Solutions IoT : applications et méthodologie pour un déploiement réussi

L'IoT (Internet of Things) ne se résume pas à de simples objets connectés. Derrière ce terme se cachent des architectures complexes conçues pour répondre à des enjeux métier précis : réduire les consommations énergétiques, optimiser la production, se conformer à des obligations réglementaires, piloter le confort des occupants… Cet article vous donne une vision structurée des solutions IoT et de leurs applications pour les entreprises et les collectivités.

Qu'est-ce qu’une solution IoT ?

L’IoT (Internet des Objets en français) est à la fois un concept et un écosystème technologique, qui permet de connecter des objets physiques (capteurs, appareils, machines) à internet pour transmettre des données.

C’est la technologie qui fait le pont entre le monde physique et le monde numérique. Autrement dit, l’IoT collecte des données issues de multiples sources et les transmet à un logiciel afin de les analyser.

Son principal atout : l’IoT permet d’optimiser cette collecte de données en connectant tous les équipements physiques qui échappaient jusqu’alors aux systèmes informatiques (valeurs analogiques, température, qualité de l’air, détection de présence…).

Il existe une grande variété de solutions IoT, toutes conçues pour répondre à des besoins précis. En d’autres termes, chaque solution est adaptée aux contraintes et aux objectifs d'un secteur ou d'un usage spécifique.

Exemple concret : une collectivité gère une vingtaine de bâtiments publics (écoles, gymnases, mairie...). Des capteurs IoT sont installés sur les compteurs de chaleur et d'électricité ainsi que des sondes de température/hygrométrie dans les salles sujettes à l'inconfort hivernal ou estival. Le responsable énergie peut alors mieux piloter la performance et le confort des sites, et choisir les travaux à réaliser en priorité.

Quelles sont les différentes applications de l’IoT ?

On retrouve aujourd'hui l’IoT dans des contextes très variés mais portés par la même logique : collecter des données de terrain pour suivre et améliorer l’efficacité opérationnelle.

Les grandes familles de solutions IoT actuellement déployées en entreprise ou en collectivité couvrent notamment :

• La performance énergétique dans tous les secteurs d’activité : monitoring des consommations (électricité, gaz, eau, fioul), détection d'anomalies, conformité réglementaire ;
• L'industrie et le manufacturing : supervision de chaînes de production, maintenance prédictive, contrôle qualité automatisé, traçabilité des flux ;
• Le bâtiment tertiaire et le smart building : gestion technique du bâtiment (GTB), pilotage du chauffage, de la ventilation et de l'éclairage, suivi des accès et de l'occupation des espaces ;
• La logistique et la supply chain : suivi de flotte, traçabilité des marchandises, gestion des entrepôts ;
• L'agriculture de précision : pilotage de l'irrigation, surveillance des conditions climatiques, suivi des équipements agricoles ;
• La santé et les équipements médicaux : monitoring de patients, maintenance des dispositifs médicaux connectés ;
• Les infrastructures urbaines et de transport : gestion de l'éclairage public, suivi de la qualité de l'air, gestion du trafic, recharge des véhicules électriques ;
• Etc.

L’IoT au service de la performance énergétique

Parmi ces applications, la performance énergétique occupe une place croissante, portée par une pression réglementaire de plus en plus forte sur les entreprises et les collectivités.

Les textes se succèdent et se renforcent :

• Le décret Tertiaire impose à certains bâtiments du secteur tertiaire de réduire drastiquement leurs consommations énergétiques dès 2030 ;
• Le décret BACS exige quant à lui l'installation de systèmes d'automatisation et de contrôle sur les bâtiments tertiaires dépassant certains seuils de puissance ;
• La loi DDADUE oblige certaines entreprises à réaliser un audit énergétique régulier ou à mettre en place un Système de Management de l'Énergie (SMEn), selon leur profil de consommation ;
• La CSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive) impose aux grandes entreprises européennes de publier des données fiables sur leurs consommations d'énergie et leurs émissions de gaz à effet de serre ;
• La réglementation QAI impose une surveillance régulière de la qualité de l’air intérieur dans certains établissements recevant du public (mesurable grâce à l’IoT) ;
• Etc.

Dans ce contexte, les technologies IoT permettent d’assurer un suivi fiable des performances énergétiques, pour le secteur tertiaire comme pour les industriels. On parle alors de monitoring énergétique. L’analyse des données collectées permet notamment d'identifier les gisements d'économies et de produire les reportings exigés par les différentes réglementations.

Les sources de données mobilisées dans le cadre d'un monitoring énergétique sont multiples :

• Compteurs d’énergie et de fluides (gaz, électricité, fioul, eau…) ;

• Capteurs physiques (température, dioxyde de carbone, humidité, valeurs analogiques, présence…) ;

• Équipements de terrain (automates, actionneurs…) ;

• Etc.

Les composants d’une solution IoT complète

Une solution IoT performante repose sur trois couches technologiques complémentaires, qui doivent être conçues et intégrées de façon cohérente :

1. Les capteurs IoT : ils mesurent les grandeurs physiques du terrain et les convertissent en données numériques exploitables. Le choix des capteurs dépend des données à collecter et des contraintes d'installation (accessibilité, alimentation, environnement), mais aussi de la précision requise.
   
   
2. Le réseau IoT : il assure le transport des données entre les capteurs et la plateforme de traitement. Plusieurs technologies coexistent : sans fil (LoRaWAN, Sigfox, LTE-M, NB-IoT) ou filaires (Modbus, M‑Bus, BACnet) sont souvent combinées sur un même site. Le choix du réseau est réalisé au moment de la conception de l’architecture IoT, selon les besoins et les infrastructures de communication déjà présentes sur site.
   
   
3. La plateforme IoT (logiciel) : elle agrège tous les flux de données et les restitue sous forme d'indicateurs exploitables : tableaux de bord, courbes de tendance, alertes, rapports réglementaires… Elle est généralement mise en place et configurée par le bureau d’études ayant conçu l’installation, en partenariat avec des entreprises spécialisées dans l’IoT .

Le logiciel DeltaConso Expert est conçu pour s’interfacer avec les réseaux IoT et en exploiter les données, quelle que soit la nature des appareils de mesure ou des protocoles de communication utilisés. L’ensemble des informations est ainsi centralisé dans un tableau de bord unique, pour permettre un pilotage global des performances du site.

Comment construire une solution Internet des Objets sur-mesure ?

Chez Akéa Énergies, bureau d'étude IoT spécialisé dans la performance énergétique, et créateur du logiciel DeltaConso Expert, notre méthodologie repose sur un cycle simple. Cette dernière est adaptée aussi bien aux petites installations qu’aux projets territoriaux ou multi-sites. Elle se résume en 5 grandes étapes.

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1. Analyse et cadrage du projet

Tout projet IoT commence par une phase de diagnostic. Cette étape consiste à réaliser un audit technique et fonctionnel complet du site :

• État des lieux de l’existant ;
• Inventaire des usages et contraintes ;
• Recensement des équipements à instrumenter ;
• Cartographie des infrastructures de communication déjà présentes (réseaux IP, GTB, IoT, réseaux et concentrateurs sans-fil) et identification des lacunes ;
• Etc.

C'est aussi à ce stade que se définissent les objectifs du projet et les indicateurs à suivre.

2. Conception de l’architecture IoT et choix des technologies

Il faut ensuite choisir les données à récolter, et donc les emplacements optimaux des points de mesure. Un plan de comptage définit pour chacun d’entre eux, le type d’instrument adapté ainsi que la technologie de communication retenue.

À ce stade, il est important de trouver le juste équilibre entre :

➖ Trop peu d’instruments de mesure : cela ne permettra pas d’obtenir une vision suffisamment détaillée de la performance ;

➕ Trop d’instruments de mesure : cela risque d’engendrer un surcoût d’installation et de maintenance, ainsi qu’une quantité excessive de données, ce qui peut compliquer l’analyse.

C’est aussi à cette étape qu’est réalisée la conception de l’architecture IoT et de ses différents éléments (capteurs, passerelles, logiciel). Le bureau d’études IoT définit également les formats de données, les protocoles d’échange et les règles d’intégration entre les instruments de mesure, les passerelles et la plateforme de monitoring. C’est une étape charnière car une architecture mal dimensionnée ou insuffisamment documentée risque d’entraîner des pertes de données ou des incompatibilités entre les différents équipements.

Bon à savoir : il est courant de démarrer avec un niveau de granularité limité, centré sur les usages les plus significatifs, puis d’affiner progressivement le dispositif à mesure que les premiers résultats révèlent de nouveaux gisements d’analyse.

La sécurité et la souveraineté des données se décident elles aussi dès la phase de conception. Chiffrement des communications (TLS/mTLS), cloisonnement des accès, choix du lieu d'hébergement… chaque décision prise à ce stade conditionne le niveau de protection de l'ensemble du système. En outre, pour les acteurs du tertiaire et les collectivités, un hébergement en France ou dans l'Union européenne (conforme au RGPD) constitue souvent un prérequis, voire une obligation pour les données sensibles du secteur public.

Le logiciel DeltaConso Expert héberge l'ensemble des données en France, garantissant leur souveraineté et leur conformité au RGPD.

3. Déploiement et intégration

Les instruments de mesure sont posés, raccordés et paramétrés conformément au plan de comptage établi. Le réseau de communication est déployé (installation des différents équipements et configuration des passerelles, réseaux et points d’entrée).

Les données collectées sont ensuite importées dans le logiciel IoT, qui agrège l’ensemble des flux de données. Cette étape consiste à paramétrer les graphiques et rapports personnalisés selon les besoins de chaque profil utilisateur.

1 700 000 données IoT intégrées par mois

4. Validation et mise en service

Une fois le déploiement terminé, des tests fonctionnels sont réalisés afin de vérifier que :

• Les mesures sont cohérentes au vu des données attendues ;
• L’horodatage est valide sur chaque point ;
• Les flux de données sont stables dans le temps.

En cas d’anomalie, des corrections sont apportées avant toute exploitation analytique.

C’est une étape indispensable pour s’assurer de la qualité et de la cohérence des mesures remontées. Elle requiert une expertise technique pointue, assurée chez Akéa Énergies par nos équipes d’ingénieurs en interne.

5. Accompagnement et évolution

Le système entre ensuite dans sa phase d’exploitation. Les données sont collectées de manière automatique et sont transmises en temps réel (ou à intervalles réguliers) à la plateforme IoT.

En général, cette dernière étape inclut la formation des équipes au management énergétique, ainsi qu’un accompagnement à la prise en main du logiciel. Cela permet aux utilisateurs de s’approprier l’outil et de comprendre le suivi des différents indicateurs.

Un support technique assure également la mise à jour des codecs, des schémas et dashboards au fil de l'évolution du parc de capteurs. Ce suivi permet aussi de faire évoluer l’architecture IoT en fonction des besoins (ajout de sites, de capteurs, d’API…).

Facile à prendre en main, le logiciel DeltaConso Expert centralise et valorise l'ensemble des données issues des infrastructures IoT, pour fournir aux entreprises et collectivités une vision globale de leurs performances.