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De l’importance de l’internet des objets pour la prévention et la réduction des risques industriels

Prévention et réduction des risques industriels - Source Wikipedia

Prévention et réduction des risques industriels – Source Wikipedia

« If you can not measure it, you can not improve it. » « Si vous ne pouvez pas le mesurer, vous ne pouvez pas l’améliorer ».

Cette citation du grand physicien britannique du 19ème siècle, Lord Kelvin est un des principes clés pour l’amélioration de tout service et produit quel qu’il soit et elle s’applique tout naturellement au sujet de cet article « La prévention et la réduction des risques industriels. Les objets connectés qu’ils soient grands publics ou industriels, dédiés aux personnes ou aux infrastructures, sont des éléments importants dans cette mesure et en particulier les capteurs qui y sont intégrés. Et donc avant d’aller plus loin, il est nécessaire de comprendre l’ensemble des éléments qui caractérisent un objet connecté et en particulier le rôle que joue les capteurs (et les actionneurs).

Les capteurs sont des dispositifs transformant l’état d’une donnée physique (ou analogique) – un poids, une température, un composé chimique – en une donnée numérique actionnable et inversement pour l’actionneur, dispositif transformant les données numériques (et l’énergie qui lui sont fournies) en un phénomène physique qui fournit un travail, modifie le comportement ou l’état d’un système – ouvrir une vanne ou une serrure, démarrer un moteur ou un servo-mécanisme, allumer une lumière. Capteurs et actionneurs sont les liens indispensables permettant un échange entre le monde physique et le monde numérique, dans les deux sens. Exemple : un capteur va mesurer la présence de fumée dans une pièce et à partir de cette information, un actionneur va ouvrir physiquement les arroseurs (sprinklers) permettant l’eau d’éteindre un début d’incendie.

Capteurs

Capteurs

Les capteurs permettent de mesurer de nombreux éléments acoustique (son, vibration), chimiques (présence de gaz ou composés chimiques), électriques (intensité, résistance, magnétisme, radio), fluide (débit, vitesse d’écoulement, position, angle, déplacement, distance, vitesse, accélération), optique (lumière, image, couleurs), pression (force, densité, niveau), température, présence …

Ces dispositifs sont déjà présents dans de nombreux objets de notre quotidien à commencer par nos mobiles, nos voitures, nos appareils ménagers et dans de nombreuses industries. Les capteurs génèrent d’immenses quantités de données, qui vont être transportées par de nouvelles formes de connectivités, capable de transporter, de quelques octets toutes les heures (LPWA – NB-IOT, LoraWan, Sigfox) à des coûts très faibles aux énormes quantités de données que génèrent une voiture autonome et qui nécessiteront la 5G.

Les autres composants de cette chaine sont « l’intelligence » (logiciel / plateforme / cloud / Edge / API), les données produites et reçues, l’énergie qui alimente le tout, une interface-utilisateur, les facteurs de forme, un contexte, une identification sans oublier la sécurité, la protection des données et de la vie privée.

Toute la chaine créée, transmet et analyse des données de types, quantités et fréquences très différentes. Un détecteur d’incendie dans une forêt ne va pas générer les mêmes données qu’une caméra vidéo en 24/7.

Enfin, les personnes, les ordinateurs et les objets connectés à cet ensemble très hétérogène appelé « Internet des objets » vont « agir » à travers ces données. Agir signifiant transmettre, partager, informer, décider, actionner, autoriser, authentifier, contrôler, créer, à peu près tous les verbes d’actions auxquels on peut penser parmi lesquels bien entendu « prévenir » des risques.

Pour résumer, le rève de Lord Kelvin de pouvoir tout mesurer pour pouvoir améliorer est non seulement exaucé mais il est simplifié car il nous est possible de traiter automatiquement les mesures grâce à l’avénement du numérique, de ce réseau global et de nouvelles technologies puissantes de traitement de l’information comme l’intelligence artificielle, la blockchain, le cloud et un jour l’informatique quantique.

Ceci dit, même si toute cette technologie est clé, elle n’est pas suffisante car le vrai sujet est toujours l’humain. Quels sont ses besoins et ses rêves ? Comment lui faire gagner du temps, lui faire faire des économies, le protéger dans sa vie professionnelle et dans sa vie personnelle ? Comment protéger l’infrastructure à son service, les bâtiments, les tunnels ou les ponts par exemple comme nous le rappelle tristement l’actualité à Gènes et à Marseille ?

Ce sont les questions à poser en premier lieu, comprendre les besoins et les résoudre grâce aux technologies disponibles ! Il ne faut pas partir des technologies, il faut les utiliser pour résoudre le problème posé. Pour en revenir à la prévention des risques, il ne faut pas se dire, la blockchain, c’est cool, qu’est ce que je peux en faire pour résoudre la sécurité de mes employés. Mais plutôt, quels sont les risques auxquels mes collaborateurs, mes clients ou mon infrastructure sont exposées ? Comment mesurer les éléments les impactant négativement ? Comment réduire les risques découverts ? Et ensuite seulement, chercher les solutions.

Pour résumer, dans le cadre de la prévention des risques comme dans beaucoup d’autres domaines.

  • On ne peux améliorer que ce que l’on peut mesurer.
  • Un nombre incroyable de technologies sont disponibles et (presque) toutes les données physiques peuvent désormais être mesurées, transformées numériquement, partagées à travers de nombreux réseaux de communication, puis traitées par rapport au service à créer ou au problème à résoudre.
  • Ces données numériques, une fois traitées, peuvent être utilisées pour informer, décider, actionner, autoriser, authentifier, contrôler, créer, globalement agir.

Les domaines d’applications dans la prévention et la réduction des risques sont innombrables. Sur les « objets » ou l’infrastructure, on peut donc mesurer et monitorer les changements et agir manuellement (décision humaine) ou automatiquement (actionneurs). Pour les personnes, on peut les localiser ou les suivre en temps réel sur des sites dangereux, monitorer leur signes vitaux ou les avertir d’un danger externe ou interne.

Quelques exemples, à la fois sur l’infrastructure et sur les personnes, dans le bâtiment et dans la santé pour compléter cet article.

Pont connecté

Pont connecté

Quels que soient les industries, les infrastructures sont soumis à de nombreuses contraintes, l’effondrement du pont à Gènes en est donc un récent et dramatique exemple. Comment prévenir les accidents après la construction? En mesurant en temps réel les contraintes subies par le pont comme les changement de température, les vibrations, les phénomènes météorologiques. Une fois défini les contraintes, on ajoute au pont les capteurs correspondants sont intégrés au point et il est possible ensuite par logiciel de le monitorer en temps réel et envoyer des signaux d’alertes en cas de problèmes potentiels. Ce qui se fait pour un pont peut se faire pour un volcan en ajoutant des capteurs en réseau et ainsi tout comme le pont, le volcan est désormais connecté et communiquant. Ils nous préviennent de leurs problèmes de santé.

Parpaing connecté 360SmartConnect

Parpaing connecté 360SmartConnect

Toujours dans le bâtiment, comment aider les ouvriers travaillant sur des murs existants ou dans des tranchées, sans risque de percer une canalisation, un cable électrique. Il faut pouvoir le prévenir du danger, ou montrer facilement ce qui se cache dans le mur. Il existe des solutions utilisant des tags NFC intégrés dans le béton ou des tags RFID UHF protégés pour les tranchées à plus grande profondeur. Les informations ainsi accessibles sur des mobiles ou des lecteurs spécialisés permettent aux intervenants d’agir avec moins de risques pour eux et pour l’infrastructure. On peut également localiser les personnes dans des environnements difficiles (que ce soit sur des chantiers à risque, voire des zones de conflits) grâce au GPS (en extérieur) ou de géolocalisation intérieur.

En allant encore plus loin, avec des capteurs et de l’IA pour traiter d’énormes quantité de données, la maintenance prédictive est à portée de data. Il devient possible de prévoir à l’avance la nécessité de remplacer une pièce sur une machine complexe et couteuse comme un avion. C’est ce que font désormais la sociétés d’ascenseur Schindler et Air France avec son projet Prognos.

Capsule connectée BodyCap

Capsule connectée BodyCap

Autre exemple, BodyCap, une capsule connectée qui s’avale qui permet de mesurer et transmettre la température centrale (ou gastro-intestinale), un signe vital pour les sportifs de haut niveau mais aussi les intervenants en milieu extrême comme les pompiers. Si la température augmente, alors il est vital de retirer le pompier avant des conséquences potentiellement dramatiques.

Réduire les infections nosocomiales à l’hôpital est un énorme enjeu de santé publique. Le problème à résoudre est le non-respect des consignes élémentaires de nettoyage des mains par toutes les personnes présentes dans l’hôpital. La société MediHandTrace propose des solutions à base d’étiquettes RFID qui permettent le rappel aux bonnes pratiques et l’encouragement à se laver les mains régulièrement.

Ces deux derniers exemples posent bien sûr deux sujets clés à intégrer à toute réflexion sur le développement de solutions connectées pour les personnes : la sécurité et le respect de la vie privée, deux sujets amplement débattus avec raison. Sans nous lancer dans un nouveau débat, ces sujets sont plus facilement résolus lorsque la vie de la personne est en jeu.

  • Suivre en temps réel un consommateur dans un magasin sans son consentement et lui proposer des services sur son mobile après avoir récupéré des données de son mobile à son insu, partager voire vendre ces données à d’autres, c’est contraire aux principes fondamentaux du droit à la vie privée.
  • Suivre toujours en temps réel un pompier sur un foyer d’incendie, et l’évacuer à temps grâce à un objet connecté sur le casque ou dans le corps du pompier avec son consentement, c’est sauver des vies.

Les services offerts par l’internet des objets va profondément impacté le monde de la sécurité et des risques industriels. Si le sujet vous intéresse, venez en débattre avec Nicolas de Guillebon de ConnectWave, Isabelle Fayolle, journaliste et moi-même sur le salon ExpoProtection à la Porte de Versailles à Paris demain jeudi 8 novembre à 14:00 sur le Live.

A suivre … dès demain jeudi.

Pierre Métivier
@PierreMetivier

Pour aller plus loin

Une nouvelle étonnante application de la technologie NFC dans la foodtech … quoique.

NFC Food sensor (c) University of Texas at Austin

NFC Food sensor (c) University of Texas at Austin

Quand on pense aux applications et services développés grâce à la technologie sans contact NFC , en premier vient le paiement, puis les cartes de transport, et l’accès, ses cartes vous permettant d’accéder à votre bureau. Il y a de nombreuses applications que ce blog s’efforce à vous présenter régulièrement aussi bien dans l’énergie, la mode, le commerce, la smart city, la smart home, le tourisme, le vin, les jeux, les voitures, l’affichage urbain, la sécurité, … et plein d’autres domaines grand public et industriels.

Ceci dit, un article récent de Michael Wolf dans TheSpoon, un blog autour de la foodtech, intitulé  » Scientists Transform NFC Tags Into Spoiled Meat Sensors « , présente les travaux de chercheurs de l’Université du Texas à Austin travaillant sur un capteur de gaz directement intégré à une étiquette NFC permettant la mesure du degré de fraicheur d’une nourriture. Ce capteur serait capable de détecter des « amines biogènes » qui sont produites en grande quantité lors de la décomposition d’une viande par exemple. Pour la suite, la description est un peu floue, « le capteur déclencherait les NFCs qui transmettraient l’information à un mobile proche » (*) ce qui me parait difficile techniquement si l’étiquette est passive. Il faut plutôt lire, «il sera donc possible, en approchant simplement un mobile NFC du paquet de viande dont l’emballage (ou un packaging / vitrine adapté) est équipé de l’étiquette NFC modifiée de savoir si la viande est consommable ou pas». L’article rappelle que « Selon les centres américains de contrôle et de prévention des maladies, 48 millions de personnes aux États-Unis sont victimes d’intoxications alimentaires. Environ 125 000 personnes sont hospitalisées et 3 000 en meurent». C’est donc bien plus qu’une simple expérimentation mais une recherche fondamentale pour réduire le nombre de victimes d’intoxications alimentaires.

Another RFID food sensor

Another RFID food sensor – 2011

Ce détournement de la technologie NFC / RFID pour une utilisation liée à la fraicheur d’un aliment n’est pas une première. En 2011, dans le cadre de la RFID Journal Live Conference autour de la RFID, la famille de protocoles de communication dont fait partie le NFC, une entreprise, Avery-Dennison, montrait sur son stand une expérimentation à la finalité équivalente mais avec une approche technologique différente. Nous en avions parlé dans ce blog. Cette expérience consistait à enduire une étiquette RFID d’un produit chimique sensible à l’ammoniaque. L’augmentation du niveau d’ammoniaque dans l’atmosphère faisait réagir le produit chimique et changeait les caractéristiques de l’étiquette. Lorsque l’étiquette RFID était lue, l’information renvoyée était différente suivant le niveau d’ammoniaque, ce qui permettait de mesurer de manière très économique la qualité d’une nourriture telle que le poisson cru d’un sashimi ou d’un sushi.

Ce double détournement étonnant de technologie pourrait avoir des conséquences très positives dans le domaine de la santé.

A suivre.

Pierrre Métivier

Pour aller plus loin

(*) The sensors then switched on the NFCs so they could transmit this information to a nearby smartphone.

Les domaines d'applications du NFC (c) Pierre Metivier

Les domaines d’applications du NFC (c) Pierre Metivier

Lorsque la pierre liquide devient également connectée

Rencontres de l'industrie cimentière

Rencontres de l’industrie cimentière

Le 18 janvier 2018 se sont déroulées les Rencontres de l’Industrie Cimentière dans un lieu symbolique pour cette industrie, la halle Freyssinet qui abrite en son écrin la Station F. L’occasion de montrer que l’industrie du ciment, non seulement a toujours été innovante mais qu’elle continue à l’être à travers des développement commun avec la recherche, des présentations de startups et l’annonce de la création du Cement Lab dans le cadre de la StationF.

Lorsqu’on parle innovation, il est rare que le ciment ou le béton viennent à l’esprit, et pourtant, ces deux inventions ont marqué leur temps comme l’ont rappelé les différents intervenants.

Le ciment, la pierre liquide comme l’avait surnommé Arago, a été inventé par Louis Vicat en 1817  il y a donc deux cent ans. Une révolution dans la construction et Louis Vicat, n’ayant volontairement pas déposé de brevet pour que sa découverte soit accessible à tous, a permis que son invention se répande partout dans le monde. Le ciment est devenu un élément indispensable à la composition du béton. Autre inventeur à l’honneur pendant cette rencontre, Eugène Freyssinet, un inventeur peu connu du grand public et pourtant, créateur du béton précontraint. L’événement se déroule dans une halle qu’il a conçu, qui porte son nom et qui est maintenant la « maison » de la Station F.

A l’occasion de ces rencontres, le SFIC, le Syndicat Français de l’Industrie Cimentière a annoncé la création de son Cement Lab, un écosystème de startups favorisant l »innovation dans le secteur du ciment. Le rôle de ce lab sera de réflechir autrement en particulier sur des sujets comme les besoins liées à transition écologique, le traitement et la valorisation des déchets, le recyclage et avec le but de diminuer par un facteur quatre les émissions liées à l’industrie. Construire mieux, plus vite et moins cher. Le Cement Lab devra également développer une dynamique d’échanges entre l’industrie, la recherche et les startups pour répondre aux enjeux de la transition énergétique.

Rencontres de l'industrie cimentière

Rencontres de l’industrie cimentière

Quelques autres points forts de cet événement :

  • Un zoom sur la rénovation de la Halle Freyssinet par Anne Bernard-Gély (SFIC) et Thomas le Diouron (Impulse Partners) – Construit vers la fin des années 20, la halle est fabriquée en béton armé, le symbole de la modernité de l’époque. Jean-Michel Villemote la rénove pour créer le plus grand incubateur de startup du monde avec 20 programmes d’accélération et la proximité de fonds d’investissements.
  • La recherche à l’honneur et en particulier la mise en place de la diffraction rayons X en cimenterie, présentée par Frédéric Dunstetter.
  • La présentation de cinq startups :
    • 360 Smart Connect, le créateur du béton connecté dont la proposition est de faire parler le béton, en utilisant la technologie NFC, bien connue des lecteurs de ce blog
    • Smart Cast, batisseur d’innovation, coffrage de dalles novateur
    • Vizcab by Combo solutions, favoriser la créativité autour d’objectifs énergie et carbone qualifiés et partagés.
    • Airware, les drones au service des cimentiers
    • XtreeE – Impression 3D à base de béton

Le discours de clôture est revenu à Jérôme Stubler, PDG de Vinci Construction, une entreprise bien sûr grande consommatrice de ciments et autres produits et matériaux dérivés. Premier souhait – améliorons ensemble l’image du béton. Mettons moins de ciment dans le béton. Même si, l’industrie a réduit depuis 1990 de 39% les émissions de CO2 conséquentes à la fabrication du ciment, Jérôme Stubler, invite l’industrie à réduire de nouveau de 50% dans les 5 ans. Un dernier message à l’intention des services publics, « laissez nous construire des bâtiments expérimentaux. »

Pendant la réception qui a suivi, la musique ambiante nous parvenait d’enceintes en béton pour un son éponyme bien entendu, des enceintes signées « Le pavé parisien » un projet en financement participatif sur KissKissBankBank.

Un événément qui montre une fois de plus qu’aussi bien l’innovation que l’internet des objets touchent toutes les industries y compris bien sûr les matériaux de construction.

A suivre (avec un compte rendu d’Intermat et de World of Concrete)

Pierre Métivier

Pour aller plus loin