IoT MAKE SENCE
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Les objets sont capables de monitorer et d’agir sur leur environnement. Ils échangent des informations avec le cœur du réseau et peuvent ainsi créer de l’intelligence. Il peut s’agir de capteurs à faible coût pour la surveillance de l’environnement ou de micro-drones autonomes pour explorer les bâtiments. L’IEMN dispose d’une grande expertise et d’un savoir-faire dans le domaine des composants individuels pour les capteurs, des actionneurs, du traitement du signal, des systèmes de communication, de collecte et de stockage d’énergie. Il peut ainsi proposer des solutions innovantes pour la collecte et l’usage de l’information. Ce projet phare vise à rassembler ces compétences pour réaliser des nœuds interagissant avec l’environnement et les humains, intelligents, fiables, faciles à déployer et autonomes. Ils pourront aider à relever les défis sociétaux, actuels et futurs.
Le développement des objets connectés doit répondre à trois défis clefs :
(a) le matériel : des systèmes permettant un monitoring efficace de l’environnement dans sa gestion de l’information et de l’énergie, intégrant tous les enjeux associés à l’autonomie (consommation, déplacement). L’IEMN propose des solutions innovantes sur les capteurs, les actuateurs et peut les mettre en œuvre dans des prototypes.
(b) l’information : une fois récupérés, l’information doit être traitée et communiquée pour être utile et répondre à sa fonctionnalité. L’IEMN dispose d’équipes travaillant au traitement de l’information au sein des objets connectés et aux solutions de connectivité.
Enfin, (c) l’environnement : la démarche de déploiement des nœuds interconnectés doit s’inscrire elle aussi dans une logique d’auto-suffisance avec son contexte. Ainsi, l’ensemble de ces recherches doit prendre en compte les limites de terrains, particulièrement centré sur des procédés et cout de fabrication de technologie à la fois (1) durable, (2) à faible empreinte environnementale et (3) socialement acceptable.
Adresser ces trois objectifs est clef si l’on veut voir se déployer un internet des objets de long terme et bénéfique pour l’humain.
Le développement de l’IoT (Internet of Things) ne pourra se faire qu’à trois conditions ; la fonctionnalité est assurée avec une grande fiabilité ; les objets ne nécessitent pas de maintenance (la consommation énergétique en particulier est critique) ; leur impact environnemental est bénéfique. Pour atteindre ces objectifs, il est indispensable d’allier les développements matériels de composants nouveaux et les solutions immatérielles (traitement et communication de l’information). Ces deux aspects constituent les défis clés qu’adresse l’IEMN. Au-delà des composants et des solutions matérielles et logicielles de traitement et de communication de l’information, l’IEMN est aussi en mesure de réaliser des prototypes complets des nœuds, pouvant ainsi associer les innovations issues de plusieurs activités de recherche distinctes.
Défi clé n° 1 : Le matériel
Un objet connecté est avant tout un objet physique constitué de composants et nécessitant de l’énergie pour générer/traiter/utiliser de l’information. Ces objets doivent être conçus pour être à la fois efficace, peu énergivore, si possible peu chers, recyclables ou biodégradables mais également adaptés à leur contexte d’usage (poids/taille par exemple). Ces contraintes sont souvent contradictoires et de
nouveaux concepts sont nécessaires pour des capteurs plus sensibles, plus spécifiques, plus légers et plus petits. L’énergie est un élément clé (récupération, stockage) mais traitée à part dans le flagship Energy. Il est également crucial de tester les composants nouveaux dans un environnement réaliste, sinon réel, de test et donc de prototyper des nœuds complets.
Défi clé n° 2 : L’information
L’information collectée par le capteur doit être traitée et communiquée pour que la fonction cible du capteur ou de l’actuateur puisse être réalisée, en particulier dans le cadre d’objets extrêmement contraints en énergie. Il est essentiel d’être parcimonieux dans l’échange des données. Une première étape est d’analyser les données au sein du nœud (Near-sensor computing) pour identifier l’information utile. Les faibles ressources embarquées nécessitent des recherches sur des architectures innovantes pour extraire les informations significatives des données brutes en consommant peu (lien flagship Neuromorphic Technologies). Ensuite, le nœud doit être connecté avec des communications ultra-basse consommation, éventuellement en environnement difficile (liquide, catastrophes naturelles, zones ultra-denses). La miniaturisation, la consommation d’énergie de la radio (niveau physique et niveau protocole), la fiabilité sont clefs dans des environnements et des cadres applicatifs très variables. La sobriété numérique requiert également de s’interroger sur le sens et l’utilité de l’information transmise.
Défi clé n° 3 : L’environnement
Pour réellement évaluer les performances de nœuds intégrants des capteurs ou actionneurs nouveau ou d’une solution de communication ou traitement de l’information innovante, un autre défi est de déployer ces nœuds en condition réels. Cela requiert des travaux interdisciplinaires, aux interfaces de différentes technologies, et de s’appuyer sur les forces de prototypage de l’IEMN explosant la technologie aux enjeux environnementaux dépassant l’échelle du laboratoire (empreinte environnementale, acceptabilité sociétale, cycle de vie). Pour cela, ce défi s’appuie sur trois enjeux : Les cycles de vie (durée d’autonomie, stabilité en contraintes environnementales), l’empreinte environnementale (sources des matériaux, recyclabilité, impactes écologiques locaux et globaux) et l’acceptabilité sociétale (les aspects intrusifs du matériel, la vulnérabilité des données dans le nœud sur son réseau).
