Les dispositifs connectés bouleversent de nombreux secteurs d'activité, et les services publics d'électricité ne font pas exception. Ces entreprises sont confrontées à quatre défis majeurs liés à l'essor de l'IoT :
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Les machines, les contrôleurs, les IHM (Interfaces Homme-Machine) et les systèmes SCADA sont de plus en plus connectés au cloud par les fournisseurs, qui promettent d'offrir davantage d'analyses et d'informations via leurs données pour une maintenance prédictive et préventive. Toutefois, les politiques de quarantaine appliquées aux actifs critiques empêchent les compagnies électriques d'utiliser ces nouvelles fonctionnalités IoT proposées par les fabricants de machines et de contrôleurs.
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Avec la baisse constante du coût des micro-réseaux solaires et éoliens, les services publics verront bientôt leurs revenus issus de la production d'électricité diminuer. Pour compenser cette perte, l'entreprise devra agressivement explorer de nouvelles sources de revenus, telles que la gestion de l'énergie pour les foyers en tant que service, le stockage d'énergie en tant que service, l'offre de services de réseau pour la recharge des véhicules électriques (VE), ou encore des services de réseau pour le trading d'énergie entre particuliers (P2P) entre maisons, entre maisons et micro-réseaux, entre micro-réseaux, entre micro-réseaux et batteries, et entre maisons et batteries, etc. Tout cela doit être facilité par la comptage intelligent, le réseau intelligent et des transactions sécurisées et intelligentes, uniquement possibles via la technologie des registres distribués (DLT) comme IOTA. De plus, les services publics explorent la possibilité d'offrir certains services de ville intelligente aux autorités municipales.
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Pour les infrastructures critiques comme les barrages, l'ICOLD (Comité international des grands barrages) exige une surveillance en temps réel de la santé structurelle (SHM) des barrages, afin de prévenir à l'avance tout risque imminent de rupture du barrage, des rochers ou des tunnels, permettant ainsi d'évacuer les personnes susceptibles d'être affectées.
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Enfin, un nouveau domaine émergent de revenus sera la recharge des VE dans les parkings. Comment l'IoT peut-elle faciliter la recharge intelligente et le stationnement intelligent ?
Au cours des trois dernières années, l'ingénierie IoT a connu des changements massifs, principalement impulsés par Microsoft, Google et Amazon. Ces géants ont investi des milliards de dollars pour développer des plateformes IoT plus faciles à gérer et plus sécurisées. Par ailleurs, l'edge computing (traitement en bordure de réseau) a gagné en importance tant dans la recherche que dans le déploiement, devenant le seul moyen viable pour une implémentation pratique de l'IoT. La 5G promet de transformer le secteur de l'IoT. Cela a conduit à un afflux sans précédent de nouveaux domaines de financement de la recherche dans l'IoT. C'est pourquoi, pour tout ingénieur praticien, il est absolument essentiel de comprendre les plateformes IoT développées par les acteurs majeurs tels qu'AWS, Google et surtout Microsoft.
Cependant, aucune de ces plateformes n'offre une solution exhaustive ou totalement complète pour un IoT évolutif. Juste pour déployer le comptage intelligent chez des millions de foyers, des technologies supplémentaires seront nécessaires pour sécuriser les compteurs, les réseaux radio, la technologie de gestion de l'IoT, ainsi que de nombreux autres services sécurisés. La stratégie, le prix et la sécurité de tout déploiement IoT doivent être optimaux et acceptables. Compte tenu de cette connaissance interdisciplinaire, il est presque impossible pour toute entreprise de déployer une équipe capable de répondre à tous ces besoins.
Ce cours est une tentative modeste de former les décideurs clés, les développeurs et les experts en sécurité sur les défis, les risques et les méthodes pratiques de déploiement de l'IoT pour leur business de services publics d'électricité de nouvelle génération.
De plus, avec un déploiement évolutif, la gestion des services IoT pour des milliers de capteurs et de connexions émerge comme une nouvelle matière de recherche en ingénierie. Ce domaine, anciennement connu sous le nom de services IoT gérés, connaît une croissance rapide, car les défis liés à un IoT évolutif sont plus grands que leur construction. Cela inclut la sécurité des mises à jour du firmware/logiciel « over-the-top », la gestion de l'étalonnage des capteurs et des systèmes, le diagnostic automatique de tout problème de connexion, l'identification de la cause racine des échecs d'API, le suivi de l'état matériel et du service du système distribué, etc.
Objectifs du cours
L'objectif principal du cours est d'introduire les options technologiques émergentes, les plateformes et les études de cas de l'implémentation de l'IoT dans les compagnies de services publics d'électricité : comptage intelligent, voiture intelligente, SHM (surveillance de la santé structurelle), diagnostic de la qualité de l'énergie et contrats intelligents. Introduction basique à tous les éléments de l'IoT : mécanique, plateforme électronique/capteur, protocoles sans fil et filaires, intégration mobile-électronique, intégration mobile-entreprise, applications d'analyse de données et de plan de contrôle.
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Piles technologiques IoT : appareils, passerelles, edge, edge cloud, cloud public, bases de données IoT, applications web & mobiles pour l'IoT, IoT centralisé vs décentralisé
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Écosystème IoT pour les entreprises, gestion des appareils tiers, gestion des risques de l'ensemble de l'écosystème IoT
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Protocoles sans fil M2M pour l'IoT : WiFi, SigFox, LORA, LPWAN, Zigbee/Zwave, Bluetooth, ANT+ : quand et où utiliser chacun d'eux
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Fondements des passerelles IoT : risques, gestion et écosystème
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Applications mobiles/desktop/web pour l'enregistrement, l'acquisition de données et le contrôle – Plateformes d'acquisition de données M2M disponibles pour l'IoT : AWS IoT, Azure IoT, Google IoT
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Questions de sécurité et solutions pour l'IoT : examen de la sécurité de toutes les piles technologiques
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Plateformes IoT d'entreprise telles que les suites Microsoft Azure IoT, AWS IoT, Google IoT, Siemens MindSphere
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Comptage intelligent, protocoles Open Smart Grid (OSGP), protocoles ANSI C 2.18, norme NIST pour HAN (Home Area Network), alliance Home Plug Powerline, norme de sécurité pour compteur intelligent IEC 62056
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Technologie des registres distribués (DLT) tels que Blockchain, HyperLedger et DAG (Directed Acyclic Graph) pour les contrats intelligents, les transactions P2P, la recharge intelligente des voitures
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IoT pour les infrastructures critiques comme les barrages, les transformateurs, les sous-stations et les lignes à haute tension
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