. De son côté, Sigfox mise sur l’écosystème de ces partenaires. « Nous ne dépendons pas d’un seul fournisseur, nous disposons d’un large panel de partenaires, des fondeurs comme Texas, ST Microelectronics, Atmel, des fabricants de modules de communication comme Adeunis et des opérateurs dans divers pays comme Aerea aux pays bas ou Albertis Telecom en Espagne », détaille Thomas Nicholls.

Le LTE-M : du cellulaire économique

Laquelle de ces technologie bas débit s’imposera-t-elle ? Sans doute plusieurs dans les deux à trois prochaines années d’autant que la coopération 3GPP qui rassemble plusieurs organismes de standardisation en télécommunications pourrait s'intéresser de plus près à ces technologies bas débit. D’ailleurs, beaucoup d’industriels attendent plus de standardisation sur le bas de débit à l’image de Sierra Wireless qui propose déjà des solutions complètes pour les objets connectés (dans les domaines du transport et des villes intelligentes) allant de la connectivité (autour du réseau GSM) à la collecte des données. « Sierra Wireless s’intéresse aux technologies cellulaires bas-débit notamment le LTE-M qui devrait être ratifié dans la release 13 du 3GPP à la fin de l’année, voire le début de l’année 2016 », précise Olivier Pauzet, vice-président marketing stratégique de Sierra Wireless. En effet, la LTE-M, une technologie cellulaire 4G en bas débit adaptée aux objets connectés, représente, elle-aussi, une alternative aux technologies Sigfox ou Lora.

« Au-delà des technologies de communication mises en œuvre, notre mission est d’abord de collecter les données. Sierra Wireless maîtrise toute la chaîne, de la pile technologique à la récupération des données via notre plateforme Open Source. Cela nous permet de proposer aux entreprises une solution complète jusqu’à la facturation déterminée en fonction de la quantité de données par jour ou par mois », indique Olivier Pauzet, vice-président marketing stratégique de Sierra Wireless. En effet, la collecte des données issues des objets connectés joue un rôle essentiel car c’est là que se trouve la réelle valeur ajoutée. Un exemple : la plateforme Webfleet de TomTom Telematics (anciennement TomTom Business Solutions) centralise les données de 350 000 véhicules en une seule journée. Il faut savoir que les datacenters sécurisés qui gèrent les données des clients Webfleet, traitent chaque jour plus de 425 millions de messages et de positions GPS, et chaque trimestre plus de 25 milliards de données. Ces données sont accessibles et consultables à n'importe moment, en temps réel depuis le véhicule, ou via des rapports et des tableaux de bord. Ces données constituent pour les entreprises de véritables outils à valeur ajoutée pour diminuer les coûts de carburant, de maintenance ou encore d'assurance de leurs véhicules.

Des réflexions pour standardiser le format d’échange de données

Mais toute cette gestion des big data est plus complexe que l’on croît car il faut trouver des plate-formes capables d’agréger des données issues de toutes les technologies radio qui sévissent sur le marché. « Les protocoles de communication se multiplient et vont cohabiter, la difficulté est donc d’agréger toutes ces données qui arrivent des diverses technologies radio mais aussi des diverses plateformes souvent propriétaires. Cela signifie qu’il faut rajouter des composants pour récupérer et exploiter les données », tient à préciser Claude Tételin, directeur technique du CNRFID (Centre national de référence RFID). Une couche middleware sera-t-elle nécessaire pour chacune des interfaces ? « Aujourd’hui, il n’existe pas de standard d’interopérabilité entre ces technologies pour s’assurer d’un format commun d’agrégation de données. En effet, sur les formats d’échange, les solutions sont souvent propriétaires. Des standards à la fois utiles sur le formatage, l’interfaçage et l’adressage (ndlr : pour reconnaitre la nature de l’objet) doivent être développés et créés, cela prend du temps, de l’ordre de 1 à 3 ans. Pour l’heure, certains utilisent l’IP, d’autres l’adresse MAC ou encore le code EPC autour du RFID…. Ils empilent les technologies pour créer des plateformes les plus ouvertes possible », rajoute Claude Tételin.

En effet, à en croire nos interlocuteurs, sur le marché, il existe une multitude de plate-formes d’agrégation de données, souvent propriétaires et peu ouvertes. « De notre côté, nous sommes totalement agnostiques avec notre plateforme open source d’agrégation de données en temps réel hubiquitus qui supportent plusieurs technologies dont celles des réseaux bas débit comme Sigfox et Lora. Nous faisons exactement la même chose qu’un système d’exploitation en étant capable de récupérer des données issues de nombreux écosystèmes grâce à des API que nous avons développées et que nous rendons disponible à la communauté. Notre objectif est d’être le plus ouvert possible pour ne pas enfermer notre client dans une solution propriétaire. Pour cela, il faut impliquer les nombreux acteurs du marché car la standardisation passe d’abord par un acteur qui sait fédérer un écosystème », se défend Benjamin Ulrich, CEO d’Intent Technologies, un intégrateur spécialisé dans les applications de l'habitat intelligent et connecté.

« En amenant d’avantage de connexions dans les logements, notre objectif est d’apporter une meilleure qualité de services à nos clients comme par exemple le fait de détecter des incidents pour déclencher les réparations à bon escient mais c’est aussi de mieux valoriser nos logements, de mieux gérer notre patrimoine et d’optimiser ainsi nos contrats de maintenance avec nos fournisseurs », résume Stéphane Berriot, DSI de Habitat du Nord, une société qui gère des logements HLM sur les départements du Nord et du Pas-de-Calais. En effet, pour ce faire, cette entreprise a installé dans un immeuble test composé de 38 logements neufs une batterie de capteurs sur les divers équipements dont les compteurs d’eau, d’électricité et de gaz sans oublier les ascenseurs. Des capteurs ont également été déployés pour mesurer l’hygrométrie et la température.

Tous ces capteurs, qui ont été installé par Intent Technologies, un intégrateur spécialisé dans les applications de l'habitat intelligent, communiquent en M2M via le protocole M-Bus, ils communiquent également avec une box centrale équipé de plusieurs répéteurs qui alerte de tout dysfonctionnement. Une plate-forme permettant d’agréger toutes les données en temps réel a également été déployée par Intent Technologies. Ces données sont ensuite restituées par des algorithmes qui génèrent des alertes le cas échéant sur le suivi de la consommation d’énergie, la gestion de l’eau où tout simplement pour remonter des statistiques comme l’électricité et le gaz. Précisons que les données issues de l’électricité et du gaz étant nominatives, elles ne peuvent être stockées ou collectés, elles restent la propriété du locataire.

Un point de collecte unique

« Au travers de ce projet, nous avons tout centralisé pour plus de simplification et pour avoir aussi une vision globale de notre patrimoine avec l’historique des données. De ce fait, nous obligeons nos multiples fournisseurs qui gèrent l’eau ou les ascenseurs par exemple à venir opérer sur notre réseau. Notre démarche est de disposer d’architectures plus ouvertes, c’est, pour nous, un nouveau modèle économique et donc un vrai changement culturel. Les données sont partagées avec notre société, les fournisseurs et nos clients. Nous avons d’ailleurs déployé une GRC (ndlr : la solution E-deal installé par la SSII Almavia spécialisé dans la relation client) qui sert de passerelle entre la plateforme d’agrégation de données d’Intent Technologies et notre SI. L’objectif est d’être le plus réactif possible en cas d’alerte. Une fuite d’eau détectée et le plombier sera automatiquement avertit pour réparer la fuite », résume Stéphane Berriot.

Précisons que les données sont hébergées dans le cloud privé de la société Habitat du Nord. Ces données sont accessibles aux clients et à certains prestataires via un portail web ou par des messages en mode push (SMS, email). A court terme, Habitat du Nord envisage aussi de connecter les VMC pour optimiser leurs réglages et détecter d’éventuels problèmes moteurs ainsi que les poubelles pour en contrôler les entrées-sorties suivant le planning des prestataires. Notons enfin que l’objectif pour Habitat du Nord est, bien sûr, d’équiper tous les nouveaux logements de ces technologies et de ces dispositifs innovants.