Le terme IdO - Internet des Objets – Internet of Things (IoT) en anglais - a été collectivement défini par l’Union internationale des télécommunications1 comme une «infrastructure mondiale pour la société de l'information, qui permet de disposer de services évolués en interconnectant des objets (physiques ou virtuels) grâce aux technologies de l'information et de la communication interopérables existantes ou en évolution».
Les objets sont généralement de type électronique, alimentés par des batteries ou connectés à une source d’alimentation. Ces derniers peuvent communiquer entre eux à travers différents protocoles, le MQTT étant l’un des plus utilisés.
À l’autre bout de la chaine, les plateformes reçoivent, transforment et restituent les données à l’utilisateur (généralement sous forme d’analyses). Le traitement de l’information par les plateformes peut également donner lieu à des actions si le système le permet (augmentation de la température d’une pièce, actionnement d’un moteur, etc). Ces plateformes – qui peuvent être de natures diverses et variées (Saas, Paas, On Premise/licence) – fournissent ainsi une capacité d’analyse et de traitement de données que les objets seuls ne peuvent pas assurer.
L’IdO est donc un système qui expose un capteur à un environnement particulier et où l’internet véhicule l’information et permet de disposer d’une puissance de calcul sur demande. Les objets connectés héritent ainsi d’une réelle capacité décisionnelle et d’un certain niveau d’autonomie.
Dans la suite de cet article, nous allons voir quel est l’impact environnemental lié à un tel système et nous allons introduire le concept de Green IoT.
Figure 1: Écosystème IdO
Dans un écosystème comme celui qui est illustré dans la figure 1, les émissions de CO2 sont majoritairement liées à la fabrication de composants – recyclables à des degrés divers – et à la consommation d’énergie.
La partie OP (operational technology), qui regroupe la collecte de la donnée, n’est pas très énergivore. On parle de « green network » car les canaux de communication entre les différents capteurs ont généralement une faible consommation d’énergie. Parmi les plus utilisés, on trouve les technologies Bluetooth (dont on estime qu’elles représentent à peine 3% de l’énergie consommée par le WiFi), et les communications radio LPWA (Low Power – Wide Area), qui répondent à un grand nombre de cas d’usage de Smart City et de Smart Territoires2. Pour cette partie OP, les émissions sont donc limitées.
C’est la partie IT (Information Technology) qui peut en revanche avoir des émissions disproportionnées. Ainsi, en fonction des quantités de données traitées et de la puissance de calcul utilisée (utilisation de Machine Learning, ou stockage prolongé de donnée dans le cloud), la consommation d’énergie liée au fonctionnement des serveurs peut littéralement exploser. Pour illustrer ce constat, Orange estime que 80 % de la consommation énergétique des objets connectés est consacrée au maintien de leur connectivité au réseau3: le « Edge » est le goulot d’étranglement du Green IoT.
Le concept du Green IoT est donc paradoxal car l’écosystème IoT n’a certainement pas une faible empreinte carbone. Ce système peut en revanche permettre de réduire l’empreinte carbone des utilisateurs.
L’IoT for Green est une démarche d’adoption d’un systèmes IoT légitimisée par un bilan carbone du système mais aussi par son usage sur une durée de temps (comme le cycle de vie du capteur). Deux principaux acteurs sont impliqués dans ce processus:
D’abord, les éco-managers identifient des cas d’usages pertinents. Ils sélectionnent les projets pour lesquels il est possible de justifier le développement d’une solution IoT par la réduction des émissions liées au projet en question.
Les éco-designers font ensuite le bilan carbone, en associant à chaque partie de l’architecture les émissions de CO2. Par exemple, Cloud Carbon FootPrint est une plateforme open source utilisée pour convertir l’utilisation de ressources des plateformes cloud en émissions de CO24.
L’utilisation de l’IoT dans la réduction de l’empreinte carbone des ménages peut constituer un cas d’usage extrêmement intéressant. En France par exemple, près de 37 % des émissions de CO2 correspondent aux émissions domestiques5, causées entre autres par un réchauffement "non optimisé" des pièces.
Le 26 mars 2021, Reply France a introduit ce sujet et exposé ces convictions auprès des étudiants de l’école INP de Grenoble, dans le cadre du Student Clash (Student Clash Grenoble). Ces derniers ont été invités à prendre le rôle d’éco-manager et ont ensuite proposé une solution de réduction des émissions, en implémentant un système IoT avec une démarche Green. Le groupe lauréat a présenté un système IoT contrôlant une façade bioclimatique qui supporte le chauffage d’une pièce, réduisant la puissance nécessaire pour atteindre la température souhaitée. Grand avantage, leur solution ne nécessite pas le remplacement du système de chauffage déjà existant.
Il convient donc de comparer opportunément le "coût" environnemental qui peut être lié à l’usage du capteur IoT – et surtout aux techniques implémentées dans le volet du calcul – avec les réductions d’émissions pour lesquelles un tel système a été originellement conçu. C’est cette démarche qu’on appelle « IoT for Green » dans notre article.
Parallèlement, il est nécessaire de faire un bon usage des technologies. Ainsi, Chantal Taconet, maître de conférences en informatique à Télécom SudParis, préconise plutôt une transmission ponctuelle des données des capteurs (et non une transmission en continu). Par ailleurs, le cloud ne doit jouer le rôle de filtre pour la transmission aux applications que lorsqu’il y a un intérêt spécifique6.
Chez Data Reply, nous mettons à votre disposition notre expertise dans le secteur de l’IoT – afin de relever le défi du développement durable et donner ainsi un sens à notre métier.
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1Qu’est-ce que l’IoT ? Définition de l’IoT, l’Internet des Objets - (itsocial.fr)
2IOT : La place des réseaux LPWA dans le socle smart - Tactis
3L'IoT : ami ou ennemi de la consommation d'énergie ? | Orange Business Services (orange-business.com)
4Getting Started | Cloud Carbon Footprint
5Climat : l'empreinte carbone des ménages ne dépend pas seulement de leurs revenus | Les Echos
6Objets connectés : 50 milliards d’émetteurs de CO2 ? - Polytechnique Insights (polytechnique-insights.com)