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Usine la nuit

Ce que l’industrie lourde peut gagner avec l’internet des objets

Dans le monde entier, l’internet des objets est considéré comme une des plus importantes opportunités économiques depuis plusieurs décennies. Une rupture massive est en train de s’opérer dans les usines, dans l’industrie lourde et dans l’agriculture, avec pour objectif d’optimiser la production ou d’augmenter les performances énergétiques, ces défis majeurs du XXIème siècle.

Dans l’industrie, la transformation IoT passera par un travail de fond, des remises en question et par l’adaptation à une mentalité souvent très éloignée de la culture existante. La bonne nouvelle est que l’IoT industriel n’a pas pour objectif de fabriquer des gadgets, ni de suivre une mode passagère, mais de construire des systèmes complexes et élégants. La mauvaise nouvelle est que la barre est placée tellement haut que satisfaire des exigences qualitatives impliquera un travail titanesque.

Les éoliennes London Array sont prévues de tourner 24h/24 7j/7 pendant 20 ans.
Les éoliennes London Array sont prévues de tourner 24h/24 7j/7 pendant 20 ans.

Les défis de l’industrie lourde

Les systèmes industriels sont conçus pour résoudre en temps réel des problèmes et piloter des process : on parle du forage des puits sous la mer, du contrôle des réacteurs chimiques gigantesques ou de l’optimisation des moteurs de locomotive. L’arrêt d’un système pourrait coûter des vies et se transformer en un désastre financier. Ici il n’y a pas de place pour l’erreur. Même des systèmes de contrôle de lumière ou de chauffage peuvent se révéler d’une complexité vertigineuse. Etre solide, fiable et cohérent est de loin plus important que d’être plus petit, plus rapide ou tout simplement meilleur. Tout s’efface devant la sureté et la sécurité. Les arguments hi-tech, notamment aller vite et créer une rupture technologique, ne font pas le poids devant les clients industriels. Pis encore, ils leur font peur.

Les cycles vie des produits sont aussi incroyablement longs. Par exemple, l’âge moyen des grands transformateurs dépasse généralement 40 ans. Ce chiffre n’est pas comparable à l’âge moyen des serveurs des data centers qui est de 3 ans. Les entreprises technologiques traditionnelles, qui voudront s’attaquer à l’IoT industriel, devront travailler sur la robustesse de leurs technologies pour qu’elles puissent fonctionner dans des conditions extrêmes de température, d’humidité, de vibration et de pression, entre autres. La redondance, qu’il s’agisse de la connectivité, des capacités de stockage et/ou de calcul deviendra la norme.

Plusieurs produits devront fonctionner d’une façon totalement autonome. Dans l’agriculture, un early adopter inattendu, l’IoT surveillera des systèmes d’irrigation étendus sur des milliers d’hectares. Des parcs éoliens en mer ont besoin de systèmes de roulements connectés à internet afin de pouvoir réduire le nombre d’interventions que les équipes de maintenance doivent assurer en mer.

L'agriculture intelligente: l'irrigation se déclenche en fonction des données collectées (du smartphone de l'agriculteur, des capteurs installés sur les champs et des prévisions météo)
L’agriculture intelligente: l’irrigation se déclenche en fonction des données collectées (du smartphone de l’agriculteur, des capteurs installés sur les champs et des prévisions météo)

Performance économique pour mot d’ordre

L’attractivité et l’atout principal de l’internet des objets industriels (IIoT) résident dans les gains (production, maintenance, durée de vie) qu’il permettrait de réaliser. Prenons l’exemple de l’industrie de l’énergie.

Chaque année dans le monde entier, le secteur industriel, gaspille une part énorme de l’électricité achetée, in fine l’équivalent de la consommation des Etats-Unis pendant cinq ans. Toute cette énergie ne peut pas être récupérée, mais cela donne une idée de l’ampleur des gains possibles grâce aux technologies de l’IoT. L’investissement avisé pourrait rapporter tellement plus : selon les estimations de McKinsey & Co, moins de 1% des données obtenues à partir d’environ 30 000 capteurs installés sur une plate-forme pétrolière au large des côtes sont exploités dans le processus de la prise de décision.

Selon le ministère de l’énergie américain, les clients industriels achètent, mais perdent 66 quadrillions de BTU ou quads d’électricité chaque année, c’est-à-dire 19,3 trillions kWh (1 quad = 293,3 milliards kWh). La consommation aux Etats-Unis est d’environ 12 000 kWh par personne pour une population de 319 millions, soit un total d’environ 3,83 trillions kWh. 19,3 divisés par 3,83 donnent 5,039.

Un des marchés où les changements seront les plus rapides est celui des systèmes de sécurité et de surveillance. Certains aéroports et grandes municipalités veulent pouvoir analyser en temps réel les flux vidéo recueillis par des caméras de vidéosurveillance pour améliorer la sécurité ou du moins le suivi de certaines opérations essentielles. Le défi est de taille quand on sait qu’une seule camera haute résolution peut générer des centaines de mégabytes par minute et qu’un site industriel peut être équipé de quelques centaines de caméras. Comment procéder ? Quelle solution choisir ? Faut-il créer un réseau plus solide, en haut débit, où les caméras délivreraient des flux massifs en haute définition vers des serveurs centraux qui ensuite procéderaient à la reconnaissance faciale ? Ou plutôt améliorer la technologie de chacune des caméras pour permettre la comparaison au niveau local? Ou alors créer une architecture constituée de caméras intelligentes qui dans un premier temps rechercheraient elles-mêmes de potentielles ressemblances pour faciliter le travail des data centers qui, dans un second temps, devraient identifier les ressemblances exactes ? Ce n’est qu’une infime partie des débats qui ont actuellement lieu dans des laboratoires et les instances décisionnelles.

Le système de refroidissement du data center de Google à Douglas County, en Géorgie, Etats-Unis
Le système de refroidissement du data center de Google à Douglas County, en Géorgie, Etats-Unis

Vers un contrat gagnant-gagnant

Ceci dit, les changements ne vont pas toucher que l’internet des objets. Les clients industriels vont très probablement mettre leurs produits à jour plus souvent pour profiter des avantages que donnent les nouveaux algorithmes ou de la magie des lois de Moore. Insérer 5GB dans une pompe de ventilateur ou moteur à vitesse variable pourrait sembler étrange aujourd’hui, mais dans cinq ans ne pas le faire pourrait devenir ridicule.

A l’inverse, certaines pratiques sécuritaires de l’industrie traditionnelle seront transposées dans l’industrie informatique. D’après le ministère de l’énergie américain, malgré les standards très élevés pratiqués dans l’industrie manufacturière, les précautions de cybersécurité utilisées pour des installations techniques sont en réalité souvent insuffisantes. Il faudra transposer dans les usines les bonnes pratiques issues de l’internet traditionnel et l’objectif de « zéro menace par jour ».

L’industrie qui s’appuie sur l’IoT est sur le point de naitre. Les bénéfices de cette fusion sont tels qu’il serait impensable de leur tourner le dos. Mais pour y arriver il faudra que quelques acteurs majeurs sautent le pas.

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