L’Internet industriel des objets (IIoT) expliqué

Une seule usine intelligente peut générer des volumes de données comparables à ceux d’une petite ville. Ce flux d’informations est alimenté par l’IoT industriel. IIoT signifie Internet industriel des objets : il connecte les machines, les capteurs et les personnes au sein d’un système intelligent et réactif.

Contrairement aux configurations traditionnelles, où les données peuvent être collectées sans être utilisées, l’IIoT peut transformer ces données en informations utiles et en actions éclairées. Les solutions IIoT permettent de collecter, d’analyser et de traiter des données en temps réel. Elles aident ainsi les industries à accroître leur productivité, à réduire les temps d’arrêt et à prendre des décisions plus rapides et plus avisées.

En fait, de nombreux grands secteurs adoptent rapidement l’IoT industriel dans leurs installations. De l’utilisation de l’IoT dans les usines et les plateformes pétrolières aux hôpitaux et aux exploitations agricoles, ces technologies alimentent une nouvelle vague d’innovation. Les machines intégrant l’IIoT peuvent s’adapter et signaler les problèmes en temps réel.

Dans cet article, nous allons découvrir ce qu’est l’IoT industriel et son impact dans différents secteurs. Nous examinerons également de plus près le rôle de la vision par ordinateur dans les solutions d’IoT industriel. La vision par ordinateur est un sous-domaine de l’intelligence artificielle (IA) qui permet aux machines d’interpréter et de comprendre les données visuelles. C’est parti !

Qu’est-ce que l’IoT industriel (IIoT) ?#

L’Internet industriel des objets est un cadre qui permet de rendre les machines plus intelligentes en les connectant à des capteurs, à des appareils en périphérie et à des systèmes de traitement des données en temps réel. C’est comme si l’on dotait les équipements d’usine d’un cerveau, capable de collecter, de partager et de traiter automatiquement les données.

Les composants de l’IIoT, comme les capteurs, les étiquettes RFID et les actionneurs, sont reliés par un réseau qui permet aux machines d’échanger des données. Les entreprises peuvent ainsi améliorer l’efficacité, la sécurité et la fiabilité de leurs opérations.

Prenons l’exemple de l’IoT dans le secteur manufacturier. Les capteurs IIoT jouent un rôle essentiel dans l’automatisation des convoyeurs, car ils surveillent en continu la production des machines. Si celle-ci passe sous les niveaux attendus, le système peut détecter le ralentissement et avertir automatiquement les équipes de maintenance afin qu’elles examinent et résolvent le problème.

Outre le secteur manufacturier, l’IIoT est également utilisé dans des secteurs comme l’énergie, les services publics et le secteur pétrolier et gazier. Au lieu de dépendre d’anciennes machines fonctionnant de manière isolée, l’IIoT révèle les données jusque-là inexploitées que ces systèmes ont toujours générées et les transforme en informations précieuses grâce à l’analyse en temps réel.

Comment fonctionne l’IIoT ?#

L’automatisation industrielle et l’IoT s’appuient sur un réseau d’appareils intelligents et de capteurs qui communiquent en permanence et échangent des données en temps réel. Ces appareils peuvent être fixés sur des machines, des véhicules ou des équipements dans des usines, des entrepôts intelligents et d’autres environnements industriels.

Les données collectées sont transmises à un système central, dans le cloud ou sur site via l’informatique en périphérie. Elles y sont analysées pour repérer des tendances et générer des informations utiles. Ces informations favorisent une meilleure prise de décision. Elles peuvent, par exemple, servir à détecter rapidement les problèmes de performance, à prévoir les besoins de maintenance des machines, à automatiser les tâches courantes et à renforcer la sécurité au travail.

Les solutions IIoT utilisent aussi généralement des boucles de rétroaction pour effectuer des ajustements en temps réel. En fonction des données reçues, les machines peuvent modifier automatiquement des réglages comme la vitesse ou la température. Ces boucles peuvent également déclencher des alertes pour les opérateurs ou lancer des actions automatisées en cas de dysfonctionnement. Elles assurent ainsi l’efficacité des opérations et limitent les temps d’arrêt.

Les technologies IIoT au service de l’innovation#

Maintenant que nous comprenons mieux ce qu’est l’Internet industriel des objets et son fonctionnement, examinons de plus près les technologies IoT utilisées dans l’automatisation industrielle.

Voici un aperçu rapide des principaux composants :

• Informatique en périphérie : elle traite les données près de leur source, par exemple des capteurs ou des passerelles locales, afin de réduire la latence et de permettre des réponses immédiates. Elle peut, par exemple, déclencher l’arrêt d’une machine en surchauffe avant qu’elle ne subisse des dommages.
• Plateformes cloud : elles centralisent le stockage, prennent en charge les analyses à grande échelle et permettent l’accès à distance. Elles peuvent également agréger les données de plusieurs sites pour repérer des tendances, optimiser les performances et appuyer les décisions stratégiques.
• Connectivité 5G : la technologie 5G peut offrir une communication à haut débit et à faible latence pour des milliers d’appareils connectés. Elle ouvre la voie à une automatisation réactive, à la robotique mobile et au contrôle qualité en temps réel.
• Capteurs et actionneurs : les capteurs collectent des données essentielles comme la température, la pression et les vibrations. Les actionneurs utilisent ces données pour effectuer des ajustements physiques. Ensemble, ils assurent une surveillance continue et des réponses automatisées en temps réel.
• IA et apprentissage automatique (ML) : Ces technologies peuvent analyser les données pour détecter des motifs, prédire les pannes et optimiser les processus. Au fil du temps, elles améliorent la prise de décision, réduisent les temps d’arrêt et renforcent l’efficacité générale.

Les avantages de l’IIoT dans tous les secteurs#

Passons en revue certains des principaux avantages de l’IIoT et voyons comment ils redéfinissent les opérations dans divers grands secteurs.

De nombreuses entreprises utilisent déjà des solutions d’IoT industriel. En fait, le nombre d’appareils IoT connectés dans le monde devrait dépasser les 31 milliards d’ici 2030. Si ces solutions sont si largement acceptées et adoptées, c’est parce que l’IIoT apporte une valeur claire et mesurable.

L’un des principaux atouts des solutions IIoT tient à la visibilité qu’elles offrent en temps réel. En collectant et en analysant les données en continu, ces systèmes donnent aux organisations une vision immédiate de leurs opérations.

Un autre avantage majeur de l’IIoT est qu’il facilite la gestion des opérations. Grâce aux données en temps réel, les machines et les processus peuvent être ajustés immédiatement, ce qui réduit les retards et garantit l’efficacité. Il réduit également les coûts de maintenance, car les problèmes peuvent être détectés tôt et résolus rapidement.

En outre, les solutions IIoT améliorent l’efficacité énergétique, réduisent le gaspillage et limitent le besoin de main-d’œuvre manuelle. Elles renforcent la sécurité au travail en détectant rapidement les situations dangereuses et en prenant automatiquement des mesures pour prévenir les accidents.

Cas d’utilisation courants de l’IIoT#

Aujourd’hui, l’IIoT transforme activement le fonctionnement des industries. De la santé et de la logistique à la construction et à l’agriculture, les organisations adoptent les technologies IIoT pour obtenir des résultats plus intelligents, plus rapides et plus fiables.

Production d’énergie grâce à l’IoT industriel#

Le secteur de l’énergie est généralement associé aux équipements lourds de grande envergure, comme les appareils de forage, les raffineries et les plateformes offshore. Bien que ces systèmes alimentent le secteur depuis des décennies, l’Internet industriel des objets (IIoT) transforme leur fonctionnement en coulisses.

Les entreprises du secteur de l’énergie utilisent l’IIoT pour améliorer leur efficacité et développer leurs activités. Il leur offre davantage de contrôle en leur donnant une visibilité en temps réel sur ce qui se passe sur le terrain.

Comme il n’est pas toujours réaliste de remplacer des réseaux électriques entiers par des systèmes intelligents, l’IIoT permet de moderniser les infrastructures existantes sans changements majeurs. Il facilite aussi la surveillance des équipements à distance, comme les unités de pompage ou les éoliennes, afin que les exploitants puissent assurer le bon fonctionnement des installations et prolonger la production d’énergie.

Fig. 1. Exemples de différents types de capteurs IoT utilisés pour collecter des données. (Source)

Un excellent exemple d’IIoT dans la production d’énergie est son utilisation pour surveiller les pompes électriques submersibles (ESP). Ces pompes sont installées dans les puits de pétrole pour faire remonter les fluides à la surface et sont essentielles à l’extraction du pétrole. Elles peuvent toutefois tomber en panne sans avertissement, entraînant des retards et des réparations coûteuses.

Pour éviter cela, un groupe de chercheurs a créé un système appelé framework I²OT-EC. Celui-ci combine l’IoT industriel et l’informatique en périphérie. Le système peut suivre en temps réel des facteurs comme la température et la pression. Il devient ainsi plus facile de repérer les problèmes tôt, de planifier la maintenance avant les pannes et d’assurer le bon fonctionnement des pompes.

Comment les solutions IIoT transforment les soins de santé modernes#

L’IIoT dans le secteur de la santé, également appelé IoT médical, contribue à rendre les systèmes de santé plus efficaces et à alléger la charge de travail des professionnels de santé. En connectant les dispositifs médicaux à des systèmes d’intelligence artificielle, l’IIoT favorise une meilleure prise de décision, réduit le risque d’erreur humaine, améliore les résultats pour les patients et aide les hôpitaux et les cliniques à fonctionner plus efficacement.

Par exemple, les patients peuvent être surveillés en continu à l’aide d’appareils portables comme les moniteurs de fréquence cardiaque et de glycémie. Ces appareils peuvent détecter les premiers signes de problèmes de santé et même envoyer des alertes d’urgence aux médecins en temps réel. À mesure que ces technologies évoluent, des solutions IIoT plus spécialisées sont développées pour répondre à des besoins médicaux précis.

Impedimed est un exemple intéressant d’appareil de santé reposant sur l’IIoT. Il peut détecter le risque de lymphœdème, un effet secondaire fréquent du traitement du cancer du sein qui provoque un gonflement des bras ou des jambes.

Cet appareil IoT ressemble à une balance. Les patients peuvent se tenir dessus pieds nus et poser les bras sur une plateforme. Il envoie un léger courant électrique dans le corps pour mesurer le niveau de liquide et la composition corporelle. Les résultats sont traités en moins d’une minute à l’aide d’un logiciel cloud, puis transmis par un portail Web et ajoutés au dossier médical électronique du patient afin que les médecins puissent les consulter facilement.

Fig. 2. Un appareil de santé basé sur l’IIoT (Source)

Une agriculture plus intelligente grâce aux solutions d’IoT industriel#

De même, l’IoT dans le secteur de l’agriculture peut aider les agriculteurs. Grâce aux outils IoT, ils peuvent mieux gérer leurs cultures et leur bétail à l’aide d’informations en temps réel et avec une plus grande précision. Les appareils IoT peuvent être placés dans le sol, fixés sur des machines ou même portés par des animaux afin de surveiller des paramètres comme la température, l’humidité, l’humidité du sol, les niveaux de nutriments et le comportement des animaux.

Les données collectées peuvent être analysées pour aider les agriculteurs à prendre des décisions fondées sur les données concernant l’irrigation, la fertilisation, la lutte contre les nuisibles et la gestion globale de l’exploitation agricole. Ces informations en temps réel leur permettent d’utiliser les engrais plus efficacement, de réduire le gaspillage et de mieux planifier les itinéraires des véhicules agricoles. Cela permet de gagner du temps et d’économiser des ressources tout en augmentant la productivité.

Fig. 3. Une sonde de sol basée sur l’IoT industriel, utilisable dans les exploitations agricoles (Source)

L’IIoT dans le secteur manufacturier : une production plus intelligente à grande échelle#

L’Internet industriel des objets (IIoT) dans le secteur manufacturier consiste à utiliser des appareils connectés intelligents et des capteurs pour collecter des données en temps réel provenant des machines et des lignes de production. Ces données sont ensuite traitées et analysées afin d’obtenir des informations qui aident les usines à fonctionner plus efficacement.

Grâce aux solutions IIoT, les fabricants peuvent détecter et corriger les problèmes rapidement, réduire les temps d’arrêt grâce à la maintenance prédictive et gérer les stocks plus efficacement à l’aide de capteurs en périphérie. Au final, cela se traduit par une meilleure qualité des produits, une réaction plus rapide aux problèmes et des coûts d’exploitation plus faibles.

De même, l’IoT dans l’Industrie 4.0 offre une plus grande flexibilité de production, ce qui permet aux fabricants de passer plus facilement d’un type de produit à un autre ou de personnaliser les commandes. Il rend également la fabrication des biens et des matériaux plus agile, précise et rentable. L’utilisation de l’IoT dans le secteur manufacturier peut aussi garantir la sécurité et la fiabilité des équipements.

Par exemple, garantir la sécurité et la fiabilité des équipements de fabrication de produits chimiques est essentiel, en particulier pour la manipulation de produits chimiques toxiques ou inflammables. Les méthodes de maintenance traditionnelles ne permettent souvent pas d’obtenir des informations en temps réel. L’utilisation de l’IIoT dans la fabrication de produits chimiques peut contribuer à résoudre ce problème.

Fait intéressant, certains fabricants utilisent désormais l’IIoT parallèlement à la réalité augmentée (AR) pour la maintenance des équipements. La réalité augmentée est une technologie qui affiche des informations numériques, comme des images, des données ou des instructions, par-dessus une vue du monde réel, généralement au moyen de lunettes ou de casques intelligents.

Dans cette configuration, des capteurs sans fil et l’informatique en périphérie surveillent les équipements en temps réel et envoient les données directement aux casques de réalité augmentée portés par les équipes de maintenance. Les techniciens peuvent ainsi voir devant eux les données de performance en direct ou les alertes, ce qui les aide à repérer rapidement les problèmes, à réduire les coûts de maintenance et à prendre plus vite des décisions éclairées.

Fig. 4. Les équipes de maintenance peuvent consulter les données de l’IoT industriel au moyen de leurs casques de réalité augmentée (Source)

Le rôle de la vision par ordinateur dans l’IoT industriel#

Une autre technologie qui transforme les solutions IoT est la vision par ordinateur. La vision par ordinateur est une branche de l’intelligence artificielle qui traite et analyse les données visuelles.

Plus précisément, les modèles de vision par ordinateur comme Ultralytics YOLO11 prennent en charge diverses tâches, notamment la détection d’objets (identifier et localiser des objets dans une image) et l’estimation de pose (déterminer la position et l’orientation d’une personne ou d’un objet).

Grâce à ces capacités, les systèmes IoT peuvent reconnaître les informations visuelles et y réagir en temps réel. C’est particulièrement utile pour des applications comme le contrôle qualité dans le secteur manufacturier.

Par exemple, dans une usine, l’IIoT peut transmettre les données visuelles de la ligne de production à un système d’IA visuelle. Un modèle de vision par ordinateur, comme YOLO11, analyse ensuite les images pour détecter les défauts des produits. Si le modèle repère un problème, celui-ci peut être rapidement signalé et résolu sans délai.

Cela améliore la qualité des produits, réduit les erreurs et rend les opérations plus sûres et plus efficaces. Pour obtenir des résultats encore plus rapidement, il est possible d’utiliser l’informatique en périphérie. Dans cette configuration, les données sont traitées directement sur des appareils en périphérie, au point de capture, ce qui permet de prendre des décisions en temps réel sans envoyer les informations vers le cloud et d’éviter les retards potentiels.

Fig. 5. Exemple d’utilisation de YOLO11 pour surveiller une chaîne de production. (Source)

Défis et points à prendre en compte pour l’IIoT#

Maintenant que nous avons vu comment les solutions d’IoT industriel peuvent profiter à différents secteurs, il est également important d’examiner de plus près les défis liés à leur mise en œuvre. Comprendre ces défis est essentiel pour tirer le meilleur parti des solutions IIoT et garantir un déploiement réussi.

Voici quelques limites à prendre en compte :

• Intégration aux équipements anciens : De nombreuses usines s’appuient encore sur des machines anciennes qui n’ont jamais été conçues pour fonctionner avec des technologies basées sur l’IoT. L’intégration de fonctionnalités intelligentes d’IoT industriel à ces systèmes existants peut coûter cher. Elle nécessite souvent des adaptateurs ou des convertisseurs spéciaux pour permettre la communication entre les anciens et les nouveaux équipements.
• Défis liés à la cybersécurité : La connexion de machines existantes à Internet entraîne de nouveaux risques de sécurité. Comme ces machines n’ont pas été conçues à l’origine en tenant compte de la cybersécurité, elles sont davantage exposées aux cyberattaques. Beaucoup ne disposent pas de protections de base, comme la protection par mot de passe ou le chiffrement des données, ce qui en fait des cibles faciles pour les pirates informatiques.
• Maintenance des appareils intelligents : Même si les systèmes IIoT peuvent simplifier les opérations, les appareils intelligents nécessitent toujours un entretien régulier. Les capteurs et les autres équipements doivent être vérifiés, mis à jour ou remplacés de temps à autre pour que tout fonctionne correctement. S’ils ne sont pas entretenus comme il se doit, les données risquent de devenir peu fiables et de causer des problèmes.
• Manque de compétences au sein du personnel : L’IoT industriel associe des équipements traditionnels à des technologies numériques avancées, ce qui nécessite un personnel possédant ces deux types de compétences. Certaines organisations peuvent rencontrer des lacunes dans ce domaine, mais cela représente aussi une excellente occasion de renforcer les compétences et de favoriser le développement. Avec la formation et le soutien adaptés, les équipes peuvent s’adapter avec succès et tirer pleinement parti de l’IIoT.

L’avenir de l’IIoT : vers une automatisation intelligente#

À mesure que l’industrie 4.0 progresse, l’automatisation industrielle et l’IoT évoluent au-delà de la simple connexion des appareils. Ils aident les secteurs à gagner en autonomie et à automatiser davantage leurs opérations, notamment grâce à la maintenance prédictive. Les jumeaux numériques, modèles virtuels de machines ou de systèmes entiers qui exploitent les données en temps réel pour prédire les problèmes et affiner les opérations, constituent une autre avancée majeure.

À mesure que nous nous dirigeons vers des usines entièrement numérisées, des technologies comme l’IA en périphérie et la vision par ordinateur prennent encore plus d’importance. L’IA en périphérie apporte l’intelligence directement aux machines et permet de prendre plus rapidement des décisions sur site, sans dépendre d’un accès permanent au cloud.

Associée à la vision par ordinateur, elle permet aux usines de surveiller visuellement la production en temps réel, de détecter immédiatement les défauts et de réagir aux problèmes dès qu’ils surviennent. Ce niveau d’automatisation et de visibilité rapproche les secteurs d’opérations véritablement intelligentes et capables de s’optimiser elles-mêmes.

En bref, les secteurs industriels deviennent de plus en plus intelligents. Cette évolution permet de guider chaque étape du processus, de la maintenance au contrôle qualité, à l’aide des données et des technologies intelligentes.

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