Le choix des composants et leur approvisionnement, un enjeu dans le développement d’objets connectés

Aujourd’hui, Ob’dO souhaite partager avec vous les spécificités de développement d’un « objet connecté », plus particulièrement de rappeler les fonctions qui le composent et les stratégies à adopter pour une solution industrielle pérenne. 

Pour les moins initiés à cet écosystème, voici une définition généraliste de ce qu’est un objet connecté : objet constitué d’un ou plusieurs composants permettant d’effectuer des mesures interrogeables à distance par le biais d’un réseau de communication. Un objet qui concentre donc différentes technologies pour fonctionner.

Quatre éléments sont essentiels lors de la réalisation d’un objet connecté :

• Le capteur qui va permettre de mesurer un phénomène physique (mouvement, humidité, température, pression atmosphérique, son, flux, électricité…), selon le phénomène physique à observer, la quantité d’information va varier. 
• Le logiciel embarqué, plus communément appelé intelligence embarquée, est en charge de la gestion de l’information récupérée par le capteur. Il s’occupe plus spécifiquement de gérer les données et de réaliser un prétraitement avant sa transmission. L’intelligence réside également dans la fréquence d’envoi de données qui peut être décidée à intervalle régulier de manière automatique. Il est également possible de demander l’envoi à distance ou lorsque que la mémoire a atteint sa capacité maximale de stockage.
• La communication radio, une fois l’information récoltée, stockée et potentiellement prétraitée, la puce de transmission va se charger de l’envoi de cette information. Plusieurs protocoles radios peuvent se combiner pour réaliser des fonctions de commandes de l’objet ou d’envoi de données selon leur volume.
• L’énergie : de plus en plus les objets connectés ont une forte connotation de mobilité. Les objets sont en capacité de bouger ou de se déplacer. L’enjeu principal est de trouver le mode d’énergie le plus pertinent mais également de réduire au maximum la dépense d’énergie des différents composants avec des stratégies énergétiques pour augmenter la durée de vie en opération de l’objet. 

La communication radio et l’énergie sont deux éléments très liés sachant que la transmission de données est la fonctionnalité la plus énergivore au sein d’un objet connecté. Il est possible d’agir sur le type de batterie mais également sur le protocole radio et la fréquence d’envoi de l’information (plus la quantité de données est faible, moins le système est énergivore). En effet, certains protocoles radio sont plus économes en énergie mais ont, en contrepartie, une capacité d’envoi limitée (la technologie BLE ou LoRa par exemple). Pour rajouter un défi, l’environnement dans lequel l’objet connecté sera utilisé est à prendre en compte. Les environnements contraignants obligent l’utilisation de certains composants plutôt que d’autres.

Enfin, une fois l’architecture et le type de composants établis, l’autre enjeu des ingénieurs réside dans l’approvisionnement des différents composants électroniques disponibles sur le marché et leur disponibilité en fonction de la fluctuation des demandes du marché mondial. La difficulté se trouve dans la sélection des produits les plus performants mais également les plus disponibles dans le temps en misant sur le fournisseur le plus sûr afin de garantir une durée d’approvisionnement tout au long du produit. Quelle douche froide pour ceux qui avaient misé sur le processeur INTEL Edison pour le développement d’objets connectés en s’appuyant sur la notoriété internationale du fabriquant de processeur.

Autre exemple, en 2017 le marché des composants a subi une grande pénurie à l’échelle mondiale. En effet, le secteur a connu cette année-là une forte croissance (20%) de la demande, notamment dû à l’accroissement du développement d’objets connectés, des voitures autonomes, de la domotique etc. Ce domaine est aujourd’hui l’un des plus imposants à l’échelle mondiale et l’ensemble des nouvelles technologies en sont composées. C’est pourquoi de nombreux dispositifs ont été mis en place afin de palier à de potentielles pénuries. En France, des instances (ACSIEL, SNESE et SPDEI) ont été créées au sein de la filière pour prévenir d’un risque d’approvisionnement et communiquer en permanence sur les évolutions du marché. Aujourd’hui, le secteur s’interroge sur les conséquences du Corona Virus sur les filières d’approvisionnement de composants électroniques dont une grande partie d’entre elles sont localisées en Chine. 

La durée de vie des composants est également essentielle dans le développement d’objets connectés. Un développement prenant 1 à 2 ans pour arriver à un produit mature et industrialisable, il serait dommage de se rendre compte au moment du lancement de production en volume que le composant clé n’est plus disponible car devenu obsolète par décision du fournisseur qui le considère peu rentable. Le fournisseur propose généralement une nouvelle génération plus performante mais pas forcément réutilisable sur la carte électronique de l’objet sans passer par des modifications matérielles et bien sûr logicielles. A cela se rajoute potentiellement une augmentation du prix du nouveau composant dont il faudra aussi gérer les faiblesses de jeunesse que le fabricant aura omis de résoudre pour atteindre le sacro-saint « Time to market ». L’ensemble de ces paramètres, souvent délicat à appréhender, permet de développer des produits performants et industrialisables. Comme dans tous les secteurs, c’est un réel travail de veille technologique qui est à consolider pour rester informé des dernières technologies et des niveaux de maturité de chacune. Dans le secteur des hautes technologies, cette veille est plus intensive à cause du développement constant de nouvelles technologies. 

Vous l’aurez compris, il est essentiel de bien appréhender le cas d’usage et trouver la meilleure combinaison possible entre les composants afin de développer au mieux un objet connecté adapté au besoin et fabricable sur l’ensemble de la durée de vie de l’objet connecté.