Une gestion des ressources énergétiques durable grâce à l’IoT

L’IoT, Internet of Things, ou IdO, Internet des objets, permet depuis une vingtaine d’années de connecter entre eux des objets intelligents. Ces technologies regroupent aujourd’hui des appareils comme les thermostats ou les compteurs connectés. Pourtant, le rôle de l’IoT face à la crise énergétique ne s’arrête pas là.

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Les prix de l’énergie ne cessent d’augmenter en France, si bien que le Gouvernement a émis un plan de sobriété . Parallèlement, les entreprises s'engagent de plus en plus envers la protection du climat, devenue un critère d’investissement pour les actionnaires. Les sociétés françaises mettent donc en place diverses stratégies de gestion des ressources énergétiques. Comment la technologie IoT, et plus spécifiquement IIoT (Internet industriel des objets) peut-elle participer à cette lutte pour la sobriété énergétique ?

Des ressources énergétiques sous pression

Une ressource énergétique se définit comme une source d’énergie naturelle, exploitée pour répondre aux besoins des activités humaines, et notamment de l’industrie. Ces besoins relèvent principalement de l’électricité, des transports et du chauffage.

Parmi les sources énergétiques les plus utilisées figurent pour le moment des sources non renouvelables. Il s’agit principalement des combustibles, des énergies fossiles et de l'uranium, à l’origine de l'énergie nucléaire. À ces ressources, s’ajoutent les énergies renouvelables que sont la biomasse, le vent, les rayonnements solaires, l’hydroélectricité et la géothermie.

L’augmentation de la population mondiale et l'amélioration des niveaux de vie dans certains pays impliquent une hausse très rapide des besoins en énergie. Cette croissance s'accompagne mécaniquement d’une surconsommation des ressources naturelles. C’est particulièrement le cas des énergies fossiles, qui sont malheureusement très polluantes. À ces enjeux s’ajoute une crise récente de l’énergie en Europe, partiellement expliquée par la guerre en Ukraine.

L’IoT peut-il donner des réponses à ces enjeux mondiaux stratégiques ? Quel lien entre objets connectés et gestion durable des ressources énergétiques naturelles ?

Quel rapport entre IoT et gestion des ressources énergétiques ?

L’Internet of Things, ou IoT , est aussi connu en France sous le nom d’“Internet des objets”, ou “IdO”. L’IoT désigne un réseau d’objets et de technologies connectés pour communiquer entre eux. Ces objets s’équipent de capteurs intégrés qui récoltent et transmettent des données.

Cet écosystème se base sur une connectivité qui permet de transmettre ces données à une plateforme IoT. Celle-ci les centralise et les analyse. Associée aux big datas, elle enrichit même ces données d’informations qui aident à la prise de décision.

Dans le cadre de la gestion durable de l’énergie, ces technologies intelligentes collectent des données de mesure sur l’environnement (température, humidité, pollution, etc.) et l’énergie consommée. Celles-ci sont stockées et traitées par l’intelligence artificielle (IA) pour en tirer des conclusions.

Ces procédés de monitoring de l’énergie permettent d'identifier des flux, d’envisager des économies d’énergie et de prendre des décisions pour consommer moins et mieux. On parle ainsi de procédure PDCA : Plan, Do, Check et Act, soit planifier une stratégie, la mettre en place, la vérifier et agir en fonction. Le respect de l'environnement peut donc tout à fait être au cœur de la gestion des ressources énergétiques via l’IdO .

L’efficacité énergétique instantanée avec les objets connectés

Un des gros atouts de l’IoT pour atteindre l’efficacité énergétique consiste à afficher un retour sur investissement quasiment instantané. En collectant les données énergétiques, les objets intelligents permettent d’optimiser la consommation d'énergie en temps réel. Le temps de latence entre le moment où un capteur repère une mesure et celui où les flux d’énergie sont révisés est particulièrement bas.

Prenons l’exemple d’un thermostat connecté en entreprise. Le système IoT de l’entreprise permet de repérer les taux de fréquentation d’une salle. À l'heure de fermeture, la salle se vide, rendant inutile les efforts de climatisation ou de chauffage. Un environnement IdO va repérer l'absence de collaborateurs et communiquer la donnée à la plateforme IoT. Le thermostat s’adapte alors automatiquement grâce à l’intelligence artificielle. L’entreprise peut aussi être alertée, et piloter à distance ses flux électriques.

Cette agilité énergétique, l’IoT la doit à des réseaux cellulaires sans fil, capables de connecter des objets sur de longues distances. Il s’agit notamment des réseaux LTE-M et NB-IoT. Ceux-ci relèvent des technologies dites LPWA ou « Low Power Wide Area ». Ces réseaux aident, en outre, à connecter des objets aux batteries particulièrement autonomes. Ces objets connectés servent donc la juste gestion des ressources énergétiques.

Comment l’IdO favorise la gestion raisonnée de l'énergie ?

L’IoT est un domaine de plus en plus mobilisé par les entreprises qui mettent en place des mesures d'efficacité énergétique. Ces démarches impliquent la définition d’indicateurs de performance énergétique, lesdits EnPI. Ces indicateurs n’ont cependant pas lieu d’être sans mesures réelles de la consommation des ressources énergétiques.

Jusqu’ici, les mesures énergétiques passaient par des collectes manuelles et des fichiers Excel. Opter pour l’IoT, c’est injecter de l’automaticité dans vos procédures de gestion énergétique. Les infrastructures de l'Internet of Things permettent en outre de croiser d’importants volumes de données au sein d’une même interface cloud. Les avantages d’une gestion des ressources énergétiques via l’IdO se révèlent ainsi nombreux :

  • les données relatives à vos performances sont accessibles rapidement ;
  • vous visualisez vos performances énergétiques en quelques clics, même à distance ;
  • vos données sont sécurisées et actualisées en temps réel ;
  • le système IoT détecte rapidement les consommations anormales ;
  • vous adaptez votre pilotage des installations en fonction ;
  • si nécessaire, vous programmez des maintenances à distance.

Ces procédures profitent des développements récents de l’Internet industriel des objets. Elles servent particulièrement au développement des smart buildings. Les bâtiments intelligents optimisent effectivement leurs gestions des ressources énergétiques en monitorant leurs installations à distance.

Renouveler l’énergie avec l’Internet of Things

Pour pousser jusqu'au bout la logique d’un IoT au service de la gestion énergétique, l’IoT propose de nouvelles solutions. L’IdO devient ainsi capable de réduire ses propres impacts environnementaux. C’est le cas des objets connectés qui récupèrent l’énergie qui les entourent pour fonctionner en autonomie plus longtemps. On parle dans ce cas d’energy harvesting.

Dans une logique proche de celle des énergies renouvelables, l'energy harvesting, “récupération de l'énergie” en français, consiste à utiliser les sources d’énergie de l’environnement proche pour fonctionner. Un objet connecté peut ainsi utiliser les énergies solaire, vibratoire, électromagnétique, cinétique, la piézoélectricité ou la thermoélectricité. De quoi éloigner les entreprises des énergies fossiles telles que le pétrole, le gaz et le charbon.

L’IoT contourne ainsi une de ses principales difficultés, à savoir l'autonomie des batteries. Les objets connectés n’ont pas besoin de beaucoup d'énergie pour fonctionner. Celle produite par l’environnement peut donc suffire.

Il existe déjà de nombreux exemples d'objets IoT qui fonctionnent sur base d’une simple récupération énergétique environnementale. C'est le cas des réveils solaires, mais aussi des sous-marins. Le constructeur français Naval Group envisage ainsi d’utiliser les vibrations et les changements de températures de ses sous-marins pour assurer l’autonomie électrique de ses détecteurs de fumée et d’humidité.

L’opérateur IoT de renom qu’est Sigfox travaille également à l’injection d’energy harvesting sur son réseau. Il envisage ainsi de capitaliser sur l’énergie ambiante pour alimenter ses capteurs. Le fournisseur a d’ailleurs annoncé il y a un an le développement de modules destinés à réduire l’impact environnemental de leurs dispositifs. Ces modules concernent les applications de mesure intelligente, les capteurs industriels, le suivi des actifs et la surveillance de la qualité de l'air.

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