Laboratoire auvergnat pour l'IoT Appliqué à l’Environnement – IoTAE-Lab

Le laboratoire commun IoTAE-Lab est le fruit de la collaboration entre la Fédération des Recherches en Environnement (FRE) qui a pour objectifs le développement de projets interdisciplinaires et la mutualisation des moyens de recherche dans le domaine de l’environnement et dans lequel sont impliqués huit laboratoires du CNRS, de l’UCA et de l’INRAE et l'entreprise YESITIS, PME fondée en 2016 qui offre une solution clé en main de la conception à l’industrialisation d’IoT sur mesure en France : de la conception à la création, la fabrication IOT, la traçabilité d’objets, le développement de plateforme SaaS de gestion des données et d’applications mobiles spécifiques.

Le positionnement essentiel de ce nouveau laboratoire commun est de pouvoir apporter une contribution de recherche sur l’amélioration et la mise au point de systèmes IoT dans l’avenir. En particulier sur l’efficacité des réseaux, sur l’optimisation des consommations énergétiques, sur l’autonomie, sur le développement d’intelligences embarquées et sur notre capacité à proposer des architectures électroniques interopérables et modulaires.
Le programme de recherche s’articule autour des 3 axes suivants :
- Performances énergétiques des systèmes et autonomie : Energy Harvesting, charge capacitive
- Performances des systèmes embarquées : Réseau de neurone, Intelligence artificielle locale pour minimiser la quantité de données transmises tout en améliorant leurs pertinences ;
- Réseaux de capteurs en environnement fortement contraint (isolement, sous-terrain, milieux aquatiques, problématiques d’antennes)

Ces axes principaux de recherches ont vocation à relever les défis technologiques de l’IoT en termes de fonctionnalités, de miniaturisation, de réduction de coût et d’impact environnemental. L’objectif est de réaliser des objets communicants intelligents et autonomes pouvant accumuler de l’énergie (à partir de centaines de nanowatts). Ces points sont un enjeu majeur des développements futurs en instrumentation à large échelle. C’est pourquoi IoTAE-Lab axera ses travaux autour de l’IA embarqué (IoT edge) s’inscrivant ainsi pleinement dans la stratégie nationale visant à soutenir les collaborations nationales dans ce domaine. L’intégration de réseau de neurone issus des algorithmes d’IA dans les nœuds permettra de traiter l’information au plus près du capteur afin de limiter la transmission énergivore des données.

La mise sur le marché de ces dispositifs communicants de nouvelle génération fournira des outils supplémentaires pour répondre aux enjeux écologiques et sociétaux provoqués par le changement climatique : transition des agricultures, préservation des ressources naturelles, restauration de la biodiversité, anticipation et gestion des risques. L’instrumentation des sites environnementaux à l’aide de capteurs miniaturisés, autonomes permettra de mieux modéliser les dynamiques multi-échelles des écosystèmes et des agro-systèmes afin de mieux les protéger ou de les gérer d’une manière plus durable.
Le LabCom proposé s’appuiera, pour mener à bien ses projets sur l’écosystème scientifique Auvergnat qui a émergé ces dernières années dans le domaine de l’IoT. Au niveau académique, le projet ConnecSenS fédère aujourd’hui, autour du domaine de l’instrumentation pour l’environnement porté par la FRE, une vingtaine de techniciens, ingénieurs et chercheurs appartenant à des laboratoires clermontois voisins. Chacun apporte une compétence spécifique et complémentaire, de la définition du besoin, à la mise en œuvre des systèmes sur le terrain, en passant par l’étude et la réalisation de ces dispositifs.
Au niveau de l’entreprise partenaire, l’activité de 5 ingénieurs est aujourd’hui dévolue à des programmes de R&D dans les domaines de l’IoT. Le futur LabCom fonctionnera donc dès le départ avec l’ensemble de ses ressources qui se renforceront au fur et à mesure de sa croissance.