IOT : quel est le rôle des réseaux LPWA dans le socle smart ?

La motivation est aujourd’hui double pour les territoires, urbains et ruraux, de prendre le chemin de la transformation numérique. D’abord vis-à-vis des services publics que les collectivités administrent, le numérique représente une opportunité de rationalisation, de désilotage et d’efficacité, tant sur le plan de l’exploitation que sur le plan financier.

Ensuite, il ouvre la porte à de nouveaux services aux citoyens pour améliorer le bien-être social (social welfare). Entre modernisation des services publics et proposition de services connectés aux citoyens, les compétences territoriales concernées sont multiples : environnement et gestion des déchets, voirie et mobilité, santé et action sociale, culture et patrimoine, énergie, sécurité, etc. Les innovations qui peuvent être recensées dans chacune de ces verticales sont nombreuses.

Néanmoins, la multiplicité des services innovants envisageables ne doit pas occulter le besoin d’infrastructures sans lesquelles aucun ne pourrait être mis en œuvre. Après avoir été acquise, l’information brute doit être transmise jusqu’à un organe de traitement de données qui produit à proprement parler le service attendu. Cette chaîne de valeur est rendue possible par des équipements qui composent la notion de « socle smart », portée par Tactis. Le socle smart se compose :

• des capteurs et objets connectés associés à la Smart City/Smart Territoire,
• de l’ensemble des solutions de connectivité filaire ou hertzienne de ces capteurs mais aussi des autres points à connecter,
• des infrastructures d’hébergement de données et de puissance de calcul (Data Center).

Parmi les besoins de connectivité deux sortes d’usages se distinguent. D’une part les besoins de connectivité à bon et haut débit, et d’autre part à bas débit. Les besoins en haut débit sont typiquement ceux de la vidéoprotection ou des infrastructures de recharges de véhicules électriques (IRVE), qui peuvent être satisfaits par connexion filaire ou hertzienne en 3G ou 4G. De l’autre côté, les cas d’usage bas débit sont ceux des capteurs de comptage de véhicules ou de mesure de la qualité de l’air par exemple, auxquels répondent les réseaux radio dits LPWAN, pour low power wide area network.

Les capteurs qu’adressent les technologies LPWAN sont caractérisés par des données mesurées simples qui n’exigent qu’une connexion bas débit, et par une faible consommation d’énergie qui leur confère une autonomie de 5 à 10 ans. Les données des capteurs transitent sur les réseaux LPWA pour être collectés par des applications qui leurs donnent du sens et de la valeur.

La connectivité LPWAN répond à un grand nombre de cas d’usage de Smart City et de Smart Territoires, et représente donc une brique incontournable du socle smart d’un territoire. Le périmètre de couverture d’une antenne (ou concentrateur, ou gateway) est très large par définition, ce qui représente un des principaux avantages de ces solutions, peu exigeantes en quantité d’infrastructures relai.

Les technologies LPWAN se distinguent en deux principales catégories : les réseaux cellulaires qui reposent sur des antennes 4G, et les réseaux non cellulaires parmi lesquels on retrouve très majoritairement les technologies dans la bande ISM (868 MHz en Europe) LoRa et Sigfox, mais aussi sur d’autres bandes de fréquences telles que la 169 MHz (Wize Alliance).

La technologie LPWAN cellulaire qui se répand le plus aujourd’hui est la technologie NB-IoT. Sa principale concurrente est la technologie LTE-M (et ses déclinaisons LTE-Cat1, LTE-Cat2). Les technologies cellulaires donnent aux antennes 4G déjà présentes sur le territoire la capacité de collecter des données en provenance d’objets connectés utilisant les protocoles en question, au moyen d’une simple mise à jour de l’antenne. Ce sont donc naturellement les opérateurs téléphoniques qui développent des offres sur ces technologies. En France, SFR dispose d’une offre NB-IoT, et Orange LTE-M.