L’Internet des objets (IoT) fait évoluer l’interaction entre les humains et les ordinateurs vers un cadre vaste et largement distribué. En connectant différents « objets » et « choses » — smartphones, éclairages, machines industrielles, objets connectés portés sur soi, capteurs à distance et objets physiques équipés d’étiquettes RFID — il devient possible de réaliser des avancées qui auraient semblé inimaginables il y a seulement quelques décennies.
L’IoT — terme générique désignant un vaste réseau d’appareils connectés — s’est imposé dans le monde de l’entreprise et dans la vie quotidienne. Il constitue désormais une infrastructure permettant des interactions homme-machine bien plus avancées. Il englobe aussi bien les thermostats domestiques et les objets connectés portés sur soi que les systèmes de suivi et les systèmes intelligents destinés à l’agriculture, aux bâtiments et même aux villes.
Aujourd’hui, pratiquement aucune technologie n’échappe au domaine de l’IoT. Véhicules autonomes, robots de fabrication, surveillance environnementale, suivi de la chaîne d’approvisionnement, systèmes de transport et dispositifs médicaux à distance ne sont que quelques-uns des secteurs profondément transformés par l’IoT.
L’opérateur de téléphonie mobile Ericsson rapporte qu’environ 29 milliards d’appareils IoT sont actuellement utilisés dans le monde. Les entreprises se tournent de plus en plus vers l’IoT pour stimuler l’innovation, réduire les coûts, améliorer la sûreté et la sécurité et favoriser une plus grande durabilité.
Sans surprise, la pandémie mondiale de COVID-19 a encore accéléré l’adoption des technologies IoT. Le besoin d’automatisation et de systèmes sans contact s’est multiplié. Cela inclut les infrastructures qui facilitent le télétravail, ainsi que divers scanners sanitaires, systèmes de recherche des contacts, dispositifs de collecte participative et paiements numériques. Utilisé efficacement, l’IoT met en place des systèmes et des infrastructures qui égalent ou dépassent les capacités humaines.
- Brève histoire de l’IoT
- Comment fonctionne l’IoT
- Les données, moteur de l’IoT
- L’IoT au service des entreprises
- Quel est le niveau de sécurité de l’IoT ?
- Questions éthiques et de confidentialité liées à l’IoT
- L’IoT : un monde connecté prend forme
Brève histoire de l’IoT
Dès les débuts de l’informatique, il est apparu clairement que les appareils et systèmes connectés apportaient de la valeur. Ils permettent aux machines et aux humains d’interagir de manière plus utile et productive. Les racines de l’IoT remontent à 1969, lorsqu’un groupe de chercheurs renommés a développé ARPAnet (précurseur de l’Internet actuel). Au cours des trois décennies suivantes, différents protocoles informatiques, réseau et sans fil ont commencé à se structurer — et à servir de fondations à l’IoT.
En 1999, Kevin Ashton from MIT a introduit le terme « Internet des objets ». À l’époque, le concept portait essentiellement sur les étiquettes RFID ajoutées à des objets physiques. Toutefois, après le début du siècle, deux événements se sont révélés déterminants. Au début des années 2000, Amazon a lancé AWS Cloud. Ce service fournissait une infrastructure agile et flexible pour collecter, gérer et partager les données. Six ans plus tard, Apple a commercialisé le premier iPhone. Celui-ci prenait en charge des applications sophistiquées et permettait une connectivité en temps réel permanente.
En 2008, l’IoT a franchi un cap. Le monde comptait alors davantage d’appareils connectés que d’habitants. Au cours des années suivantes, les progrès réalisés dans les capteurs, la connectivité et l’intelligence artificielle (IA) ont favorisé l’essor de solutions IoT toujours plus sophistiquées et faciles à utiliser. Parallèlement, des consortiums et des normes ont fait leur apparition, facilitant la maximisation de la valeur d’un monde connecté.
Ces dernières années, l’IoT a atteint sa maturité à une vitesse remarquable. Des capteurs et des micropuces conçus spécifiquement pour l’IoT ont fait leur apparition, les logiciels et l’IA/apprentissage automatique ont progressé et les fournisseurs ont lancé toute une gamme de solutions offrant des capacités plus robustes.
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Comment fonctionne l’IoT
Connecter une multitude d’appareils, bien que le concept semble simple, constitue un défi considérable. Les appareils IoT doivent fonctionner dans de nombreuses situations et configurations différentes. Ils doivent interagir avec d’autres technologies numériques ainsi qu’avec des systèmes existants, tout en s’appuyant sur différents standards et protocoles de communication. Dans de nombreux cas, les appareils IoT doivent prendre en charge plusieurs standards et protocoles.
Les fondations de l’IoT sont l’Internet Protocol (IP) et le Transmission Control Protocol (TCP). Ces standards — issus d’ARPAnet et faisant désormais partie de l’Internet et du Web — servent de protocoles sous-jacents pour établir une connexion virtuelle entre différents capteurs, appareils et systèmes.
Les appareils IoT se connectent à des passerelles IoT ou à des appareils edge qui collectent les données. L’IoT moderne se compose de sept couches fondamentales qui s’inscrivent dans un modèle Open Systems Interconnection (OSI). Il s’agit des couches suivantes :
- Couche physique
- Liaison de données
- Réseau
- Mécanisme de transport
- Couche session
- Couche présentation
- Applications logicielles
Les couches physique et liaison de données déterminent la manière dont les appareils se connectent à l’IoT. Cela peut inclure des câbles, le Bluetooth ou le Wi-Fi. La couche liaison de données identifie les appareils connectés au moyen d’une adresse de contrôle d’accès au support (MAC).
La couche réseau, également appelée couche Internet, achemine les paquets de données vers une adresse Internet Protocol (IP). Aujourd’hui, Internet Protocol version 6 (IPv6) offre des fonctions avancées d’identification et de contrôle du réseau qui permettent à l’IoT de fonctionner.
La couche transport prend en charge les communications de bout en bout entre un groupe d’appareils IoT et d’autres systèmes. Elle accroît la fiabilité, réduit la congestion et garantit que les paquets arrivent intacts et dans le bon ordre.
Les couches session, présentation et application gèrent la messagerie entre applications et l’échange de données.
Les fournisseurs et autres acteurs utilisent un large éventail de protocoles IoT pour répondre aux besoins spécifiques de chacune de ces couches. Il s’agit notamment de différentes technologies de communication telles que la 5G et le LTE, le Bluetooth, la communication en champ proche (NFC), les réseaux locaux (LAN), le RFID, le ZigBee, le Wi-Fi, les réseaux étendus à faible puissance (LPWAN), les réseaux étendus (WAN) et les réseaux métropolitains (MAN).
Chacune de ces technologies offre des fonctionnalités différentes. Par exemple, le RFID permet de fixer une puce de suivi à un objet physique — depuis un dispositif médical dans un hôpital jusqu’à une palette contenant des produits alimentaires ou des médicaments. ZigBee et un protocole similaire appelé Z-Wave utilisent un réseau maillé pour transmettre des données, même lorsqu’une connexion cellulaire ou filaire n’est pas disponible.
Cependant, il est souvent possible de relier et de combiner différentes technologies, telles que le Bluetooth Low Energy, Z-Wave et 804.15.4, grâce à IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN), une norme ouverte qui prend en charge les communications radio basse consommation avec Internet.
Une grande partie des données collectées par les appareils IoT est diffusée vers le cloud ou gérée dans des systèmes Edge et Fog, qui peuvent stocker les données et parfois les traiter à distance d’un serveur central ou du cloud. Ce modèle permet d’introduire des fonctionnalités en temps réel bien plus avancées, nécessaires à des systèmes tels que les jumeaux numériques, la fabrication intelligente et les villes intelligentes.
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Les données, moteur de l’IoT
Au cœur de l’IoT se trouve un système de détection. Les « yeux, oreilles, nez et doigts » de ce monde connecté résident dans divers appareils, capteurs et puces. Ils collectent les données qui alimentent l’analyse, l’automatisation, l’IA et d’autres fonctions. Les capteurs IoT actuels peuvent détecter les déplacements et les mouvements, la température, la pression, les concentrations de gaz et de produits chimiques, les champs magnétiques et électriques, la lumière, le son et bien plus encore.
Il devient ainsi possible, par exemple, de déterminer quand un pont ou un tunnel nécessite des réparations, comment optimiser les performances d’un réseau de métro ou de trains et quand un événement précis s’est produit. Dans ce dernier cas, un détecteur de mouvement peut activer une caméra de sécurité si quelqu’un pénètre dans une zone non autorisée.
L’IoT peut également contribuer au maintien en fonctionnement des machines, favoriser la santé connectée, améliorer la visibilité sur la chaîne d’approvisionnement, personnaliser les contenus médias et aider à gérer les infrastructures et les équipements, tels que les réservoirs de stockage et les véhicules de transport.
Toutes les données collectées par les capteurs peuvent également révéler des schémas et des tendances qui échappent à l’œil et à l’esprit humains. Par exemple, l’IoT peut aider une société émettrice de cartes bancaires à détecter la fraude, permettre à un fabricant de glaces de savoir quelles saveurs sont les plus populaires selon les régions et aider un professionnel de santé à repérer les facteurs qui contribuent aux maladies.
Les prévisions météorologiques sont devenues bien plus précises ces dernières années grâce aux stations météo connectées, qui fournissent des données à l’échelle de chaque pâté de maisons. Dans de nombreux cas, les particuliers et les entreprises installent des stations météo connectées, puis l’IoT agrège les données et les utilise pour produire des prévisions plus précises. Ces données sont utiles aux agriculteurs, aux importateurs, aux entreprises de logistique et à bien d’autres acteurs.
La géolocalisation est un facteur essentiel pour relier tous les éléments de données. Elle permet de comprendre les données plus en profondeur — et dans leur contexte — mais elle rend également possibles des fonctionnalités plus avancées qui permettent à un système de péage E-ZPass ou à une entreprise comme Lyft d’opérer sa magie. Les possibilités sont presque infinies. Identifier des voitures, des scooters ou des polluants, et superposer des services, des paiements et des solutions devient soudain possible grâce aux données de géolocalisation de l’IoT.
Bien sûr, un point essentiel pour les organisations qui cherchent à tirer le meilleur parti de l’IoT consiste à garantir l’exactitude des données. L’un des principaux défis concerne la manière dont les données sont combinées — et les données à exclure. Les data scientists doivent s’assurer que les logiciels et autres outils extraient les bonnes données au bon moment, les ordonnent correctement et les combinent de façon à produire des résultats pertinents.
Lorsque les données sont assemblées et ordonnées correctement, il devient possible d’obtenir des instantanés très détaillés des actions, des mouvements, des événements, des comportements et des conditions. Cela peut aider les entreprises à élaborer des modèles de tarification plus souples et dynamiques, des dispositifs de maintenance prédictive très précis, des stratégies d’approvisionnement et des chaînes logistiques plus intelligentes, et bien plus encore. À mesure que les organisations découpent, transforment, traitent et analysent toutes ces données — souvent au moyen de techniques d’apprentissage automatique (ML) et d’apprentissage profond (DL) — elles obtiennent des informations, des connaissances et des enseignements précieux.
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L’IoT au service des entreprises
Selon le Forum économique mondial, l’IoT fait partie de la quatrième révolution industrielle. La convergence de différentes technologies numériques rend possibles l’agriculture de précision, les usines intelligentes, les jumeaux numériques, les véhicules et robots entièrement autonomes, les entrepôts et magasins d’alimentation automatisés, ainsi que des modèles économiques entièrement nouveaux, qui n’étaient pas envisageables avant l’existence de l’IoT.
Les jumeaux numériques constituent une solution particulièrement convaincante. Ces systèmes — qui extraient généralement des données de bâtiments, de routes, de réservoirs de stockage, de moteurs, d’équipements de fabrication, de produits et de nombreuses autres sources — créent des modèles virtuels, ou « jumeaux », de produits, services et systèmes réels. Dans cet espace simulé, il est possible d’explorer différentes options et différents scénarios, et de comprendre les performances et les résultats possibles à un niveau bien plus approfondi.
En se connectant à un ensemble croissant de standards, de protocoles et d’API, les systèmes IoT peuvent se connecter et s’interconnecter de manière toujours plus sophistiquée. Il est possible de s’appuyer sur des plateformes technologiques plus vastes qui se croisent avec l’IA et l’automatisation. De plus en plus, des fournisseurs tels qu’AWS, Google, Cisco, Microsoft, IBM, SAP et d’autres proposent des plateformes IoT et Industrial IoT (IIoT) qui combinent différentes fonctions et offrent des capacités prêtes à l’emploi.
Ces plateformes de fournisseurs intègrent désormais des outils hautement intégrés pour le provisionnement automatique, la collecte de données, le stockage dans le cloud et en périphérie, la gestion à distance des appareils, l’analyse et l’apprentissage automatique, l’application des politiques et la sécurité. Nombre de ces systèmes sont hautement évolutifs et beaucoup incluent des modèles et des fonctions conçus pour des secteurs spécifiques, tels que la fabrication, la santé, la finance et les transports.
Cela ouvre la voie à des gains potentiels dans plusieurs domaines : sécurité des travailleurs, disponibilité de la production, qualité des produits, conformité réglementaire, efficacité opérationnelle, sécurité physique et bien plus encore. Ensemble, l’IoT et l’IIoT peuvent donner une visibilité sur des conditions qui s’étendent au-delà de l’entreprise.
Aujourd’hui, les plateformes IoT constituent une ressource précieuse pour les petites comme pour les grandes entreprises. Elles réduisent — et, dans certains cas, éliminent — la nécessité de bâtir une infrastructure IoT à partir de zéro et d’affecter des ressources humaines et financières à la maintenance et à la mise à jour d’une infrastructure technologique et commerciale connectée.
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Quel est le niveau de sécurité de l’IoT ?
Une vérité dérangeante est que l’IoT n’est pas sécurisé par nature. Comme il se compose d’un assemblage disparate de protocoles, de standards et de fournisseurs, toute entreprise qui s’aventure dans un monde hautement connecté doit prendre de nombreuses précautions et mettre en place des protections solides. De plus, à mesure que les organisations accumulent de grands nombres d’appareils IoT — parfois jusqu’à plusieurs millions — les défis de sécurité se multiplient.
Ce n’est un secret pour personne : les fuites de données et les attaques par rançongiciel ont atteint des proportions épidémiques. Pendant la pandémie, le problème s’est aggravé. À mesure que les appareils connectés se multiplient, les failles et les défaillances potentielles augmentent. Pour ne rien arranger, les outils de sécurité classiques ne protègent pas nécessairement les appareils et les données IoT.
Une partie du défi de sécurité tient également à la manière dont les appareils IoT sont conçus — et au système d’exploitation et aux logiciels qu’ils utilisent. Malheureusement, les fournisseurs d’équipements recourent souvent à des standards BIOS et de systèmes d’exploitation anciens, qui ne sont pas adaptés à l’environnement actuel. Beaucoup ne fournissent pas non plus régulièrement les correctifs et mises à jour nécessaires pour remédier aux failles de sécurité et autres problèmes.
D’ores et déjà, des cybercriminels ont pris le contrôle de babyphones connectés à Internet, de réfrigérateurs et de téléviseurs intelligents, et ont obtenu accès à des automobiles et à des dispositifs médicaux.
En définitive, la sécurité de l’IoT doit couvrir trois domaines principaux :
Authentification
L’authentification des appareils repose de plus en plus sur des protocoles tels que X.509, qui vérifient les appareils, les passerelles, les utilisateurs, les services et les applications. Le standard cryptographique X.509 utilise des certificats de clé publique auto-signés ou signés par une autorité, qui valident les identités sur un réseau.
Chiffrement
Le chiffrement englobe généralement le standard de chiffrement réseau Wireless Protection Access 2 (WPA2).
Protection des ports
Les techniques de protection des ports consistent à désactiver les ports qui ne sont pas nécessaires au fonctionnement d’un appareil IoT ou à veiller à ce qu’ils soient protégés par un pare-feu.
Heureusement, un nombre croissant de fournisseurs se spécialisent dans la sécurité de l’IoT. Ils proposent une sécurité plus intégrée et rationalisée pour ce monde professionnel hautement connecté.
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Questions éthiques et de confidentialité liées à l’IoT
La confidentialité et l’éthique font également l’objet d’une attention croissante. À mesure que les données deviennent plus connectées — et interconnectées — les défis et les risques augmentent. Le Règlement général sur la protection des données (RGPD) de l’Union européenne, entré en vigueur en 2018, a instauré des règles, des réglementations et des sanctions strictes pour les organisations qui traitent des données concernant des citoyens européens.
En 2020, la Californie a adopté une nouvelle loi, Loi californienne sur la protection de la vie privée des consommateurs (CCPA), qui oblige les fabricants à intégrer des fonctionnalités de sécurité « raisonnables » dans les appareils IoT. Elle a également instauré des normes pour les entreprises exerçant leurs activités en Californie, ainsi que des sanctions en cas d’infraction et de violation de données. Une infraction majeure peut entraîner des amendes de 2 500 à 7 500 dollars US par infraction, ainsi que des poursuites engagées par le bureau du procureur général de Californie.
Les préoccupations ne s’arrêtent toutefois pas aux lois et aux réglementations. Les experts de la protection de la vie privée et une part croissante du public s’expriment de plus en plus ouvertement sur la manière dont les données de reconnaissance faciale, les données de santé et d’autres formes de données IoT sont collectées et utilisées. Les entreprises qui s’appuient sur l’IoT doivent donc examiner attentivement plusieurs domaines et outils clés, notamment :
- Personnalisation des données
- Désidentification et réidentification des données
- Persistance des données
- Stockage et conservation des données IoT
Voir aussi : Guide de la transformation numérique : définition, types et stratégie
L’IoT : un monde connecté prend forme
Rester en retrait et attendre que l’IoT arrive à maturité n’est plus une option viable pour la plupart des organisations. L’IoT et l’IIoT sont déjà là et constituent des outils précieux pour les entreprises de toutes tailles et de tous secteurs. Des secteurs aussi variés que la finance, l’industrie manufacturière, l’agriculture, la construction, l’énergie, les transports et la santé connaissent d’énormes transformations grâce aux technologies connectées.
Le cabinet de conseil McKinsey & Co. indique que le nombre mondial d’appareils connectés à l’IoT devrait atteindre 43 milliards d’ici 2023, soit une multiplication par près de trois par rapport à 2018. Le cabinet souligne également que l’IoT est un facteur de plus en plus déterminant pour distinguer les entreprises qui excellent, se développent et génèrent de nouvelles sources de revenus.
De plus, les technologies de capteurs et les autres composants de l’IoT deviennent moins chers et nettement plus puissants. Lorsque les organisations associent ces composants à de puissantes technologies 5G, cloud, edge et fog, la puissance de l’IoT se démultiplie encore — tout comme sa valeur pour les organisations. L’ajout de réalité augmentée, de réalité virtuelle, de robotique et de diverses formes d’IA donne souvent naissance à de nouveaux modèles économiques particulièrement prometteurs.
Les opportunités ne s’arrêtent pas aux quatre murs de l’entreprise. Le Forum économique mondial a constaté que 84 % des déploiements IoT existants répondent aux objectifs de développement durable des Nations unies, ou peuvent contribuer à les faire progresser. À mesure que les organisations élaborent et développent des programmes de durabilité et visent des objectifs ambitieux de réduction de leurs émissions de carbone, l’IoT jouera un rôle crucial dans la mesure des progrès, l’identification des lacunes et l’atteinte des objectifs.
Il ne fait aucun doute que l’IoT est au cœur de tout, alors que les entreprises cherchent à se moderniser et à tirer parti de l’innovation, de la réduction des coûts, de nouvelles fonctionnalités et de nouveaux services, ainsi que de meilleures interactions avec leurs partenaires commerciaux et leurs clients. En définitive, l’IoT est une affaire d’argent — et de bon sens commercial. Les entreprises qui l’exploitent efficacement bénéficient d’innovations et de transformations à une échelle jusqu’alors impossible. Elles réalisent tout le potentiel de la transformation numérique.
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