Introduction

On estime qu’en 2020, près de 31 milliards d’appareils seront connectés au réseau mondial qu’est Internet, puis un peu plus de 75 milliards en 2025 (Forbes, 2016). Si l’on décrit Internet depuis ses débuts par des chiffres vertigineux – il y avait déjà en 2005 1,1 milliards d’utilisateurs uniques d’Internet (Union Internationale des Télécommunications, 2019), l’aspect exponentiel de ces prévisions de croissance a de quoi interroger, à mesure que l’on ne connecte plus seulement au réseau des ordinateurs ou des smartphones, mais aussi des fours, des ampoules, des tondeuses ou encore des enceintes. Ainsi, certains parlent aujourd’hui d’une révolution de fond, dont l’achèvement a déjà un nom : “Internet des Objets” ou IdO (Internet of Things ou IoT). 

Alors même que le terme n’est pas nouveau, il a en effet été inventé en 1999 par Kevin Ashton, un ingénieur chargé de présenter à Procter & Gamble un projet d’optimisation de leur chaîne d’approvisionnement à l’aide de la technologie RFID (Radio-frequency identification) (Ashton, 2009), force est de constater qu’il a très largement gagné en popularité ces dernières années, au gré des avancées technologiques, nouvelles applications et évolutions des usages des acteurs concernés.

Ainsi, l’IoT apparaît en 2020 comme un objet d’étude complexe, de plus en plus discuté, ainsi il nous paraît intéressant de l’explorer pour notre mémoire de fin d’études. Surtout, les débats, techniques, économiques, éthiques, sociaux, ou encore écologiques, gravitant autour des directions que pourrait prendre le déploiement de l’IoT, ajoutent encore à l’attrait du sujet. Autant de questions dont s’est emparé l’écosystème l’IoT (utilisateurs, entreprises, pouvoirs publics, associations…), mais aussi les universitaires, experts, et commentateurs, qui, tous, interrogent entre les lignes la durabilité de cette tendance émergente.

L’IoT étant un sujet particulièrement vaste, du fait notamment de la multiplicité des domaines d’application apparement possibles, nous avons fait le choix, pour s’assurer un travail de qualité et fouillé, de centrer nos recherches sur l’Internet des Objets à la maison, peut-être l’un des secteurs les plus débattus et populaires. Nous détaillons plus tard dans cette introduction les raisons du choix de ce domaine d’études, plutôt qu’un autre.

Ce mémoire, décomposé en trois grands dossiers, a donc pour but de réaliser une étude objective des divers enjeux, actuels et à venir, rattachés à l’IoT à la maison (ou IoT domestique), augmentée d’entretiens qualitatifs d’acteurs du secteur, et de de données quantitatives sur les usages et attentes des consommateurs. Avec la mise en lumière de ces enjeux, la question suivante est posée : fait-on face à une révolution numérique de fond, synonyme de transformation des usages, une mode sans débouchés durables, ou quelque chose d’autre ?

Ainsi, nous nous pencherons d’abord sur les promesses et risques actuels de l’IoT domestique pour les entreprises, et donc les chemins stratégiques qu’elles peuvent prendre. Nous y étudions notamment les questions de sécurité des données, de protection de l’environnement, de relations avec les pouvoirs publics. Des interrogations qui souvent cristallisent les débats.

Nous nous intéresserons ensuite au consommateur final de l’IoT domestique. Nous questionnons ici la nature, l’envergure, les risques, ou encore la pertinence des changements que pourrait apporter l’Internet des Objets dans la vie de tous les jours.

Finalement, nous ouvrirons sur l’éventuel futur technologique, communautaire, mais aussi éthique et réglementaire de l’IoT à la maison, questionnant la convergence des intérêts des acteurs, qui pourrait déterminer l’avenir du secteur. Nous ferons en fait ici la synthèse des pistes possibles pour un IoT domestique durable.

Qu’est-ce que l’IoT ? Et l’IoT domestique ?

Il n’existe à ce jour aucune définition officielle de l’Internet des Objets ou IdO. Le CERP-IdO, (Cluster des projets européens de recherche sur l’Internet des Objets) le définit définit cependant comme « Une infrastructure dynamique d’un réseau global. Ce réseau global a des capacités d’auto-configuration basée sur des standards et des protocoles de communication interopérables. Dans ce réseau, les objets physiques et virtuels ont des identités, des attributs physiques, des personnalités et des interfaces intelligentes, et ils sont intégrés au réseau d’une façon transparente ». Cette définition permet de relever trois dimensions importantes de l’Internet des Objets : Tout d’abord, il s’agit d’un réseau, ce qui implique l’interconnexion entre plusieurs appareils, nécessitant une compatibilité universelle pour permettre aux utilisateurs de se joindre à n’importe quel réseau. Deuxièmement, les appareils communiquent entre eux, ce qui signifie qu’ils partagent des informations. Ces informations, également appelées « données », sont un ensemble d’éléments mesurables tels que la localisation, l’âge, le sexe, les informations sur les achats ou les numéros de téléphone. Troisièmement, le terme « d’une façon transparente » signifie que l’IoT fonctionne sans fil, et permet au flux de données d’être accessible de n’importe où dans le monde,que l’on y voit un avantage parce qu’il permet une grande facilité d’accès, ou un risque parce que nos données personnelles peuvent fuir vers n’importe qui et n’importe où.

On peut alors s’interroger sur ce qu’est un objet connecté. Porter et Heppelmann (2014), leur attribuent trois caractéristiques majeurs : Des composants physiques (présence de parties mécaniques, électroniques…), des composants intelligents (présence de capteurs permettant de récolter et d’analyser un certain nombre de données et des actionneurs qui réalisent des actions en fonction de ces données captées) et des composants de connectivité (permettant la transmission des données). Si l’on prend l’exemple d’une montre banale, avec ses composants physiques (son mécanisme, ses aiguilles, son bracelet…), elle peut être considérée comme un objet connecté dès lors qu’on lui ajoute un système permettant la réception, le stockage et l’analyse de données, qui peuvent par exemple envoyer des alertes ou aider à la prise de décision – ses composants d’intelligence, ainsi qu’un système permettant l’accès à Internet ou à d’autres objets – ses composants de connectivité. Rappelons aussi que l’IoT permet surtout de connecter des objets qui n’ont pas pour fonction première d’accéder à un réseau, comme Internet, pour communiquer (excluant donc, si l’on s’en tient à cette définition stricte, les smartphones, tablettes et ordinateurs).

La définition que nous faisons de l’IoT domestique est vaste. Nous appellerons IoT domestique tous ces objets connectés (conscients les uns des autres grâce au réseau, donc capables d’échanger entre eux) appliqués au cas spécifique des usages à la maison, qu’ils servent à la gestion de l’énergie, au divertissement ou encore à la sécurité, au confort des occupants. Autant d’objets qui donnent à la maison connectée une forme d’intelligence, une capacité à accrue à interagir avec ses hôtes à l’aide d’Internet, et à prendre des décisions d’elle-même, d’où le qualificatif de plus en plus populaire que celui de la smart home (que nous utiliserons régulièrement au cours de ce mémoire).

Ainsi, l’IoT domestique se révèle déjà utile dans la gestion des équipements et des appareils tels que les réfrigérateurs ou les machines à laver via un réseau (interrupteurs, prises, portes, éclairages connectés…), afin de faciliter notre vie quotidienne . On pourra alors considérer le domaine de la “domotique”, historiquement l’automatisation et la centralisation des systèmes de la maison (chauffage, électricité, gaz, eau, ouvertures…), comme faisant partie intégrante de l’IoT domestique, depuis qu’il est possible de piloter ces systèmes avec des objets connectés à Internet.

Ce que nous nommerons “IoT domestique” englobe également des objets connectés dotés d’une intelligence artificielle (IA) qu’un consommateur peut utiliser dans le cadre d’un usage à la maison, comme des enceintes connectées de type “Amazon Echo”, “Google Home”, une télévision intelligente, ou une montre connectée, qui peuvent être reliés à un éventuel système domotique, mais pas obligatoirement. Définie par John McCarthy, un pionnier dans ce domaine, en 1955, l’IA est « la science et l’ingénierie de la fabrication de machines intelligentes, en particulier de programmes informatiques intelligents« . 

Un riche historique de développement

Le point de départ symbolique de l’IoT est généralement attribué à l’année 1982. À l’époque, les étudiants du département d’informatique de l’Université américaine de Carnegie Mellon ont alors l’idée de relier leur distributeur de soda au réseau ARPANET (l’ancêtre d’Internet), afin de garder en permanence, et à distance, un oeil sur l’état et la température du stock de la machine, et ainsi éviter tout déplacement inutile (Carnegie Mellon School of Computer Science, 2005). 

Pour autant, l’invention du terme “IoT” 17 ans après prouve que le secteur a connu un réel envol bien plus tardivement. Les années 2000 sont synonymes de premiers lancements audacieux d’appareils grand public connectés à Internet, qui s’avéreront être des échecs commerciaux, comme le réfrigérateur “Internet Digital DIOS” du coréen LG, sorti en 2000, ou encore l’objet communiquant en forme de lapin “Nabaztag” du français Violet, lancé 5 ans plus tard, sorte de lointain précurseur de ce que seront les enceintes connectées d’aujourd’hui.

Si les consommateurs de l’époque ne semblent pas franchement goûter ces innovations sûrement en avance par rapport aux attentes du marché, on note que leur mode de fonctionnement et leur connectivité sont pourtant conforme aux évolutions du web d’alors, le web 2.0. Apparu en 2004, ce terme cherche à définir le virage social et participatif dans lequel s’inscrit le réseau à cette période (O’Reilly, 2007). Grâce à de nouvelles technologies et concepts, comme les flux RSS, l’architecture REST ou le langage Javascript, les sites, statiques à l’heure du web 2.0, deviennent dynamiques et gagnent en interactivité, faisant la part belle aux contenus généré par l’utilisateur (User-Generated Content – UGC) et sont actualisés en permanence. Ces données, parfois générées à l’initiative de l’utilisateur, peuvent donc aussi l’être lorsqu’il utilise son appareil connecté. Ainsi, le web 2.0 a semble-t-il préparé le terrain à une utilisation massive de l’IoT.

Il faudra néanmoins attendre les années 2010 pour que l’IoT gagne réellement en intérêt et commence à se démocratiser. En 2009, O’Reilly dévoile le web2 (web squared), une évolution du terme proposé 5 ans plus tôt. Le terme conceptualise la nouvelle prédominance des données, générées par les utilisateurs du web dans des volumes colossaux (big data) en temps réel (d’où l’usage du carré), grâce aux usages alors grandissants de l’IoT. Le web2 introduit aussi le concept de web sémantique (parfois appelé web 3.0), autrement dit un web capable d’apprendre et de comprendre les données massives dont il se nourrit, afin de prendre des décisions éclairées, comme le ferait un humain, en s’aidant notamment des métadonnées (Cornelius, Burke, 2009). Les métadonnées sont chargées de décrire un contenu (donc d’autres données, comme la date à laquelle a été postée une image sur Facebook), une action, ou un appareil particulier. L’IoT fait justement un large usage des métadonnées pour ce dernier cas d’usage (comme des données sur les heures d’utilisation privilégiées qui remonteraient sur un serveur distant), et s’inscrit donc là encore dans le web 3.0.

Intérêt pour le terme « IoT » sur Google
Monde entier – 2004 à 2020

En 2020, l’IoT se développe grâce à un faisceau de tendances, paradigmes et technologies, abordés et critiqués plus en détail au cours de ce mémoire, parmi lesquels :

  • Une appétences croissante du marché pour les objets connectés. De 61,8Md$ en 2017, on estime par exemple que le marché de l’IIoT pourrait passer à 110,6Md$ en 2025 (Statista, 2020). Suivant une tendance encore plus forte, celui de l’IoT domestique aux États-Unis pourrait passer de 1,2Md$ en 2012 à près de 50Md$ en 2023 (Berg Insight, Statista, 2019).

  • La course à la miniaturisation des composants, qui permet par d’embarquer plus facilement sur de petits objets des capteurs pour faire de la télémétrie (relevé des données techniques à distance). Cette tendance s’accompagne d’une baisse continue du coût moyen d’un capteur IoT, estimé à 0,38$ en 2020 (Bank of America, Merrill Lynch, 2016).

  • La démocratisation du Cloud Computing, permettant à une entreprise de louer à la demande de la puissance de calcul flexible à un acteur comme Amazon Web Services (AWS) ou Google Cloud Platform (GCP), et de bénéficier de technologies de pointes pour bâtir son architecture IoT, sans aucun investissement matériel et grâce à une simple connection internet.

  • Le développement d’outils dédiés aux traitement des données massives, comme le framework Hadoop, qui permet de répartir des calculs gigantesques sur plusieurs machines pour gagner en rapidité. Le paradigme NoSQL permet aussi un stockage de données hétérogènes, dans un volume conséquents.

  • Un plus grand encadrement légal de l’écosystème IoT. C’est notamment le cas en Union Européenne, où le Règlement Général sur La Protection des Données (RGPD) enjoint les acteurs du secteurs à une utilisation responsables des donnés générées.

Des domaines d’application variés

Au-delà des usages domestique de l’IoT, que nous détaillerons au long de ce mémoire, l’Internet des Objets trouve aujourd’hui des applications dans des secteurs variés.

L’exemple cité plus haut du premier distributeur de boissons connecté permet déjà d’introduire le terme “IIoT”, pour Industrial Internet of Things. Il s’agit des applications de l’IoT à un secteur industriel donné. Sur une chaîne de production, les machines peuvent être équipées de capteurs analysant le bon déroulé des opérations, les cadences de production, et les éventuelles pannes sur le réseau. Les données sont alors remontées en temps réel par Internet aux équipes compétentes, qui alors ne remplissent plus qu’un rôle de surveillance et de maintenance grâce à cette automatisation du processus de production (Shammar, Zahary, 2019). L’IoT est d’ailleurs au centre du concept d’Industrie 4.0, proposé en 2011 par le gouvernement fédéral allemand, puisqu’il permet la création de Smart Factories, où les machines sont capables de communiquer les unes avec les autres (Hermann, Pentek & Otto, 2015). L’IIoT trouve aussi des applications dans l’Industrie pétrolière, les assurances ou encore la production pharmaceutique (Shammar, Zahary, 2019).

La ville de demain pourraient aussi passer par l’IoT. À ce titre, on parle déjà de smart cities, truffées d’objets connectés. Les usages sont nombreux et peuvent être inclus dans le terme “Intelligent Transportation Systems” (ITS), dont l’optique est de rendre l’environnement urbain plus sûr, par l’optimisation du trafic routier principalement, en reposant sur les quatre piliers que sont les systèmes intelligents embarqués à bord des véhicules, les capteurs en bordure de route, le centre de contrôle de l’ITS, et les systèmes de sécurité associés (Al-Fuqaha, Guizani, Mohammadi, Aledhari & Ayyash, 2015). Les smart cities passent aussi par une meilleure gestion de la production et consommation d’énergie, avec le concept de smart grid, autrement dit, le réseau intelligent. Les bénéfices annoncés serait alors une consommation optimisée par une adaptation fine de la production à la demande, une meilleure résilience du réseau grâce à une prévention des pannes, et au global une meilleure qualité de service (Quality of Service – QoS) pour les utilisateurs (Shammar, Zahary, 2019). En France, le réseau naissant compteurs électriques communicants Linky, déployé par le distributeur d’électricité Enedis, est un exemple de smart grid. La ville et ses installations peuvent aussi devenir plus sûr avec des systèmes de prévention de fuite de liquide, de gaz ou de contrôle de radiation (on peut alors parler de smart building). La sûreté peut aussi passer par la surveillance des populations et la détection de comportements suspects.

Dans l’agriculture aussi, l’IoT est porteuse de promesses, et sans surprise, le concept de smart agriculture a fait son apparition. Ainsi, des capteurs peuvent permettre de mesure l’humidité des sols, ou bien les conditions météo d’une parcelle données, dans le but d’optimiser les temps de semis, et maximiser les récoltes (Porkodi, Bhuvaneswari, 2014). Dans la même veine, des applications de type smart water permettent de mesurer le débit en eau d’un barrage, ou encore le phénomène de blanchissement de la grande barrière de corail en Australie (Integrated Marine Observing System, 2015).

Enfin, le domaine de la santé n’est pas en reste, et les applications de suivi des données physiques (température, pression artérielle, rythme cardiaque ou encore taux de cholestérol) sont nombreuses. Ces données, qui peuvent être remontées à un centre de santé ou consultées par l’utilisateur lui-même, sont en bonne partie générées par des capteurs intégrés à des vêtements ou accessoires portables. Ces capteurs sont appelés Wearable body area sensors (WBAS), et l’on parle alors de Wearable IOT (WIoT), ou plus simplement de wearables. Les données générées par ces appareils peuvent être remontées à un service distant chargé de les traiter, ou être analysées directement par l’appareil (Hiremath, Yang & Mankodiya, 2014). Des logiciels grand public reliées à des équipements WIoT existent déjà, comme l’application “Santé” d’Apple, qui peut notamment centraliser les données de rythme du coeur collectées par la montre connectée de la marque.

Cette revue, sans être nécessairement exhaustive, donne un aperçu de la potentielle ubiquité de l’IoT dans nos sociétés modernes, même s’il faut noter que les secteurs et projets sont à des stades d’avancée, d’acceptation, et d’adoption variables. On note par exemple qu’en France, les agriculteurs sont encore loins d’avoir entièrement adopté les pratiques de l’agriculture intelligente, l’usage de données de capteurs étant souvent limité à une utilisation ponctuelle en cas d’urgence ou de défaillance, plus qu’à un suivi permanent dans un soucis d’optimisation (Kesri, 2016). Dans un autre domaine, l’installation des compteurs Linky et la collecte des données utilisateur associées fait aussi débat. En février 2020, la Commission Nationale de l’Informatique et des Libertés (CNIL) a d’ailleurs mis en demeure EDF et Engie pour non respect du RGPD (CNIL, 2020).

Justification sur le choix de l’IoT domestique

Nous choisissons pour notre étude de nous focaliser sur l’IoT domestique. Ce marché peut se placer parmi les 4 branches majeures du marché de l’IoT :

  • La smart home : une étude récente de Strategy Analytics prédit en moyenne une croissance de 11% d’ici 2023, un marché qui représentera alors près de 157Md$. Le marché de la smart home lui-même peut se diviser en 2 secteurs, avance Karim (entretien n°5) : d’abord, la sécurité, comprenant tous les objets de types caméra, interphone, ou alarme, puis le divertissement, comprenant les télévisions, enceintes et autres objets de loisirs connectées. Notons que trois prévisions sur ce marché, concernant 2023, ont retenu notre attention :
    • 200 millions de foyers seront équipés d’au moins un produit domotique
    • 6,4 milliards de produits domotique seront disponibles sur le marché
    • 21 produits domotique équiperont un foyer moyen

  • La santé : selon Transparency Market research, le secteur de la santé est un des secteurs les plus prometteurs avec une progression estimée de 9,9% dans les années à venir. Ici nous parlons essentiellement des avancées purement médicales et soins aux patients que nous différencions du domaine du bien être dominé par l’essor des wearables

  • Les wearables : ce sont des objets de technologie que l’on porte sur soi, participant à améliorer le bien-être des individus. Selon Statista, ce marché enregistre une progression de 28% fin 2018, un marché largement porté par les montres ou écouteurs connectés. Les wearables sont aujourd’hui de plus en plus démocratisés, pratiquement un consommateur sur deux (48%) est équipé d’un objet connecté tel qu’une montre ou un casque audio. Dans le monde, selon Gartner, ce marché pèse 41Md$. Une valeur que pourrait le marché de la domotique d’ici 5 ans. 

  • Les transports : au delà des transports en commun, l’utilisation même de tout type de véhicule est au coeur de la recherche. Les fabricants se focalisent majoritairement sur deux points dans ce domaine : la sécurité et l’environnement.  De nombreux progrès voient d’ailleurs le jour prenant en compte ces deux problématiques. Notamment, les capteurs intégrés dans tous types de véhicules privés ou à usage public afin de contrôler et réguler l’utilisation de carburant ou encore de prévoir et anticiper les risques. 

Ici nous ne choisirons pas de centrer notre recherche sur les transports ni la santé. D’autre part, nous préférons focaliser notre analyse sur la domotique et non les wearables car le marché de l’IoT domestique est aujourd’hui encore en grande expansion. En Europe du moins, la domotique grand public se retrouve sur un marché peu mature contrairement aux wearables. C’est justement cette problématique d’un marché encore peu friand (en France majoritairement) de domotique qui nous a attiré. Nous souhaitons comprendre les enjeux, les freins, les perspectives de ce marché que le grand public, comme nous-même, connaissons peu. 

Par ailleurs, toute la problématique de sécurité des données et partage des données privés nous intéresse beaucoup et tout l’enjeu dans le domaine de la domotique est de rassurer le consommateur sur ce point notamment en France (revenir sur ce point). La domotique s’intègre dans la sphère privée du consommateur et tout le débat est a quel prix peut-on se sentir en sécurité, la domotique est aussi une porte d’entrée dans l’intimité du consommateur quand lui-même souhaite s’en protéger. Tout le débat des données dans une sphère privée, telle que le foyer, nous intéresse et nous a porté à choisir de nous concentrer sur ce marché. 

Plus globalement, nous avons fait le choix de travailler sur un sujet technique, dont les évolutions et possibilités nous passionnent, autant qu’elles font débat dans la société. Nous espérons ainsi approfondir ce domaine fascinant pour tenter de le démystifier et, peut-être, faire changer nos a priori.

Bibliographie

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