L'internet des objets (IoT) transforme diverses industries en connectant des objets physiques à Internet, permettant une collecte massive de données et une interconnexion accrue. Avec un marché prévu de 50 milliards d'appareils d'ici 2020, l'IoT promet de générer d'importantes opportunités économiques tout en soulevant des défis en matière de sécurité et de traitement des données. Les applications de l'IoT s'étendent à la maison intelligente, aux objets portables, aux entreprises et à la santé, tout en posant des questions sur la gestion des adresses IP et l'intégration des infrastructures numériques.

1. 1
Introduction et définition
L’Internet des objets a connu un développement
exponentiel ces dernières années et il ne s’agit que de la
pointe de l’iceberg. Comme le démontre notre rapport,
l’Internet des objets (IdO) est en train de transformer
plusieurs industries au même titre que l’a fait le World
Wide Web (Angelidis, 2015). Commençons par définir ce
que nous entendons par IdO. Conceptuellement, il s’agit
d’un écosystème comprenant des objets identifiés de
manière unique, des utilisateurs, des systèmes et des
données, le tout servant de passerelle entre le monde
physique et le monde virtuel (Futura-Science).
1. Les objets. Grâce à l’IdO, une grande variété d’objets
peut être connectée à Internet, il suffit de leur assigner une
adresse IP avec la capacité de transférer la donnée sur
un réseau (Rouse).
2. Les utilisateurs. Les utilisateurs sont en fait les usagers
finaux qui interagissent avec les objets, souvent via une
application mobile.
3. Les systèmes. L’Internet des objets n’est pas une
technologie en soit, mais regroupe plusieurs solutions
technologiques permettant d’identifier des objets, de
capter, stocker, traiter, et transférer des données dans les
environnements physiques (Bureau, 2008).
4. Les données. En connectant à l’Internet une multitude
d’objets inimaginables et en leur appliquant des capteurs,
nous avons maintenant accès à une imposante quantité de
données.
Evolution de l’Internet des objets
En effet, le marché de l'IdO s'annonce foisonnant, grâce à
l'expansion de nouvelles technologies, dont :
- l’analytique, l’entreposage des données dans le cloud et
leur traitement en temps réel (Andy Noronha, 2014);
- l'augmentation de l'interconnectivité des périphériques
intelligents personnels, et ;
- la multiplicité d'applications permettant la connectivité
entre les chaînes d'approvisionnement, les partenaires et
les clients, et ce, spécifiquement dans le cadre des
entreprises intelligentes.
Ceci offre un réel potentiel de croissance non seulement
pour les grandes entreprises, mais aussi pour les PME et
les start-ups.
À ce titre, selon Cisco, le nombre d'appareils connectés
atteindra les 50 milliards d'ici 2020 (Remotemx), et ce, à
raison de 6 à 7 objets connectés par individu (Annexe 1).
Pour ce qui est du marché canadien, la firme IDC estime
qu’il représentera plus de 6,5 milliards de dollars d’ici
2018 (Direction informatique). De plus, suivant une
enquête nationale concernant l’attrait des Canadiens
envers l’Internet des objets, celle-ci révèle que 83 %
d'entre eux sont prêts à l’essayer pour autant que l’IdO
rendre leur vie plus facile (Fisher).
Sans contredit, l’IdO sera un domaine porteur. Toujours
selon Cisco, l'Internet des objets va générer 8 billions de
dollars d’ici les dix prochaines années, soit 6,4 billions
provenant du secteur privé et 1,6 billions provenant du
secteur public. Ces résultats seront impactés par la
capacité des organisations, autant privées que publiques,
à exploiter l'Internet des objets au cours des prochaines
années. Plusieurs facteurs influenceront leur capacité, dont
entre autres, leur faculté d’innover, de réinventer la chaîne
d'approvisionnement et de logistique, et finalement
d’adapter les expériences utilisateurs en conséquence
(Cisco).
Internet des Objets
Maha Abdelrahman Florence Lussier-Lejeune
Line Bourbonnais Fatima Zohra Zemir

2. 2
Selon IDC, d'ici 2020 les industries qui adopteront
l'Internet des objets seront les produits manufacturiers, la
santé et le transport. (IT business).
Technologies utilisées
Avant de détailler les technologies utilisées, il est
important d’identifier et comprendre les défis de l’IdO
(Baum, 2015). Il en existe quatre principaux.
1. La sécurité. La connectivité, l’authentification et la
sécurité de la communication sont primordiales. Un des
défis actuellement rencontrés est l’intrusion d’accès non
autorisé et l’attaque par force brute permettant aux
pirates informatiques d’accéder aux systèmes en
outrepassant les mots de passe.
2- L’encryption. Ce problème existe à cause de la
nécessité du chiffrement pour renforcer la sécurité.
Cependant, ces méthodes de chiffrement augmentent la
consommation d’énergie.
3- L’adressage. Afin d’assurer la connectivité entre les
périphériques, ils doivent être identifiés par une adresse
IP. En découle deux problématiques : la croissance rapide
du nombre d’appareils exigeant qu’une quantité
considérable d’adresses IP soit disponible et leur
compatibilité incompatibilité avec les adressages
existants.
4- La capacité de traitement des données. Finalement, il
est critique d’avoir les ressources capables de supporter
le trafic volumineux des données, leur traitement et leur
analyse.
Les composants de l’écosystème de l’IdO
Les composants qui nous intéressent dans notre travail
sont :
- l’Internet, sans laquelle il n’y aura pas de connexion;
- les objets de l’IdO ;
- le cloud permettant le stockage des données et;
- les dispositifs avec lesquels les objets sont contrôlés.
Les objets prennent leur connexion de l’Internet à travers
une passerelle (gateway) et transmettent leurs données de
la même façon. Par la suite, celles-ci sont transmises dans
le cloud qui, grâce à un système d’analyse, effectue et
envoie les analyses aux dispositifs de contrôle via
l’Internet (Business Insider, 2015).
Protocoles de communication
Le choix du protocole de communication dépend des
aspects physiques de l’environnement. Par exemple, une
maison faite de ciment et de béton ne peut pas avoir les
mêmes protocoles utilisés qu’une maison en bois. De plus,
le choix aussi dépend de la distance qui doit être couverte
par les capteurs, leur densité et les données.
Il existe 6 types de communication sans fil :
1. WiFi. Il est le plus utilisé par les entreprises sur le
marché. Par contre, à cause du grand nombre de
périphériques connectés à un seul point d’accès, un
nouveau standard a été implémenté, le IEEE WiFi
802.11ah utilisant une bande de 900 MHz qui peut
connecter 8 000 périphériques à l’intérieure d’un
périmètre de 1 km. En outre, ce standard permet une
plus faible consommation d’énergie grâce à d’autres
innovations établies autour du WiFi avec
rétrodiffusion ou ‘backscatter WiFi’ permettant une
communication sans alimentation ou avec une
consommation minime de batterie. (Malik, 2015)
2. Z-wave. Un des protocoles les plus utilisés dans le
domaine. Il permet la minimisation de la consommation
d’énergie faisant de lui le protocole préféré pour les
périphériques avec batteries. Quant à son
fonctionnement, il utilise une technologie radio de
faible puissance dans la bande de fréquence de
868.42 MHz. Il est optimisé pour les échanges à faible
bande passante, entre 9 et 40 kbits/s. En ce qui
concerne le protocole, il définit les couches radio et les
couches applicatives permettant l’interopérabilité des
équipements en précisant le type d’équipement à
l’aide de la notion de classe. De plus, chaque nœud
agit comme un répéteur dans un réseau de 232
appareils. Il est aussi important à noter qu’il est facile
à intégrer dans les produits électroniques. (Z-Wave,
n.d.)
3. ZigBee. Un des protocoles basé sur la norme IEEE
802.15.4 ayant une faible consommation d’énergie et
un coût faible qui fonctionne dans un réseau maillé
(Wireless Mesh Network). Ce type permet le routage
des messages à deux niveaux, soit au niveau de la
couche réseau et de la couche applicative. (Zigbee,
n.d.)
Source : Globe and Mail

3. 3
4. Bluetooth. Ce protocole est déjà connu via notre
utilisation des appareils mobiles. Dans le domaine
d’IdO, il est utilisé avec la même contrainte de
proximité. Ce qui le diffère du ZigBee et Z-wave est
son utilisation de bande passante plus élevée. La
nouvelle version Bluetooth LE permet une faible
consommation d’énergie en comparant avec le WiFi.
(Bluetooth, n.d.)
5. LoRa. Ce protocole permet la communication à bas
débit basé sur LPWAN (Low-Power Wide Area
Network). Il permet la communication machine à
machine (M2M), et ce, particulièrement dans le secteur
industriel et des villes intelligentes (Tech Target, n.d.).
Il est caractérisé par son pouvoir de couvrir un plus
grand périmètre grâce à sa forte capacité et son
réseau en étoile. Sa consommation d’énergie est aussi
faible que celle du ZigBee et Z-wave. Il a plusieurs
avantages dont sa facilité, la traçabilité des objets et
la sécurité. (LoRa, n.d.) (SemTech)
6. IPv4 vs. IPv6. Il existe 4,3 milliards d’adresse IPv4,
un nombre déjà inférieur à la quantité d’appareils
connectés à l’Internet. D’ailleurs, selon l’annonce de
l’ARIN (American Registry for Internet Numbers),
l’Amérique du nord n’a plus d’IPv4 depuis septembre
2015. Dans le cas où une adresse IPv4 serait requise,
l’ARIN devra demander à l’IANA. Dans le cas où
quelqu’un retourne une adresse ancienne, l’ARIN a
aussi annoncé qu’elle a déjà une longue liste d’attente.
La migration vers l’IPv6 est une problématique pour
certaines organisations. Pendant que certains fournisseurs
de contenu attendent que les utilisateurs commencent à
utiliser IPv6, les utilisateurs attendent que ces derniers
rendre disponible l’IPv6. Nous faisons face au même
dilemme de causalité de l’œuf ou la poule (Lawson, 2015).
Étant donné que l’IPv6 est de 128 bits, le nombre
d’adresse disponible est de 340 undécillions d’adresses
(36 zéros), elle pourrait donc couvrir le nombre croissant
d’objets connectés tel qu’envisagé par Gartner et Cisco
(Google).
Domaines d’application
Les objets connectés sont utilisés dans plusieurs domaines
et vont se multiplier au fil des années. Les domaines
observés pour ce rapport sont : la maison intelligente, les
objets portables, les entreprises intelligentes, la santé et
la ville intelligente.
La maison intelligente
Différents appareils intelligents peuvent faire gagner du
temps à l’utilisateur. Le contrôle de l’énergie, tels que le
chauffage, la climatisation centrale, les lumières connectés,
est aussi amélioré. Les occupants de la maison profitent
aussi d’une meilleure communication, par exemple avec un
interphone audio-visuel. La sécurité est aussi accrue avec
les détecteurs, pour le feu et le vol, qui se trouvent dans la
maison. Ce domaine d’application est en très grande
croissance. La quantité d’objets connectés devrait avoir
doublé en 2020 (Klein, 2016). D’ici 2019, selon Cisco
Systems, les compagnies vont investir 1,9 milliard $ dans
les appareils pour la maison intelligente, rapportant près
de 490 milliards $ en recettes. Google et Samsung ont
déjà commencé à investir dans ce domaine. Google a fait
l’acquisition du fabricant de thermostats connectés, Nest
Labs, l’année dernière, pour la somme de 3,2 milliards $
et Samsung a acheté l’entreprise de maison
connectée, SmartThings, pour 200 millions $ (Marie, 2015).
Plusieurs nouveaux objets connectés ont été remarqués, en
janvier 2016, au dernier Consumer Electronic Show (CES)
à Las Vegas (Crist, 2016). Entre autres, le nouveau
réfrigérateur intelligent de Samsung, le Samsung Family
Hub Refrigerator, propose de nouvelles caractéristiques
innovatrices, par rapport au modèle sorti en 2012. Il est
muni d’un écran HD Super AMOLED sur la porte avant qui
peut être utilisé de différentes façons. Les trois caméras,
intégrées à l’intérieur de ce réfrigérateur, prennent des
photos du contenu à chaque fois que nous fermons la porte,
et ces photos peuvent être transmises au téléphone
intelligent. Par exemple, cette information peut être utile
pour savoir quoi acheter lorsque nous sommes à l’épicerie.
Une autre application permet aussi de contrôler les
lumières, le thermostat, et d'autres produits connectés de la
maison.
Un autre exemple intéressant présenté au CES, est le
« SR20 router and IOT hub » de marque TP-Link. Muni d’un
écran tactile et d’une application mobile, il utilise les
technologies ZigBee et Z-Wave. Cet appareil est un « tout-
en-un » pour relier les objets connectés et fournir un
contrôle centralisé pour la maison intelligente. Il peut
interfacer avec une gamme complète de dispositifs
domotiques pour la sécurité, l'éclairage et la gestion de
l'énergie. Comme par exemple, une caméra HD, qui
fonctionne jour et nuit, des ampoules Led Wifi connectés,
des prises et un commutateur intelligents avec surveillance
de l'énergie (Kumbhar, 2016).
Les objets portables
Le marché global, des objets connectés portables, devrait
atteindre environ 53,2 milliards $ en 2019, soit plus de
dix fois sa valeur d’il y a cinq ans. Ce marché comprend
différents objets tels que des accessoires pour le sport et
l’entraînement, des lunettes, des vêtements et des montres
intelligentes. Ces dernières, en plus des autres accessoires
pour l’entraînement permettant la traçabilité des données,
devraient représenter 70 % du marché des objets
connectés portables en 2016 (Statistica).

4. 4
Les entreprises intelligentes
Dans le secteur industriel, les objets connectés sont de plus
en plus profitables pour permettre une gestion et un
contrôle optimisé par un réseau central. Pour y parvenir,
les entreprises utilisent des capteurs de différents types
d’objets connectés sur un réseau IP. Dans l’industrie du
transport, on retrouve des capteurs dans les camions qui
utilisent le GPS pour la géolocalisation. Cette information
est ensuite envoyée par le réseau sans fil mobile au serveur
du client, pour leur application de logistique (Harpham B. ,
2015). Dans le domaine de l’aviation, un autre exemple
est intéressant : Les ingénieurs de la compagnie Japan
Airlines expérimentent actuellement les Google Glass, pour
la maintenance, et les images capturées par ces lunettes
informent les experts techniques (Patrizio, 2014).
Dans le commerce de détail, en plus d’utiliser l’étiquetage
avec puces RFID, le magasin futur, possiblement d’ici 2025,
sera composé de plusieurs éléments connectés tels que des
chariots intelligents avec GPS, des capteurs pour informer
sur les produits en temps réel. Il sera aussi possible de
connaître l’inventaire d’un produit avec le mobile et les
technologies Bluetooth, QR-Code et NFC. Le magasin
pourra obtenir de l’information sur un client dès son entrée
et lui offrir des promotions ciblées en temps réel. Le
consommateur pourra choisir et payer ses produits avec
son téléphone intelligent, sans même passer par la caisse
(Gregory, 2015).
Le secteur de la santé
Le marché des objets connectés, dans le domaine de la
santé, devrait croître de 38 % d’ici 2020 (PRNewswire,
2016). Il devrait atteindre un marché de 117 milliards $
(TJ, 2015). Cependant, les objets connectés ne font pas
l’unanimité dans ce secteur, en raison des données
personnelles qui sont collectées. Par contre, la numérisation
et la rationalisation du partage des données du dossier
d’un patient peut procurer des économies importantes, en
temps et en argent, au système de santé (Harpham B. ,
2015).
Plusieurs objets sont utilisés dans les Centres de santé et
les hôpitaux, mais aussi à la maison pour suivre la condition
du patient. Par exemple, une entreprise américaine
travaille sur une gélule qui, une fois avalée, se positionne
dans l'estomac sans être digérée et détecte si le traitement
a bien été pris. À l’aide de l’émetteur et du cloud,
l’information se rend jusqu’au médecin. En raison de la
prolifération des objets connectés dans les industries, nous
pouvons parler aujourd’hui « d’Internet de tout » (IOE).
La ville intelligente
Le concept de ville intelligente (Smart city) a vu le jour dans
les années 2000. Il est né de la convergence entre
l’évolution des nouvelles technologies et l’augmentation
des enjeux croissants vécus par les villes (Montréal, 2014).
Le concept fondamental derrière la ville intelligente est
d’avoir une intégration harmonieuse entre les
infrastructures physiques et celles numériques (ADLER,
2015). Les initiatives entourant la ville intelligente sont
multiples et touchent plusieurs domaines dont, entre autres,
la consommation énergétique, la gestion de l’eau et des
déchets et l’optimisation des transports collectifs.
De nombreuses grandes villes, dont Montréal (Montréal,
2014), ont lancé leurs initiatives respectives en matière de
ville intelligente. À l’échelle planétaire, une des initiatives
les plus en vogue est la gestion de place de stationnement
(ADLER, 2015). Réel casse-tête pour les automobilistes et
source de revenus substantielle pour les villes, plusieurs
start-up se sont données comme objectif d’améliorer
l’expérience autour de la recherche d’une place de
stationnement, dont la Californienne StreetLine (Streetline)
(Annexe 2).
L’analyse de la compétition
Pour faire une analyse de la compétition des différents
acteurs de l’industrie en place, étant donné la panoplie
de ceux-ci, nous proposons de les subdiviser en deux
grandes catégories : les objets et l’Internet.
Les objets
Comme nous venons de le voir, les objets connectés
peuvent avoir des utilisations multiples. Pour chacune de
ces utilisations spécifiques, il y a des concurrents en place.
Bien que, tel que décrit plus haut, les grandes compagnies
technologiques (Apple, Google, Samsung) prennent une
position très agressive dans le marché des maisons
intelligentes, la compétition est loin de se limiter à ce
domaine. Elle concerne tous les domaines inimaginables,
comme par exemple celui des automobiles intelligentes ou
encore celui des jouets intelligents pour enfants.
L’Internet
Dans la catégorie Internet, nous retrouvons trois principales
sous-catégories, soit les plateformes, les API et les
infrastructures matérielles (hardware). En termes de

5. 5
plateformes, il s’agit entre autres, des systèmes
d’exploitation propres à l’Internet des objets. En effet,
contrairement au monde des ordinateurs où existent un
nombre limité d’OS, étant donné ces diverses applications
possibles, l’Internet des objets offre beaucoup plus de
choix en la matière (Froehlich, 2016). Des marques
établies comme Apple, Windows, Google, Linux
(Fondation, 2016), font partie de la course, mais aussi des
compagnies moins connues comme MessageSight, Riot et
WindRiver VxWorks.
Du côté des API, comme elles permettent aux objets
connectés d’appeler leur serveur, d’envoyer des données
et de récupérer des instructions (Montcheuil, 2016), et ce,
la plupart du temps sur le cloud, elles sont essentielles au
développement de l’Internet des objets. C’est pourquoi
plusieurs fournisseurs proposent des solutions en la matière
dont par exemple, Cloudera ou encore Nordic API (video).
Finalement, beaucoup de joueurs se trouvent aussi dans le
domaine matériel pour l’IdO. Entrent dans cette catégorie
toutes les structures physiques qui permettent d’activer
l’Internet des objets, comme par exemple, l’infrastructure,
les réseaux et les centres de données.
Problèmes de sécurité
Les problèmes de sécurité sont corrélés avec
l’augmentation du nombre de périphériques connectés.
Avec le volume énorme des données collectées et étant
donné la sensibilité de celles-ci, il est devenu primordial
de mettre en place des mesures et des protocoles de
sécurité afin de les protéger. Des experts dans le domaine
stipule que la sécurité doit commencer par la mise en place
des mesures appropriées dans chaque phase du cycle de
vie du périphérique, depuis son design jusqu’à son
environnement opérationnel (Wind Driver White Paper). Il
existe 5 phases :
1- Secure Booting. Ce principe incite sur la sécurité
dès le premier démarrage. Lorsque le
périphérique reçoit de l’électricité pour la
première fois, l’authentification et l’intégrité du
logiciel installé dans le périphérique sont vérifiées
à l’aide d’une signature digitale encryptée afin
d’assurer que c’est le bon logiciel qui a été
autorisé d’opérer le périphérique.
2- Contrôle d’accès. Dans cette phase, différentes
formes de ressources et de contrôle d’accès sont
implémentées. En donnant des accès basés sur le
rôle de chaque composant et chaque application,
nous nous assurons que même si un composant est
compromis, le pirate informatique n’aura qu’un
accès limité aux autres composants. Le but du
principe du privilège restreint est d’assurer que
seul l'accès minimal requis pour exécuter une
fonction est autorisé afin de minimiser les risques
de violation de sécurité.
3- Authentification du périphérique. De même que
l’authentification de l’utilisateur lors de son accès
au réseau, les périphériques sont aussi
authentifiés, leurs informations d’identification
sont stockées dans un endroit sécuritaire et elles
sont vérifiées avant de donner l’accès au réseau.
4- Firewall et IPS. Chaque périphérique a besoin de
faire un contrôle sur le trafic qui lui est destiné.
Par la suite, il a besoin d’un firewall ou « deep
packet inspection capability ». Ceux qui ont ces
capacités possèdent un protocole distinct des
autres qui leur permettent d’identifier les charges
malveillantes (malicious payloads).
5- Mise à jour et patches. Dans cette phase, c’est
l’assurance de l’opérabilité sécuritaire qui est
importante. Le périphérique doit être capable
d’authentifier les MAJ et les correctifs envoyés
d’une manière qui ne consomme pas beaucoup de
bandes passantes et qui élimine la possibilité de
compromettre sa sécurité fonctionnelle.
Conclusion
Malgré les enjeux de sécurité associés à l’Internet des
objets, il ne fait aucun doute que nous sommes aux
balbutiements d’une nouvelle révolution numérique.
Toutefois, pour que celle-ci prenne complètement forme,
certains auteurs avancent qu’elle devra être intégrée à
l’intelligence artificielle, donnant ainsi naissance à une
nouvelle terminologie, The Internet of Intelligent Things
(Sullivan, Janvier 2016).
En effet, aucune capacité humaine ne sera en mesure
d’analyser et de faire sens en temps réel de l’ensemble
des données accumulées via l’Internet des objets. Sans
l’intelligence artificielle, les objets connectés ne sont pas
en mesure d’apprendre des expériences passées,
d’anticiper celles du futur, ni de prendre l’initiative de
communiquer avec d’autres objets connectés de façon
pertinente. Ainsi l’intelligence artificielle nous permettrait
d’amener l’IdO à un autre niveau, soit celui où notre brosse
à dents détecte une carie et prend rendez-vous chez notre
dentiste à l’heure qui nous convient le mieux pendant que
notre frigo nous propose une recette avec le reste des
aliments qu’il contient. Autrement dit, un monde fascinant
est à nos portes.

6. 6
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8. 8
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Z-wave. (s.d.). About Z-WAVE. Z-wave
http://www.z-wave.com/about

9. 9
Annexe 1. Évolution du nombre de produits connectés
par individu
Source : Cisco
Annexe 2. Ville Intelligente – Parking intelligent
Source : Deutsche Telekom