Smart City et IoT (2/2) : quel réseau pour les villes intelligentes ?

L’Internet des objets est au cœur des stratégies smart city des villes françaises, mais la question du réseau IoT à utiliser se pose avec force pour les responsables municipaux. Si les réseaux s’appuyant sur la 4G tendent à être abandonné au profit de réseau basse fréquence et basse puissance (LPWAN) type LoRa ou Sigfox, les villes doivent choisir : s’adosser à un réseau existant ou créer le leur ?

Nous avons vu, dans la première partie de notre étude, quel place prenait l’Internet des objets (IoT) dans les stratégies smart city des villes françaises, et les freins existant à leur développement (gestion de la donnée, question du maillage, interopérabilité entre villes). Le choix du réseau pour transmettre les données produites par les objets et les ordres de pilotage est également une question centrale.

Préférer les réseaux LPWAN basse consommation aux réseaux 3G ou 4G

Si des technologies comme les réseaux 4G, le WiFi ou le bluetooth demeurent utilisées pour piloter des objets, le coût et les limitesde ces technologies n’en font pas des solutions d’avenir pour l’IoT orienté smart city. Le WiFi ou le bluetooth ont des avantages pour créer des mini-réseaux locaux, à l’échelle d’une maison ou d’un bâtiment, mais pour développer l’IoT à l’échelle d’une ville, les réseaux WAN, « Wide Area Network », longue portée, sont à privilégier.

Utiliser directement la 4G pour créer un réseau WAN est une solution pratique, techniquement mature, mais lourde et particulièrement coûteuse ; la majorité des opérateurs smart city privilégient désormais les réseaux LPWAN (« Low Power Wide Area », faible puissance et large étendue), pour des applications à faible débit de données, avec une longue autonomie de batterie, et qui fonctionnent sans surveillance pendant de longues périodes. Autre avantage : la durée de vie d’un capteur LPWAN est importante (une dizaine d’année), là où une puce GSM doit être remplacée au bout d’un an ou deux.

Les opérateurs LoRa et Sigfox, des solutions matures clés en main

Et si certains grands opérateurs, comme Verizon aux Etats-Unis, développent actuellement des réseaux LPWAN adossés à leurs réseaux 4G, les deux technologies les plus utilisées en France sont les réseaux LoRA et Sigfox.

Le premier est en réalité une norme, utilisée par plusieurs opérateurs réseaux différents, membres de la LoRa Alliance ; cette dernière fédère aujourd’hui plus de 400 industriels et opérateurs, et disposent de plus de 4 300 antennes en France. Sigfox est un réseau spécifique, créé par une start-up française, et qui tend à s’imposer au niveau mondial comme la référence des réseaux à basse fréquence libre et à faible puissance ; il couvre aujourd’hui 90% du territoire français. D’autres alternatives privées existent, comme les réseaux RPMA ou Qowiso.

Utiliser un réseau existant ou créer son propre réseau ?

Dans tous les cas, une ville qui choisit de développer sa politique IoT en utilisant un de ces réseaux existants doit facture à un opérateur réseau la location de cette connectivité. Pour une grande ville qui souhaite développer une stratégie IoT ambitieuse, l’alternative est simple : doit-elle développer son propre réseau ou passer par ces opérateurs ?

En effet, la taille des services municipaux des grandes villes de France peut rendre rentable la création d’un réseau dédié, que la smart city contrôle intégralement. Si l’investissement de départ peut être important, les économies sont rapidement au rendez-vous, pour peu que la ville dispose de techniciens compétents pour calibrer et gérer le réseau en temps réel.

La solution la plus simple (et la plus onéreuse) reste d’utiliser les réseaux existants, qu’il faudra louer pendant toute la durée d’utilisation de l’IoT – à vie, donc, si ces technologies se pérennisent : “On se branche sur LoRa ou Sigfox, on loue de la capacité, mais on n’investit rien”, explique Jean-Philippe Clément, administrateur général des données de la ville de Paris. Les équipes municipales de la capitale ont déjà missionné une étude pour déterminer si Paris est capable d’installer et d’opérer son propre réseau, et si cette solution est bel et bien rentable.

Bordeaux teste sa capacité à piloter elle-même son réseau LoRa

La ville de Bordeaux, elle, a décidé de se lancer dans un test grandeur nature pour déterminer la meilleure solution. Le responsable de cette vaste opération (500 capteurs installés dans le quartier du nouveau stade Matmut Atlantique), Christophe Colinet, chargé de mission métropole intelligente à Bordeaux Métropole, ne cache pas sa préférence a priori : tout installer et contrôler soi-même. “On installe tout, donc le réseau nous appartient. Une fois l’investissement de base réalisé, le réseau ne coûte plus rien, hormis de faibles dépenses de maintenance” détaille le chargé de mission.

L’expérimentation durera jusque fin 2018, et vise à déterminer si les équipes municipales peuvent gérer seules le réseau LoRa mis en place, ou si une expertise extérieure est nécessaire : “Toute la difficulté pour la collectivité est de maîtriser la technologie et d’avoir les équipes dédiées pour s’en occuper. Ce test est aussi un moyen de choisir entre exploiter le réseau LoRa nous-mêmes et passer par une délégation de service public », expose Christophe Colinet.

Nice a déjà choisit de créer son propre réseau IoT

De son coté, Nice, la championne française des smart grids, en pointe sur l’IoT, forte de nombreuses expérimentations, a déjà décidé : “Nous avons choisi de maitriser et de sécuriser de bout en bout l’infrastructure numérique composant la plateforme de l’internet des objets, à commencer par sa première brique : le réseau de collecte sur lequel sont connectés les capteurs”, expose un porte-parole de la municipalité.

Nice ambitionne ainsi de mettre en place son propre réseau LPWAN, géré par les équipes municipales, d’abord uniquement pour la collecte des données, mais en visant, à terme, une mutualisation des réseaux numériques. L’objectif final est, pour Nice, de disposer de son propre “réseau fédérateur des objets connectés”.

Ces choix de gouvernance numérique forts auront un impact technologique et financier sur les villes dont les conséquences se feront sentir pendant des années, voire des dizaines d’années. Ils devront donc être fait en pleine connaissance de cause. Mais l’existence même de ces débats prouve que les villes françaises veulent enfin accélérer leurs stratégies smart city et IoT – une excellente nouvelle en soi.