MINES LA REVUE DES INGÉNIEURS #516 - Juin 2022 - 49

des ruptures attendues par les industriels. Cependant, ces
usages sont parfois sujets à débat, et les détracteurs s'interrogent
sur l'utilité de promouvoir des technologies
énergivores à l'heure où nos modes de vie devraient évoluer
vers plus de frugalité.
QU'EST-CE QUI VA CHANGER POUR L'INDUSTRIE ?
Dans ce domaine, la donne est différente. La 5G laisse
entrevoir des perspectives industrielles concrètes et
variées. C'est pourquoi Mines Nancy acquiert en partenariat
avec Nokia une bulle privative 5G Stand Alone ; la première
de ce type dans une école en Europe (la seconde au
monde).
Côté 5G industrielle, la réduction de la latence bénéficie
au secteur médical, en développant la robotique pour des
opérations chirurgicales à distance, mais aussi le développement
des transports en commun autonomes ou le
contrôle de robots industriels SCADA (Supervisory
Control And Data Acquisition). Dans ces cas d'usage, la
fiabilité du réseau est critique, or avec un réseau 4G ou
WIFI, toutes les requêtes ont la même priorité, ou presque,
ce qui peut entraîner la saturation du réseau par des
usages secondaires (visionnage de vidéo en ligne) et
ralentir des usages considérés comme critiques (opération
chirurgicale).
La 5G résout ce problème avec le network slicing, un
découpage logiciel du réseau qui virtualise des fonctions
autrefois confiées à des équipements dédiés, demandant
des réseaux spécifiques et cloisonnés. Cela permet de
garantir une latence optimale à un transport autonome ou
un équipement médical, tout en réservant un débit adapté
aux autres usages. Cela est possible grâce à l'utilisation
de cartes SIM, ou sa nouvelle génération, l'e-SIM (SIM
embarquée) qui attribue un numéro unique à chaque
objet, permettant une gestion individuelle et sécurisée.
L'e-SIM résulte d'une prouesse technologique en miniaturisant
la carte SIM traditionnelle et en l'intégrant dans un
appareil dès sa fabrication. Résultat, chaque propriétaire
d'objets connectés a la possibilité d'accéder instantanément
au réseau de façon sécurisée.
La 5G permet aussi l'edge computing, qui désigne un traitement
informatique réalisé à l'emplacement le plus
proche des données ou de son utilisateur final. On peut
alors réduire la latence à 1 milliseconde en rapprochant les
calculs des antennes. Ce temps de 1 milliseconde est
important car il s'agit d'un niveau de performance classique
attendu dans le milieu industriel. Cependant, la
latence ne suffit pas pour traiter en périphérie des grandes
quantités de données, et de nouvelles techniques de
transmission radio permettent l'augmentation des débits.
La norme 5G NR optimise le codage et la modulation, et
donc le débit par hertz. Mais ce n'est pas suffisant pour
atteindre 20 Gb/s.
Pour ce faire, la 5G industrielle exploite de nouvelles fréquences
dites millimétriques, supérieures à la bande 6
GHz grand public. La France et l'Europe se concentrent
d'abord sur la bande pionnière des 26 GHz dont le pouvoir
de propagation est faible : une portée d'une centaine de
mètres et des ondes qui ne traversent pas les obstacles.
Pour augmenter les débits, la 5G industrielle exploite également
de nouvelles antennes (massive MIMO) constituées
de dizaines de micro-antennes multipliant les
signaux (donc les débits) et formant des faisceaux très
directifs vers les terminaux récepteurs, fixes ou mobiles.
Cette technologie appelée beamforming permet d'augmenter
la portée du réseau et d'améliorer son efficacité
énergétique.
LA 5G ÉLARGIT LE CHAMP DES POSSIBLES
L'ultra-connectivité profite à l'internet des objets et stimule
l'industrie 4.0, la smart city ou les smart grids, en
adaptant plus efficacement l'offre à la demande grâce à
un réseau de capteurs plus dense. Couplée à un réseau de
fibre optique, la 5G élargit le champ des possibles en
matière de mobilité avec une connexion fibre haut débit
en intérieur et une connexion 5G haut débit en extérieur.
En effet, la 5G est proche des performances des technologies
filaires actuelles, et on pourrait donc l'utiliser indifféremment
dans des endroits où il n'est pas possible ou
trop coûteux d'utiliser une connexion filaire. De surcroît,
coupler ces deux réseaux permet une redondance souhaitable,
dans un monde qui prend de plus en plus au sérieux
les risques cyber ou de défaillances informatiques.
Des atouts indéniables pour les industriels voulant surfer
sur la vague de l'industrie 4.0, aussi appelée ère de la personnalisation
des produits. Le consommateur veut dorénavant
un produit personnalisé et unique, en conservant
des prix équivalents, et ce malgré les faibles volumes de
production. Dans cette optique, un des défis est de
connecter le besoin du client à l'organe de production efficacement.
La quatrième révolution industrielle organise
ses processus de production autour d'innovations liées à
l'internet des objets et aux technologies du numérique
(cobotique, réalité augmentée, impression 3D, intelligence
artificielle...).
Un réseau 5G performant et configurable facilement et
rapidement aux besoins de chaque industrie est primordial
pour connecter toutes ces technologies de façon sécurisée,
à haut débit et/ou faibles latences. C'est pourquoi il
existe des normes diverses qui correspondent à des caractéristiques
souhaitées : l'eMBB (enhanced Mobile
BroadBand) pour les applications ayant besoin de gros
flux de données, l'URLLC (Ultra Reliable Low Latency
Communications) pour les applications en temps réel ou
encore le mMTC (massive Machine Type Communications)
pour l'industrie et l'IoT. 
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#516_JUIN_2022
LOÏCK BRIOT (N13)
BIO
Spécialisé dans la conception
d'Assistants Virtuels, Loïck
a été CTO d'une start-up
(2016-2021) à Luxembourg
évoluant de 3 à 30 employés
(investissement de la Bourse
du Luxembourg). Depuis
septembre 2021, il est
responsable Intelligence
Artificielle et Logiciel au
TechLab Mines Nancy, où il
encadre des projets étudiants
en lien avec l'Industrie (IA,
robotique, 5G...). Il développe
en parallèle une jeune
entreprise innovante dans
le domaine de l'éducation
(EdTech).

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Sommaire
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