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L’Internet des objets

 | 
Pierre-Jean Benghozi
, 
Sylvain Bureau
, 
Françoise Massit-Folléa

L'internet des objets

Chapitre 3

Évolutions techniques de l’internet des objets

Texte intégral

1Même si de nombreux progrès ont été réalisés, avant de pouvoir utiliser l’IdO comme l’internet il reste encore un certain nombre de points à résoudre. Dans ce chapitre, nous listerons dans la première partie les principales nouveautés technologiques qui limitent le développement de l’IdO, puis nous aborderons les problématiques de concurrence entre technologies (deuxième partie) mais aussi les principales démarches de standardisation en cours (troisième partie).

Principaux besoins technologiques

2Trois enjeux majeurs se posent actuellement  : améliorer la performance des solutions, permettre une meilleure interopérabilité des systèmes en garantissant un niveau de sécurité optimal et enfin concevoir une gestion efficiente des données.

Garantir la performance des solutions en contexte d’usage

  • 1 Van Liehout, M., Grossi, L., Spinelli, G., Kool, L., Pennings, L., Stap, R., Veugen, T., van der Wa (...)

3Il faut distinguer trois types de performance pour bien comprendre les problématiques actuelles  : premièrement, la performance technique pure dans un cadre de laboratoire, deuxièmement, la performance technique dans un environnement réel, et troisièmement, l’équation technico-économique de la solution. Sur le premier aspect, les progrès ont été tout à fait impressionnants depuis quelques années. Ainsi, il est désormais possible de trouver des solutions RFID qui fonctionnent même immergées dans l’eau (grâce notamment aux technologies NFC – Near Field Communication – et aux ultra-hautes fréquences) ou dans des environnements très métalliques1. De la même façon, les distances de lecture et les taux de lecture ont considérablement augmenté depuis une décennie. Enfin, la consommation d’énergie requise par les solutions RFID a nettement diminué, même si sur ce point d’énormes progrès restent encore à accomplir pour obtenir des dispositifs qui fonctionnent sur la longue durée et avec un impact écologique faible (cette question est tout particulièrement sensible pour les puces actives ou semi passives).

  • 2 Van der Togt, R., et al. (2008 : 2884-2890).

4À l’inverse, la fiabilité des solutions dans certains contextes d’usage complexe reste à améliorer. Pour ne donner qu’un exemple, une recherche menée par un laboratoire de l’université d’Amsterdam a récemment montré que les radiofréquences émises par les solutions RFID pouvaient produire des interférences portant atteinte au bon fonctionnement de certains dispositifs médicaux critiques tels que les pacemakers, les ventilateurs ou encore les appareils utilisés pour les dialyses2.

  • 3 Une solution est de transformer une puce active ou semi-passive en puce passive si la batterie est (...)

5Enfin, les solutions qui fonctionnent avec une grande fiabilité restent trop chères pour permettre une large diffusion. Il est bien sûr possible de trouver des puces RFID passives à moins de 10 centimes d’euros sur le marché, mais elles ne seront dotées ni d’un système très sécurisé, ni d’un taux de lecture performant. Pour favoriser une diffusion rapide, il faut donc concevoir des solutions qui respectent mieux les équations technico-économiques des industriels, car à ce jour le coût de changement est souvent trop lourd à supporter. Concrètement, il faudra réussir à produire des solutions moins onéreuses, non seulement au niveau des puces mais aussi de l’ensemble des composants du système (lecteurs, antennes, middlewares, etc.), qui permettent un stockage de données suffisant sur une surface toujours plus petite, et tout cela avec un taux de lecture performant. Pour les puces actives, il faudra également diminuer la consommation d’énergie pour avoir des batteries qui durent plus longtemps – au moins le temps de la durée de vie de l’objet que la puce doit identifier3. Enfin, il faudra résoudre la question du recyclage des puces et de l’impact écologique des solutions RFID.

Assurer la pérennité des solutions

6Si l’on dépasse la question de la seule performance d’un système, il faut distinguer trois classes de problèmes  : premièrement, la flexibilité (la solution mise en œuvre peut évoluer avec le contexte), deuxièmement l’interopérabilité (la solution mise en œuvre peut communiquer avec d’autres solutions), troisièmement la sécurité (la solution est sécurisée à la fois pour les données mais aussi pour les personnes qui l’utilisent).

Garantir la flexibilité

7Il ne sert à rien d’acquérir une solution onéreuse qu’il faudra changer au bout de quelques mois. Dans un contexte de chaîne logistique, il est essentiel que l’ensemble du dispositif puisse évoluer et s’adapter. Il est par exemple impensable d’avoir une solution qui fonctionne par beau temps mais pas lorsqu’il pleut (l’humidité affecte en effet la performance des solutions RFID). De la même façon, si les procédures évoluent, il faut que le système soit suffisamment flexible pour intégrer de nouvelles règles sans remettre en cause l’ensemble du dispositif à la fois au niveau du matériel et des logiciels. De la même façon, si l’entreprise décide de changer d’ERP ou de le faire évoluer, cela implique-t-il le changement du middleware ou de toute ou partie de la solution RFID  ? Ce cas un peu théorique illustre néanmoins l’enjeu lié à l’évolutivité des solutions RFID.

Garantir l’interopérabilité

8Le succès de l’IdO dépendra aussi de l’interopérabilité des systèmes. À un premier niveau, il est essentiel que tous les composants d’une solution soient interopérables. Il faut par exemple que le lecteur RFID soit compatible avec les puces utilisées. Pour résoudre cette question, il est nécessaire de créer une boucle ouverte où les différentes parties prenantes pourront intervenir. Dans ce cas, il faut trouver des solutions qui s’adaptent à des contextes hétérogènes pour garantir un fonctionnement fiable tout au long de l’utilisation. La question de l’interopérabilité se pose également quand on envisage la convergence entre les solutions RFID et les solutions mobiles. À ce jour, la résolution de ce problème reste encore très incertaine. Les actions des entreprises de télécommunication seront bien évidemment déterminantes, mais il semble que leur stratégie sur cette question ne soit pas encore pleinement arrêtée.

9Comme nous le montrerons plus loin, la question de l’interopérabilité dépasse largement la seule dimension technique. Elle a en effet des incidences juridiques (avec en particulier le problème de la prolifération des brevets), mais aussi économiques (avec toute la question des royalties) et de gouvernance (nous aborderons notamment cet aspect en précisant le rôle de la Commission européenne et des principales institutions de standardisation).

Garantir la sécurité

10Il faut également mettre en œuvre un système qui assure une sécurisation des données. Si une solution RFID a été mise en œuvre entre un client et un fournisseur, il faut certes que les deux parties partagent un certain nombre d’informations en commun mais dans le même temps, des données utiles pour le fournisseur n’ont pas nécessairement à être transmises au client. Dans le cas du secteur de la santé, ce type de question est évidemment très sensible car les informations détenues sur chacun des patients ne doivent pas être accessibles par toutes les parties (assureurs, industrie pharmaceutique, employeurs...). Cette problématique n’est certes pas nouvelle mais le dispositif technique de l’IdO peut fortement modifier à la fois les possibilités de stockage de données (quantité et localisation du stockage qui pourra se faire en local, de façon distribuée) et d’accès aux données (il est possible de lire à distance les données contenues dans une puce, aux dépens de son utilisateur). Des systèmes techniques de sécurisation des données et, au delà, un cadre qui oriente et empêche certaines pratiques dommageables ou illicites devront être mis en oeuvre. Enfin, le problème des effets des radiofréquences sur le corps humain devra faire l’objet d’études spécifiques (ces questions seront abordées dans les deux derniers chapitres).

11Les verrous et les leviers techniques sont très nombreux et nous n’avons proposé qu’une brève description des facteurs critiques. D’autres points, tels que les relations de l’IdO avec les nanotechnologies ou encore la robotique, auraient également pu être abordés.

Concevoir une gestion efficiente des données

Une masse de données sans précédent

  • 4 Gonzalez, H. and Han, J., ‘‘RFID Data Warehousing and Analysis’’, in L. Yan, Y. Zhang, L. T. Yang a (...)
  • 5 ibidem.

12Selon Venture Development Corporation, Wal-Mart générerait près de 7 teraoctets de données chaque jour s’il y avait une puce sur chaque article vendu4. Que faire de ce «  déluge de données  »  ? Les solutions actuelles utilisées notamment en Business Intelligence sont-elles en mesure de gérer correctement à la fois la quantité et la complexité de ces données  ? Les données issues des puces RFID sont particulières car elles doivent permettent de prendre en compte à la fois l’espace (la localisation) et le temps (avec notamment la durée de vie des objets). Pour que ces données fassent sens, il faut dans un premier temps les «  nettoyer  » pour éviter les redondances (mais il ne faut pas non plus oublier, sous prétexte qu’il y a beaucoup de données, que dans certains cas, le problème est plutôt la perte de données critiques  !). Il faut également réfléchir à leur «  agrégation  » car, en fonction de la granularité requise, il n’est pas toujours nécessaire d’avoir accès à toutes les données. Dans certains cas, il sera par exemple préférable d’avoir une information au niveau d’une palette et non pas au niveau d’un objet. Enfin, il faudra être capable de structurer ces données. De nouveaux datawarehouses (entrepôts de données) devront être inventés pour permettre aux managers d’avoir des tableaux de bord qui puissent les aider à décider. Actuellement, s’il existe des recherches et quelques applicatifs5 qui apportent des éléments de solution, le chemin à parcourir est encore long pour permettre une gestion en continu avec une intégration en temps réel des données s’inscrivant dans des ensembles géographiquement distribués.

Une logique d’indexation à réinventer

13Au-delà de ces problématiques d’entreprises, on peut s’interroger sur le moteur de recherche qui sera adapté à l’IdO. La question est encore peu abordée dans les travaux existants, mais les outils de recherche seront un enjeu tout aussi déterminant dans l’IdO que dans l’internet actuel. Les évolutions de l’Entreprise Search sont déjà une indication de l’importance potentielle de ces nouveaux marchés. Leur développement suppose sans doute de résoudre des enjeux techniques inédits, associés notamment aux moteurs 2D et 3D.

14Les questions qui viennent d’être évoquées ne peuvent pas se comprendre avec une logique purement technique. L’histoire des technologies l’a montré, les solutions les plus performantes ne s’imposent pas toujours. Pour saisir les phénomènes à l’œuvre, il est essentiel d’analyser la concurrence qui existe entre différentes solutions technologiques.

Des solutions technologiques en concurrence

Les différentes formes de RFID

15Au-delà du type de puces et de radiofréquences, les solutions RFID disponibles sur le marché sont très nombreuses et se trouvent en concurrence. Les intervenants dominants, qu’ils soient fabricants de puces ou de capteurs, éditeurs de middleware, intégrateurs, ou encore cabinets de conseil, poussent leurs technologies, leurs standards ou leurs services. Par ailleurs, de grands utilisateurs (lead users) orientent le marché par le volume de leurs commandes tels que Wal-Mart, Metro ou encore le département de la Défense, qui mobilisent les solutions RFID avec comme objectif principal une reconfiguration efficiente de leur propre chaîne de valeur, et non le développement d’un standard plus général. Dans le cas de la grande distribution, ces solutions doivent notamment améliorer l’intégration verticale de la chaîne logistique, faciliter les systèmes bancaires de paiement, ou encore améliorer la connaissance des clients pour mettre en place des politiques marketing ciblées. Outre leur impact sur le marché, ces grands comptes ont également eu un rôle majeur depuis plusieurs années en finançant les recherches sur le secteur (le cas des Auto-ID labs est significatif), ou en participant directement aux consortia qui travaillent sur la définition des outils et des standards communs (sur ce point, les secteurs agricole et de la santé sont très illustratifs). Finalement, les pure players de la RFID sont rares, même si certains commencent à se développer de manière significative comme TagSys, Verichip ou encore Alien Technology. Le marché reste en effet largement dominé par des acteurs traditionnels et, de ce fait, les solutions RFID développées semblent en partie correspondre à des marchés cloisonnés. Ainsi les acteurs sur le marché des puces fonctionnant à hautes fréquences ne sont pas toujours les mêmes que ceux opérant sur le marché des puces à basses fréquences. Ceci étant, certains doutent du caractère durable d’un tel découpage et évoquent une segmentation du marché fondée sur des questions d’usages plus que des paramètres techniques.

Les solutions alternatives à la RFID

16Nous avons fait l’hypothèse selon laquelle les puces RFID seront indispensables au bon fonctionnement de l’IdO. Mais d’autres solutions pourraient être envisageables. Intel, entreprise qui a investi des sommes importantes dans la R&D liée à la RFID, a récemment vendu toute cette activité à un fabricant californien de lecteurs RFID (Impinj). Cette information n’indique bien sûr pas que l’avenir des RFID soit compromis, car cette opération ne remet pas totalement en cause l’implication d’Intel sur le marché des RFID, mais plutôt les modalités de son investissement (l’accord avec Impinj s’est fait par échange d’actions). Toutefois l’avenir de l’IdO ne sera pas nécessairement lié à celui de la RFID. De nombreux laboratoires et industriels travaillent en effet sur des solutions alternatives qui pourraient supplanter à l’avenir les solutions RFID. Il s’agit par exemple de systèmes d’identification acoustiques, de l’usage des micro-ondes, de systèmes optiques, de la détection de l’ADN, ou encore du marquage logiciel. Certains évoquent aussi l’intégration des puces dans la conception même des objets, ce qui modifierait sensiblement les problématiques RFID telles que nous les envisageons à ce jour.

17Au cœur de cette concurrence entre technologies, les grands acteurs industriels et publics opèrent des choix stratégiques via les organismes de standardisation.

L’avancée de la standardisation dans le secteur de l’IdO

18La question des standards est au croisement de problèmes techniques, économiques, juridiques et politiques. Plutôt que de faire une revue exhaustive de ces questions ou une liste des standards importants pour l’IdO, nous centrerons l’analyse sur trois questions critiques  : la dépendance des standards actuels aux standards passés, la difficile conciliation entre pertinence et équité des standards retenus et enfin l’enjeu de l’interconnexion des standards.

La dépendance vis-à-vis des standards existants

  • 6 Comme nous l’avons indiqué, EPCglobal a ainsi réuni l’EAN international et l’Uniform Code Council, (...)

19Les standards de l’IdO reprennent les grands principes qui sont au fondement de l’internet (DNS, TCP/IP, etc.) et du système du code barres. Les principaux acteurs qui interviennent sur ces standardisations sont les mêmes6. Ainsi le protocole TCP/IP et le langage XML restent toujours des références pour l’IdO. L’ONS est un système issu du DNS qui assure le nommage de l’internet. De la même façon, les logiques de l’Electronic Product Code dérivent de celles utilisées pour le système du code barres.

20Cet héritage de l’IdO par rapport à l’internet et au système de code barres pourrait limiter techniquement certains développements et certaines applications. Par ailleurs, si des milliards de données supplémentaires devaient transiter par le réseau, la capacité de l’internet à y faire face est mise en doute à la fois pour des questions physiques liées aux infrastructures (en raison notamment de la capacité des routeurs) et des problèmes logiques (les principes pensés pour l’internet ne seraient plus viables à long terme pour l’IdO).

21Pour répondre à ces nouveaux défis et aux enjeux de sécurité et de fiabilité de l’IdO, certains pensent que des mesures incrémentales peuvent suffire. Le passage de l’IPv4 à l’IPv6 (Internet Protocol version 6) est une illustration de cette démarche d’évolution au sein du même paradigme de l’internet historique. Ce nouveau protocole permettra d’augmenter considérablement la quantité d’adresses disponibles (on passe de 4,29.109 adresses à 3,4.1038) mais aussi d’améliorer le fonctionnement des routeurs ou encore de renforcer la sécurité.

  • 7 Un projet de recherche important a notamment été initié à Stanford : http://cleanslate.stanford.edu

22À l’inverse, différents groupes7 prônent le dépassement des standards passés en saisissant l’opportunité de l’IdO pour repartir de zéro (Clean State) et repenser complètement les grands principes de fonctionnement de ce nouvel internet. Entre évolution et révolution, les impacts techniques, économiques et plus largement politiques ne seront pas les mêmes.

Un standard de standards

23Aujourd’hui, la normalisation des réseaux est le fait soit de groupements industriels privés, soit d’organismes de normalisation internationaux. Pour les groupements industriels, EPCglobal est un des acteurs dominants, à la fois public et privé, qui sous-traite les certifications de conformité aux standards EPC à une entreprise privée (MET). AIM Global et Global Data Synchronisation sont quant à eux des structures coopératives privées déterminantes pour la mise en relation des applications, des objets et des firmes. De leur côté, ISO, ITU et ETSI forment la base du réseau des acteurs publics de la normalisation dans le secteur des télécommunications. W3C, IETF, IEEE sont à l’origine des standards de l’internet. L’ICANN est l’organisme qui assure aujourd’hui la gestion des noms de domaine sur internet.

24Mais l’IdO aura des implications telles sur nos sociétés qu’il est important que les standards retenus fassent l’objet d’un consensus entre acteurs privés et publics, et que leurs choix ne soient pas guidés par les seules logiques économiques mais prennent aussi en compte les questions de vie privée, de souveraineté, etc.

25De même, il est important que les standards de l’IdO ne soient pas limités aux normes définies par quelques grands acteurs, ou ne soient pas fragmentés par zones géographiques.

26La standardisation représente un enjeu et un verrou technique déterminants à la fois par la nature des choix techniques effectués (fréquence, puissance, encodage...) et par la diversité des niveaux et des registres de standardisation. Les acteurs qui interviennent sur ces questions sont très divers et les modèles alternent entre les solutions propriétaires et privées, volontaires et consensuelles (modèle des normes industrielles), public de jure (modèle des télécommunications) et l’autorégulation. Mais l’objectif doit rester de parvenir à développer des standards ouverts en promouvant un dialogue transparent entre les différents acteurs. C’est une condition nécessaire au développement de la concurrence et à l’harmonisation des solutions sur le marché.

La « granularité » des standards

27L’enjeu de la granularité des standards est important. Il consiste à ce que chaque standard soit viable à la fois au niveau international, national, régional mais également au niveau de chaque industrie spécifique.

28La question de la granularité est tout aussi importante pour éviter le risque de fragmentation, faute d’anticipation des interfaces avec les systèmes techniques associés comme les nanotechnologies, les capteurs ou encore autour des ONS. Il est essentiel de la penser en amont, sous peine de ralentir ou empêcher le développement d’applications innovantes, source de création de valeur.

29À ce jour, certains standards commencent à s’imposer grâce à l’action d’organisations comme EPCglobal, mais il ne faudrait pas que les autres parties prenantes soient écartées des décisions. Il est essentiel de réfléchir à l’équité du processus de standardisation. On peut notamment s’interroger sur le rôle que devrait jouer l’Europe pour participer aux choix de ces standards.

L’interopérabilité des standards

30Au-delà de la question de l’élaboration de standards, il est fondamental de penser à leur interopérabilité, et ce, d’autant plus que l’IdO est un système de systèmes qui nécessite un niveau d’interopérabilité élevé. Actuellement, certaines avancées notables ont eu lieu sur cette question pour les technologies dites NFC (Near Field Communication). Les solutions NFC permettent, via un système sans fil, de connecter deux dispositifs électroniques à courte distance pour les faire interagir (ce type de système est tout particulièrement utilisé au Japon comme moyen de paiement). Depuis le début de l’année 2008, les membres de l’ETSI (European Telecommunications Standards Institute) ont ainsi sélectionné le protocole du logiciel qui permet de contrôler la communication entre le dispositif NFC et une carte SIM. Ce type de standardisation est critique pour envisager la production à grande échelle. De la même façon, des évolutions très positives ont eu lieu sur le marché de la téléphonie mobile ces derniers temps avec l’adoption par de nombreux acteurs de poids (AT&T, China Mobile, Vodafone, Verizon, Motorola, Nortel, etc.) du standard LTE (Long Term Evolution). Cette tendance est une clef pour mieux préciser les contours de la 4G (quatrième génération), car jusqu’à présent un flou relatif entourait la définition de ce standard, ce qui pouvait décourager les investisseurs.

  • 8 Un rapport de 2004 de l’IDABC (Interoperable Delivery of European eGovernment Services to public Ad (...)
  • 9 http://www.bridge-project.eu/

31Au-delà des avancées dans le marché de la téléphonie mobile, le rôle des institutions publiques reste fondamental pour promouvoir des standards qui garantissent l’interopérabilité. À travers IDABC, la Commission européenne défend ainsi le principe de standard ouvert8. L’objectif est d’assurer une gouvernance du standard par une organisation sans but lucratif qui permette à l’ensemble des parties prenantes de gérer de façon démocratique la création et l’évolution du standard. Par ailleurs, la diffusion d’un tel standard est large et gratuite (ou alors au coût nominal). Enfin, la copie et la distribution se font également sans entraves (absence de licences, notamment). La Commission européenne défend et finance par exemple le projet BRIDGE (Building Radio Frequency IDentification solutions for the Global Environment)9, initié en 2006, qui permettra de mettre en place un standard ouvert fondé sur l’application développée par EPCglobal pour l’utilisation de solutions RFID aptes à gérer la traçabilité des produits tout au long de la chaîne logistique.

Notes

1 Van Liehout, M., Grossi, L., Spinelli, G., Kool, L., Pennings, L., Stap, R., Veugen, T., van der Waaij, B., and Borean, C. 2007. RFID Technologies: Emerging issues, Challenges and Policy Options. In I. Maghiros, P. Rotter and M. van Liehout (eds.): 278, Seville, Institute for Prospective Technological Studies, JRC European Commission : 44.

2 Van der Togt, R., et al. (2008 : 2884-2890).

3 Une solution est de transformer une puce active ou semi-passive en puce passive si la batterie est épuisée.

4 Gonzalez, H. and Han, J., ‘‘RFID Data Warehousing and Analysis’’, in L. Yan, Y. Zhang, L. T. Yang and H. Ning (eds.), 2008 : 53-80, Publications: 54.

5 ibidem.

6 Comme nous l’avons indiqué, EPCglobal a ainsi réuni l’EAN international et l’Uniform Code Council, deux institutions qui étaient au cœur du processus de standardisation du code barres.

7 Un projet de recherche important a notamment été initié à Stanford : http://cleanslate.stanford.edu/

8 Un rapport de 2004 de l’IDABC (Interoperable Delivery of European eGovernment Services to public Administrations, Business and Citizens) définit le standard ouvert de la façon suivante : “the standard is adopted and will be maintained by a not-for-profit organisation, and its ongoing development occurs on the basis of an open decision-making procedure available to all interested parties (consensus or majority decision etc.). The standard has been published and the standard specification document is available either freely or at a nominal charge. It must be permissible to all to copy, distribute and use it for no fee or at a nominal fee. The intellectual property – i.e. patents possibly present – of (parts of) the standard is made irrevocably available on a royaltyfree basis. There are no constraints on the re-use of the standard.” (IDABC (2004): ‘‘European Interoperability Framework for Pan-European eGov-ernment Services’’: 9).

9 http://www.bridge-project.eu/

© Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 2009

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