Les enjeux des technologies « Sigfox et LoRa » - Master Intelligence Economique et Stratégies Compétitives

Aujourd’hui dans un monde de plus en plus complexe, les objets connectés font l’objet de toutes les attentions. Les objets connectés ont des besoins technologiques spécifiques permettant de communiquer leurs données au Cloud. Actuellement, quelles sont les caractéristiques communes et les différentes solutions qui existent ?

En effet, de nombreux objets connectés ne sont pas continuellement alimentés en énergie. Ils ont donc besoin d’être économes en énergie, par exemple pour les montres ou encore les bracelets connectés. En conséquence, l’action de recevoir mais également de transmettre les données doit consommer le moins d’énergie possible. Comparé aux smartphones, les objets connectés ont besoin de transmettre un débit bien inférieur, car de simples capteurs vont transmettre quelques bits pour chaque transmission. Ils doivent avoir un réseau qui leur est propre et économe en énergie.

La révolution de l’internet des objets peut se définir comme la connexion des objets à un réseau plus large, que ce soit avec le Wi-Fi ou plus récemment développé avec des technologies tel que Sigfox et LoRa, par l’intermédiaire d’un smartphone ou tablette ou encore grâce à des protocoles de communication qui leur sont propres. Ce qui permet aux objets de pouvoir communiquer entre eux et c’est pourquoi aujourd’hui nous les appelons les « objets connectés ».

Afin de pouvoir définir les enjeux des technologies Sigfox et LoRa, nous présenterons tout d’abord ces deux typologies de réseaux pour ensuite établir un comparatif entre ces deux technologies. Dans un second temps, nous analyserons ces technologies au sein d’un monde complexe et hyperconcurrentiel, mais également les limites encore présentes dans les domaines de l’IoT (Internet of Things) pour ainsi déterminer les enjeux réels de ces deux technologies.

Les technologies LoRa et Sigfox

Qu’est-ce qu’un réseau LoRa ?

Le réseau LoRa signifie Long Range ou « longue portée » en français. Il s’agit d’une technologie qui permet aux objets connectés d’échanger des données de faible taille en bas débit.

Tout d’abord il nous faut présenter la première technologie LoRa, l’alliance LoRa est une technologie existante depuis les années 2015. Cette technologie de modulation provient du rachat de l’entreprise française Cycleo en 2012, par l’entreprise américaine Smetech. La société à qui l’on doit cette technologie radio provient donc d’une société grenobloise. L’alliance LoRa comprend en tout 127 membres notamment Bouygues Telecom mais aussi d’importantes entreprises internationales comme HP, IBM et Cisco.

Diverses entreprises françaises telles que Bouygues Telecom, Orange et Archos ont déjà adopté la technologie LoRa en déployant un réseau de ce type. Le souhait de LoRa est de permettre la création d’un réseau dédié aux objets connectés et aux réseaux M2M (Machine to Machine). Ce réseau permettrait la réduction de coûts et de réduire la consommation énergétique des appareils s’y connectant. Ce type de réseau peut être comparé aux réseaux de type 3G ou 4G déjà présents dans nos vies de tous les jours. Nous pouvons également mettre en évidence que ce réseau n’utilisera pas la technologie IP (Internet Protocol), mais qu’elle sera basée sur la technologie LoRaWAN, étant un nouveau protocole généré par cette société pour répondre aux problématiques des objets connectés.

Cette technologie est un réseau ouvert, car toute entreprise peut créer son propre réseau de type « LoRa », l’exploiter après avoir acheté des puces est nécessaire pour permettre le fonctionnement au réseau. Afin de mettre cette technologie en place, il suffit d’installer une antenne accompagnée d’une station de base. Cette station émet une bande passante de 868 MHz (Mégahertz) et est connectée à Internet par divers moyens tels que le Wi-Fi, Ethernet, la 3G ou la 4G par exemple. Les objets connectés devront intégrer une puce LoRa afin de percevoir le signal d’une antenne LoRa. Cette technologie présente une excellente capacité de pénétration des bâtiments, ou encore de l’émission en sous-sol. Pour couvrir l’ensemble du territoire Bouygues Telecom prévoit de déployer pour Orange environ 6000 stations de base, qui représentent pour la technologie 3G sur le territoire français environ 28 000 antennes.

Divers exemples peuvent être cités afin de comprendre comment sera utilisée cette technologie « LoRa ». La technologie pourra permettre de mettre en place des capteurs, pour connaître l’état de fermeture des portes de baraques de chantier, afin de savoir si ces dernières ont été cambriolées par exemple. Egalement de placer des capteurs au niveau des places de parkings, cela représente un enjeu majeur pour l’émergence des Smart Cities (Ville Intelligente en français) car aujourd’hui la surveillance des places de parking se fait via une connexion Wi-Fi nécessitant énormément de coûts et d’énergie. Enfin de relever des données complexes au niveau de la consommation d’eau, d’électricité, de gaz et bien d’autres.

Qu’est-ce que la technologie Sigfox ?

Sigfox est une société française créée en 2016, dont le siège social est implanté à Labège, en banlieue toulousaine. Les deux fondateurs de cette entreprise sont Christophe Fourtet et Ludovic Le Moan tous les deux ingénieurs de formation. Ce réseau est une véritable révolution pour avoir mis en place dans le cadre du déploiement dédié à l’internet des objets, une réelle concurrence avec la technologie LoRa.

La technologie Sigfox s’est également spécialisée dans le M2M (Machine to Machine) à l’aide d’une connectivité cellulaire, dédiée aux réseaux à bas débit. Sigfox veut réinventer la transmission d’informations en baissant d’une manière importante la consommation d’énergie des périphériques connectés ainsi que le coût. On sait que le prix est un facteur clef de succès pour voir émerger durablement l’IoT. Sigfox a généré un réseau longue portée à bas débit permettant la communication de données de taille réduite entre les objets connectés sans utiliser un appareil mobile comme les smartphones, les ordinateurs portables ou les tablettes.

La finalité de la technologie créée par Sigfox serait de pouvoir autonomiser les objets connectés et leur apprendre à exécuter leurs tâches, sans l’intervention de l’homme, connecter le monde réel avec le monde virtuel. Le réseau Sigfox au niveau français utilise une zone de couverture très vaste car on compte plus de 1500 antennes relais sur le territoire permettant d’alimenter ce réseau.

Au niveau technique cette technologie utilise un système de connexion, utilisant des signaux de fréquence radio ultra-rapide et de longues portées appelée UNB (Ultra Narrow Band) spécifiques pour les objets connectés. Cette technologie radio est peu énergivore et utilise des bandes de fréquences libres de droit et disponibles dans le monde entier. Ce signal peut être émis partout même dans les zones reculées. L’entreprise dispose de son propre système de Cloud pour son interface Web, la configuration des données et de ses périphériques de ce réseau permet de prendre en charge de nombreux produits et capteurs. Au sein de ce réseau, on souhaite connecter des objets « simples » tels que les congélateurs, les machines à café et non les appareils mobiles possédant déjà leur propre réseau tel que le Wi-Fi, Ethernet, la 3G, la 4G ect. D’autre part, ce réseau sera « bidirectionnel » autrement dit les appareils enverront et percevront des données de la part d’une plateforme cloud.

Sigfox a pour objectif également de permettre la géolocalisation des données stockées dans un appareil via un autre appareil central permettant ainsi la prise de décision. Cette technologie s’avère importante pour le Big Data et permet une compréhension du monde devenu « endogène » au sein de notre économie complexe, cette technologie sera utile à la prise de décision.

Sigfox en France a déjà innové dans différents domaines et est déjà utilisé pour contrôler des panneaux publicitaires, mais également gérer des systèmes de ventilation, de chauffage des immeubles professionnels ou privés. Cette technologie permet aussi aujourd’hui de gérer les alarmes des maisons tel que le détecteur d’incendie, celui de fuite de gaz ou encore des alarmes de sécurité ect. Enfin cette technologie nous est déjà très utile sans que nous le sachions car elle permet de mieux prévoir les dangers climatiques, géologiques tel que les flux d’eau, la surveillance du climat et les tremblements de terre.

Enfin le réseau Sigfox n’est pas uniquement présent en France, certes il a été lancé en France, mais ce service s’est développé également dans onze autres pays d’Europe et est également présent en Outre-Atlantique. Sigfox est également en partenariat avec diverses entreprises au Royaume-Uni, également en Espagne, aux Pays-Bas, au Portugal, en Belgique enfin au Danemark ect. Par exemple à Moscou, la circulation automobile et les places de parking sont désormais contrôlées par cette technologie. Nous pourrons également montrer la puissance de son expansion, car en février 2015 pour sa quatrième levée de fonds Sigfox a réussi à réunir plus de 100 millions d’euros, ce qui est une somme record pour une entreprise n’étant pas côté en bourse.

LoRa VS. Sigfox laquelle de ces technologies pourrait-être considérée comme la plus efficiente pour le futur de l’IoT ?

Au niveau de ces deux typologies de réseau, lequel pourrait être considéré comme le meilleur afin de voir son développement influer sur le développement futur de l’IoT ? Ce n’est pas une question simple étant donné que Sigfox est un réseau déployé uniquement par un seul opérateur. Ci-dessous voici le choix des réseaux pour les 3 plus grands opérateurs français.

Au niveau du réseau Sigfox, ce réseau serait un service de connectivité vendu avec une garantie de service à l’aide d’un abonnement. Mais le problème de Sigfox reste le manque de points hauts (pylônes, clochers, immeubles) au sein des agglomérations pour déployer ce réseau avec précision. D’autre part, il n’y aura pas de géolocalisation possible (uniquement une macro-géolocalisation sur quelques kilomètres). La technologie LoRa est beaucoup plus précise, mais au même titre que les réseaux 3G ou 4G en France tout dépendra du nombre de stations qui seront déployées en France. Globalement plus il y a d’antennes sur le territoire plus la précision sera grande. D’autre part, l’avantage de la technologie LoRa est que ce sont les opérateurs qui déploient leur propre réseau LoRa, en outre elles peuvent déjà utiliser leurs points hauts déjà existants. Mais le principal problème chez LoRa est qu’actuellement ce réseau est uniquement déployé en France et non comme Sigfox à l’international. Voici ci-dessous en résumé les principales caractéristiques de ces deux réseaux.

Que ce soit Sigfox ou LoRa, ces deux acteurs restent majeurs dans le domaine de la communication entre les objets connectés. Malgré tout, nous pouvons mettre en évidence l’avance considérable de Sigfox par rapport aux concurrents, montrant ainsi fortement un avantage sur la technologie LoRa. Premièrement Sigfox est pionnier dans sa technologie, que ce soit en France ou à l’international et a également une longueur d’avance sur le marché déjà fortement occupé. Ce réseau couvre plus du territoire Français avec seulement 1500 antennes déployées alors que pour le réseau LoRaWan il faudrait plus de 7000 antennes pour égaler la couverture du territoire Sigfox, enfin cette technologie est déjà prête à l’emploi.

Les technologies Sigfox et LoRa (au sein d’un monde complexe, et les facteurs freinant encore le développement de l’IoT, leurs enjeux)

La concurrence internationale au niveau des technologies Sigfox et LoRa dans un monde complexe et hyperconcurrentiel

Rappelons-le, dans un monde de plus en complexe depuis le phénomène de mondialisation et de globalisation, le marché est devenu mondial. Les technologies LoRa et Sigfox sont soumises à la concurrence devenue de plus internationale, mais sont-elles réellement en danger ?

Tout d’abord le NB-IoT étant une autre technologie que celle de Sigfox et LoRa (Narrow Band IoT) « consiste à dédier l’utilisation d’une petite partie de la bande passante des LTE (réseaux mobiles) comme la 4G et surtout la future 5G pour connecter les objets » (Gaetan R). Les antennes d’aujourd’hui et celles de demain auront une double fonctionnalité, celle de générer une plus grande couverture plus rapidement mais également d’accueillir plus d’objets connectés.

En outre, les acteurs LoRa et Sigfox ne peuvent en aucun cas se dire que tout est déjà acquis pour eux, car les technologies de télécommunication dédiées à IoT se multiplient. Le potentiel de la Narrow Band IoT commence à se montrer de plus en plus influent sur le marché. Des entreprises telles que Vodafone ou encore Huawei sont en train de réaliser diverses phases de tests sur ce type de réseau à Madrid, leur objectif étant de commercialiser ce réseau à l’international dans l’année 2017, et des entreprises internationales telles que KT en Corée du Sud ont investi plus de 130 millions de dollars pour couvrir au niveau national ce procédé.

D’autre part, la position monopoliste des opérateurs risque de bouleverser notre paysage actuel, car les usages de l’IoT sont divers, que ce soit pour la santé, pour la domotique ou encore pour d’autres utilisations annexes, les différentes technologies risquent de cohabiter dans le futur de part ces diverses raisons. En outre, avec l’arrivée massive du NB-IoT dans les années 2020 et 2025, les technologies LoRa et Sigfox risquent d’être minimisées, en conclusion il est certain qu’aujourd’hui ces technologies déjà disponibles ne doivent pas se reposer sur leurs acquis car il est difficile d’assurer l’avenir à long terme de ces différents réseaux.

Les facteurs retardant le développement de l’IoT

Aujourd’hui dans le monde où l’IoT essaie de percer, il reste à noter que certains freins demeurent malgré le développement des technologies réseaux Sigfox ou LoRa, l’IoT ne semble pas se développer aussi rapidement que les prévisions qui étaient faites. Dans cette partie nous allons axer notre analyse sur les raisons retardant les projets IoT.

Premièrement il y a le problème du « Mur de l’industrialisation », car industrialiser des projets IoT reste difficile, intégrer une solution innovante au sein des processus industriels jusqu’à son déploiement à grande échelle n’est pas encore d’actualité, et n’est pas devenu normal pour les entreprises industrielles. D’autre part le modèle économique n’est pas défini, car pour effectuer un retour sur investissement d’un projet IoT, il faut bien délimiter le périmètre et aujourd’hui l’équation économique des projets IoT est peu claire, peu rentable et complexe.

Au niveau des capteurs il y a une réelle contrainte de production, car il n’y a pas encore une industrialisation sur ce type de projet, ce qui demande trop d’investissements. D’autre part, il n’est toujours pas évident de collecter des masses de données car les sources d’entrée générant des données doivent être combinées et ne sont toujours pas standardisées. Il faut également se focaliser sur les contraintes des métiers car au niveau des objets connectés il n’y a encore aucune normalisation claire, que ce soit au niveau des contraintes légales, normatives, d’homologations et enfin également sur la qualité de service.

L’un des niveaux le plus important reste celui de la sécurité étant donné qu’ils restent des vecteurs infectieux fortement utilisés par les hackeurs comme nous avons pu l’étudier dans un précédent article. Et le passage en phase industrielle nécessite une sécurité de bout en bout que ce soit au niveau des capteurs, au niveau de la connectivité ect.

Au niveau du déploiement des objets connectés, le passage en phase industrielle nécessite lorsque les capteurs seront déployés une configuration au niveau des logiciels, mais également il faut prendre en compte que ce déploiement nécessite d’importantes ressources humaines et matérielles.

Pour terminer, il y a encore un dernier problème à prendre en compte c’est la « résistance au changement », car les technologies de l’IoT induisent des changements profonds dans les différents métiers mais également dans les routines de l’entreprise, car cela va entrainer des changements dans les manières de travailler et peut réellement mettre en danger certains emplois. Il va falloir répondre aux inquiétudes de certains employés face à cette mutation autant économique, technologique que sociétale.

Cependant en quoi les technologies telles que Sigfox et LoRa sont-elles essentielles pour continuer à développer l’IoT (les enjeux)

Dans un premier temps, le point majeur montrant les technologies telles que Sigfox et LoRa sont essentielles pour le développement de l’IoT, les technologies liées aux objets connectés nécessitent des réseaux qui leurs sont propres, ces réseaux étant spécifiques permettront de ne pas saturer les réseaux dédiés aux ordinateurs et smartphones.

D’autre part, cela demande un effort qui devra être effectué par différents fournisseurs et créateurs d’objets connectés, afin que leurs différents objets soient compatibles avec les différentes technologies. Il en va réellement de l’avenir de l’IoT, car il sera l’un des passages obligé pour l’essor global de tout cet écosystème.

Actuellement le marché de l’IoT est encore en pleine mutation, il se cherche car les modèles ne sont pas encore clairs, mais il est certain que la croissance de l’IoT ne se fera que par la mise en place de mesures sécuritaires à tous les niveaux de la chaine de production mais également grâce à une ouverture à ces différents réseaux. D’après diverses études les premiers résultats sont encourageants, car les fournisseurs semblent avoir pris conscience qu’il est important d’intégrer ces composantes afin de garantir la réussite de leurs produits.

Dans ce monde complexe, les technologies Sigfox et LoRa, ont certes une longueur d’avance dans ce marché surtout Sigfox qui est déjà développé à l’international. Pour les concurrents, il faudra étudier encore plus attentivement le marché afin d’apporter une valeur ajoutée, selon Thomas Nicholls (Directeur Marketing et Communication chez Sigfox) « Les concurrents ne sont pas encore sur le marché car ils disent tous qu’ils peuvent faire mieux que Sigfox, ils veulent faire trop de choses. A l’arrivée, leurs prix ne nous concurrenceront jamais. A cause des moyens qu’ils ont déployés pour essayer de nous dépasser, leurs prix seront trop élevés ».

Même si l’arrivée de la 5G chamboulera notre paysage actuel, elle ne sera pas suffisante pour les opérateurs mobiles de prendre toutes les parts de marché conséquentes sur l’IoT du fait de la multitude de leurs usages. Enfin les réseaux à bas débit tel que Sigfox ou LoRa seront en conséquence indispensables à l’émergence de l’IoT pour de nombreux clients et fournisseurs. Aujourd’hui la 5G n’est encore qu’à l’état de projet. En conclusion, ces réseaux de basses consommations développés en France ou à l’international à des prix très intéressants sont avantagés face à la concurrence actuelle.

Conclusion

Ce qu’il faut retenir c’est que les technologies telles que Sigfox et LoRa demeurent essentielles pour le développement de l’internet des objets. Les objets connectés nécessitent des réseaux leur étant propres afin de ne pas saturer les réseaux dédiés aux ordinateurs et smartphones. Mais cela va devoir s’ancrer dans la mentalité des fournisseurs d’adopter ces types de réseaux sachant que le marché de l’IoT est en pleine mutation, et bien que Sigfox ait déjà un pied à l’international sur ce marché, il n’en demeure pas moins que tout n’est pas acquis pour cette entreprise et qu’elle risque de se confronter aux divers opérateurs internationaux. Des freins subsistent encore pour voir émerger l’IoT, mais sans des protocoles de communications propres le marché ne pourra pas émerger. C’est en ce sens que Sigfox et LoRa demeurent essentielles afin que le marché « objets connectés » puisse connaitre un essor global dans toutes ses composantes.

Par Julian Rioche, promotion 2016-2017 du M2 IESC

Références

Comment une armée d’objets connectés infectés a cassé Internet.

http://www.20minutes.fr/high-tech/1947575-20161022-comment-armee-objets-connectes-infectes-casse-internet

Cours Méthodologie de l’intelligence économique, BAULANT C., M1 IESC, Université Angers, 2015.

Internet des objets.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Internet_des_objets

Internet des objets : en pleine croissance, le Toulousain Sigfox cherche des fonds.

http://www.ladepeche.fr/article/2014/12/05/2005501-internet-objets-pleine-croissance-toulousain-Sigfox-cherche-fonds.html

Les Vrai/Faux des réseaux dédiés aux objets connectés.

https://www.aruco.com/2015/12/Sigfox-lora/

LEVET J-L., 2001, Intelligence Economique, mode de pensée, mode d’action, Paris, Economica, collection l’IE.