Aujourd’hui, le terme « Internet des Objets (IoT) » désigne couramment le vaste réseau d’appareils connectés qui révolutionnent nos modes de vie et notre façon de travailler, de communiquer et de fonctionner. L’évolution fulgurante de l’IoT fait naître des perspectives d’innovation qui semblent infinies. Sans surprise, l’IoT industriel (IIoT) transforme en profondeur les fondements d’une infrastructure réseau industrielle traditionnellement cloisonnée et étanche, et définit la prochaine révolution industrielle, à avoir l’Industrie 4.0.
Qu’est-ce que l’IoT industriel (IIoT) ?
L’Internet des Objets Industriel (IIoT) désigne la technologie connectée à Internet que l’on intègre aux réseaux afin de créer un écosystème industriel plus efficace, précis, rentable et productif, mais aussi plus visible pour pouvoir le surveiller plus facilement.
L’IIoT est constitué d’un vaste ensemble d’appareils, de capteurs et d’actionneurs connectés qui collectent, communiquent et coordonnent leurs données. Ces informations sont ensuite injectées dans des systèmes d’analyse afin d’améliorer la production industrielle et d’optimiser les revenus. L’IIoT résout des problèmes de contrôle complexes au sein d’un réseau de systèmes, de plateformes et d’applications en utilisant une technologie embarquée qui communique et partage des données en temps réel.
L’évolution des technologies réseau a ouvert la voie à l’industrie 4.0 et à l’IIoT. Les opérateurs exploitent la connectivité et l’automatisation avancées pour pallier les manques dans les processus industriels traditionnels et surmonter les complexités liées aux ressources, au transport et à la chaîne d’approvisionnement.
Évolution de l’architecture des réseaux industriels
L’architecture des réseaux industriels a considérablement évolué depuis Ethernet pour utiliser aujourd’hui une connectivité Internet avancée. Auparavant, la connectivité des réseaux industriels s’appuyait sur des connexions filaires — la connectique reliant plusieurs couches de composants. L’unique connexion à Internet s’effectuait par l’intermédiaire d’automates programmables industriels (PLC, Programmable Logic Controllers) contenant les recettes des équipements de contrôle. Les automates surveillent l’état des équipements d’entrée et envoient leurs instructions de fonctionnement en fonction des données collectées. Avant l’IoT industriel, la connectivité s’effectuait généralement via une connexion Ethernet.
Les progrès de l’IIoT, combinés à une approche moins cloisonnée de l’informatique, ont contribué à l’augmentation du nombre d’équipements connectés sur différentes couches. Dans cet environnement, les automates ne peuvent fournir le niveau élevé de granularité des données permettant d’évaluer complètement les performances de la machine. Le fait d’équiper des composants de plus petite taille (comme les compresseurs, pompes et moteurs pas à pas) de capteurs permet de récupérer des données plus détaillées. Il est ainsi possible d’installer des capteurs sur l’ensemble des processus industriels et de les connecter à une passerelle qui retransmet les données vers une application hébergée dans un centre de données ou le cloud.
Les passerelles utilisent des protocoles de transmission différents pour connecter deux réseaux. Toutes les données doivent passer par le logiciel et communiquer avec lui avant d’être routées. Les passerelles constituent des points de contrôle pour la livraison et la sécurisation des données sur la passerelle et en transit. Les connexions à la passerelle peuvent être filaires ou sans fil — WiFi, Bluetooth ou LPWA, c’est-à-dire les technologies de connexion de réseau étendu basse consommation (Low-Power Wide Area).
Quel avenir et quelles nouvelles avancées technologiques pour l’IIoT ?
Depuis leurs débuts, les réseaux industriels ont considérablement évolué. D’Ethernet aux technologies sans fil actuelles comme la 5G, les environnements industriels ont adopté des protocoles de communication modernes. Avec sa faible latence, son débit de données élevé et fiable, la 5G industrielle contribue à faire évoluer les solutions IIoT, les logiciels de réalité augmentée (AR) et de réalité virtuelle (VR).
Les alternatives à la connectivité fixe, comme la 5G et la norme sans fil du projet de partenariat pour la troisième génération (3GPP), permettent aux propriétaires de réseaux de créer un réseau privé spécifiquement adapté à leurs besoins. Ces capacités dépassent la simple surveillance de l’état des machines, offrant des fonctions de contrôle complètes et une communication transparente en temps réel.
Adoption de l’IIoT : les facteurs et résultats souhaités
En plus des nouvelles normes technologiques et de l’augmentation du nombre de fournisseurs, la pandémie et les défis de la chaîne d’approvisionnement ont également rebattu les cartes en poussant les entreprises industrielles à intégrer davantage de connectivité IoT. L’objectif : améliorer leur efficacité opérationnelle et leur temps de fonctionnement.
L’IIoT leur a ainsi permis d’améliorer la qualité des produits et la fiabilité des livraisons, tout en limitant les temps d’arrêt. Avec une meilleure visibilité et des analyses sur des volumes de données vastes, ces entreprises industrielles peuvent détecter et atténuer rapidement les problèmes en lien avec leur chaîne d’approvisionnement.
La capacité de la maintenance prédictive à surveiller en temps réel l’état des machines et à identifier les défaillances potentielles est un indicateur important de l’utilisation de l’IIoT. Cette approche permet de réduire considérablement les besoins en cycles de maintenance préventive régulière, à la fois chronophages et onéreux, tout en prévenant efficacement les temps d’arrêt coûteux des machines.
Quels sont les leviers d’adoption de l’IoT industriel ?
La connectivité croissante du marché industriel s’explique par de nombreuses raisons, comme les avancées technologiques et la disponibilité accrue des solutions, ou encore les tendances macroéconomiques qui impactent la compétitivité. Les entreprises qui se lancent dans l’IoT industriel cherchent à :
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Améliorer la flexibilité, la productivité et l’efficacité de leurs opérations
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Bénéficier d’une plus grande configurabilité et personnalisation de leurs produits
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Générer de nouvelles opportunités commerciales et revenus
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Optimiser l’utilisation de leurs actifs et la planification de leurs ressources
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Soutenir les initiatives en matière de développement durable
L’IIoT n’est pas la seule technologie dans l’Industrie 4.0. Il faut en effet compter avec l’intelligence artificielle, l’analyse du Big Data et le Cloud Computing. Couplée à l’IIoT (qui se situe à la croisée de l’IT et l’OT), l’automatisation dopée à l’IA et la robotique s’appuie également sur l’analyse de données et l’informatique dans le Cloud pour révolutionner les paradigmes industriels traditionnels.
Marchés de l’IIoT : état des lieux et potentiel d’expansion
Les possibilités d’utilisation de l’IIoT semblent infinies, et son adoption augmente de manière significative dans des secteurs comme l’automobile, l’hôtellerie, l’agriculture et la santé.
À l’heure actuelle, on peut identifier trois segments de marché majeurs :
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L’extraction consiste à extraire les matières premières utilisées dans la fabrication industrielle, comme le pétrole, le gaz, le charbon, le lithium et d’autres matériaux nécessaires à la production d’énergie. La connectivité, quant à elle, repose sur des technologies cellulaires et satellitaires qui communiquent avec des passerelles, des automates et des solutions IIoT. Ces dernières jouent un rôle crucial pour prolonger la durée de vie des actifs industriels et réduire les cycles de maintenance superflus.
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L’industrie manufacturière profite des nombreux bénéfices de la connectivité IioT. Facteur de différenciation essentiel, la connectivité IioT aide les entreprises manufacturières à atteindre leurs indicateurs clés de performance : amélioration du temps de fonctionnement, de l’efficacité, de la qualité et de la visibilité. Pour capitaliser sur les tendances technologiques, les équipementiers s’orientent désormais vers des modèles de service et de vente. De plus, l’utilisation des réseaux privés dans le secteur manufacturier est en forte augmentation en raison de leurs avantages spécifiques.
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Les sites de production d’énergie, qu’il s’agisse d’énergie fossile, nucléaire, hydraulique, solaire et éolienne, utilisent des automates, des passerelles et des capteurs pour maintenir leurs processus critiques. Aujourd’hui, de plus en plus de pipelines et d’infrastructures de réseaux distribués en ligne sont connectés, en partie, grâce aux technologies LPWA. Les satellites en orbite basse sont également amenés à jouer un rôle clé dans les solutions IoT basées sur des capteurs.
Les objets sécurisés certifiés, maillon essentiel pour la cybersécurité de l’industrie 4.0
Compte tenu de l’escalade et de la sophistication de la cybercriminalité, le fait d’étendre l’accès à Internet aux machines et systèmes industriels critiques suscite bien des inquiétudes sur le plan de la sécurité. Dans son livre blanc « Sécuriser le marché de l’IoT industriel », GlobalSign estime que la planète devrait compter d’ici 2030 plus de 1,2 milliard de machines et systèmes de production connectés.
Pour permettre aux opérateurs d’élaborer des politiques de sécurité fiables, ces myriades d’appareils connectés vont devoir être équipés d’identités uniques certifiées. Authentification multifacteur, contrôle d’accès explicite, Zero Trust, détection et réponse aux menaces, mais aussi gestion du cycle de vie des appareils… la sécurité des appareils certifiés devra être multicouches. En termes de flexibilité et d’évolutivité, les certificats numériques délivrés par une autorité de confiance, et adossés à une infrastructure à clé publique (PKI), constituent la meilleure méthode d’identification.
La PKI est aujourd’hui la principale plateforme d’authentification pour les identités des machines. Faire appel à une autorité de certification de confiance permet de renforcer la cybersécurité de nos réseaux industriels critiques et d’ouvrir la voie à des innovations sûres.
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