L’infrastructure de comptage des services publics fonctionne selon un ensemble de contraintes que la plupart des secteurs verticaux de l’IoT ne partagent pas. Les appareils sont déployés par millions, et non par milliers. Leur durée de vie sur le terrain se mesure en décennies, et non en années. L’accès physique à un compteur déployé pour sa maintenance ou le remplacement de sa carte SIM représente un coût opérationnel élevé à l’échelle d’un déploiement à l’échelle d’une ville ou d’une région. De plus, le cadre réglementaire régissant l’exactitude des données et la fiabilité du réseau varie d’une juridiction à l’autre, ce qui ajoute des exigences de conformité aux exigences techniques standard.
Les choix relatifs à l'architecture réseau effectués au début d'un programme de comptage intelligent déterminent les résultats opérationnels pour toute la durée de vie du déploiement. Cet article aborde les exigences de connectivité propres à l'IoT dans le secteur des services publics, les options technologiques et leurs compromis, ainsi que les considérations relatives à l'infrastructure que les services publics et leurs partenaires technologiques doivent prendre en compte avant que le déploiement ne soit définitif.
En quoi la connectivité des compteurs de services publics est-elle différente ?
La plupart des déploiements IoT peuvent tolérer une certaine variabilité de la connectivité. Un système de suivi de flotte qui ne transmet pas une mise à jour de position constitue un désagrément. Un compteur intelligent qui ne transmet pas un relevé de facturation peut entraîner une perte de recettes, un problème réglementaire, voire les deux.
Les services publics exploitent des infrastructures de comptage soumises à des exigences de précision de facturation qui se traduisent directement par des spécifications de fiabilité de la connectivité. Les relevés manqués nécessitent des estimations manuelles, des procédures de contestation par les clients et, dans certaines juridictions, la transmission de rapports aux autorités de régulation. À l'échelle d'un grand service public comptant des centaines de milliers, voire des millions de terminaux, même un faible pourcentage d'appareils présentant des défaillances récurrentes engendre une charge opérationnelle importante.
L'autre caractéristique distinctive du comptage des services publics réside dans le contexte physique de déploiement. Les compteurs intelligents sont installés à des emplacements qui répondent au mieux aux besoins opérationnels du service public, et non à ceux liés à la qualité du signal cellulaire :
- Regards souterrains pour les réseaux d'eau et de gaz
- Tableaux électriques situés au sous-sol dans les immeubles d'habitation collectifs
- Points de mesure agricoles isolés, situés loin des zones à forte densité de réseau
- Installations industrielles dotées d'une structure en acier et en béton atténuant les ondes radio
La technologie cellulaire choisie pour les compteurs intelligents doit fonctionner de manière fiable dans ces environnements ; par conséquent, les performances en termes de budget de liaison constituent un critère de sélection essentiel, au même titre que le débit de données, la consommation d'énergie et le coût.
Les options technologiques et leurs compromis
NB-IoT est la technologie cellulaire dominante pour les déploiements de compteurs intelligents à l'échelle mondiale, et les raisons de ce choix correspondent parfaitement aux exigences spécifiques de ce cas d'utilisation.
NB-IoTL’avantage en termes de budget de liaison de ce protocole par rapport à «LTE-M » est d’environ 20 dB, ce qui se traduit par une couverture significative dans les environnements physiques difficiles où les compteurs sont installés. Un niveau de signal qui serait insuffisant pour l’établissement d’une session « LTE-M » est souvent suffisant pour « NB-IoT ». Dans les déploiements dans des regards de compteurs souterrains et les installations électriques en sous-sol, cette différence de profondeur de couverture est le facteur déterminant.
La consommation électrique du PSM à très basses fréquences de transmission est plus faible sur NB-IoT que sur LTE-M, ce qui prolonge l'autonomie des compteurs alimentés par batterie ou fonctionnant uniquement sur batterie. Pour les compteurs d'eau et de gaz qui ne sont pas raccordés au réseau électrique, une autonomie de plusieurs années est une exigence opérationnelle incontournable, et non une simple préférence.
Les coûts unitaires des données sur NB-IoT sont inférieurs à ceux de LTE-M pour les petits volumes de données générés de manière sporadique par les compteurs. À l’échelle d’un déploiement d’un million de terminaux dans le secteur de l’eau, la différence de coût par carte SIM entre NB-IoT et LTE-M atteint un montant qui influe considérablement sur la rentabilité du programme.
Il est important de bien comprendre les compromis liés à l'utilisation de la technologie « NB-IoT » pour le comptage des services publics :
- Le temps de latence d'établissement de la session est supérieur à celui de LTE-M, ce qui limite l'utilisation de cette technologie pour les applications nécessitant des lectures rapides à la demande ou des intervalles de rapport inférieurs à une minute.
- Le débit de liaison descendante est limité, ce qui a une incidence sur les délais de déploiement des mises à jour de micrologiciel par OTA pour les parcs d'appareils de grande envergure
- NB-IoT La couverture du réseau n'est pas encore homogène à l'échelle mondiale, certaines régions devant encore recourir à la technologie « LTE-M » ou à la 4G Cat-1 comme solution de secours dans les zones où la technologie « NB-IoT » n'est pas encore entièrement déployée par les opérateurs locaux.
LTE-M est le choix approprié pour les applications de comptage intelligent où les contraintes liées à l’ NB-IoTposent des problèmes opérationnels :
- Déploiements d'infrastructures de comptage avancées (AMI) nécessitant des relevés de compteurs à la demande initiés par le système central du fournisseur d'énergie, lorsque la latence d'établissement de session de la fonction « NB-IoT» est trop élevée pour répondre aux exigences en matière de temps de réponse
- Déploiements dans des régions où la couverture des opérateurs de téléphonie mobile NB-IoT est incomplète et où LTE-M offre une meilleure couverture
- Compteurs nécessitant des mises à jour OTA régulières du micrologiciel dans des délais courts, pour lesquels le débit de liaison descendante plus élevé de l’ LTE-M rend les paquets de mise à jour volumineux tout à fait envisageables
LoRaWAN Cette solution est pertinente pour les déploiements de comptage des services publics lorsque ceux-ci exploitent leur propre infrastructure de réseau privé et que la très faible consommation d’énergie ainsi que le faible coût de réseau par appareil offerts par LoRa sont plus avantageux que la gestion du réseau cellulaire proposée par NB-IoT ou LTE-M. LoRaWAN entraîne des coûts liés à l’infrastructure de passerelle et la charge administrative liée à la gestion d’un réseau privé, ce qui modifie la rentabilité par rapport à une solution cellulaire, où l’opérateur gère le réseau. Pour les services publics disposant d’une infrastructure « LoRaWAN » existante ou ayant une forte préférence en matière de technologies opérationnelles pour les réseaux privés, il s’agit d’un moyen de transport des données de comptage viable. Pour les services publics ne disposant pas de cette infrastructure, la charge opérationnelle fait généralement de la technologie cellulaire le choix le plus pratique.
Réseaux maillés RF utilisant des normes telles que Wi-SUN (IEEE 802.15.4g) sont déployés par certains services publics en tant que réseau AMI dédié. Le maillage Wi-SUN offre une connectivité à haut débit et à faible latence pour les déploiements de compteurs en milieu urbain dense, les compteurs faisant office de nœuds du maillage afin d’étendre la couverture. Les inconvénients résident dans l'investissement initial important requis pour l'infrastructure maillée, les contraintes géographiques liées au déploiement du réseau maillé et la complexité opérationnelle liée à la gestion d'un réseau maillé propriétaire parallèlement aux autres systèmes du fournisseur d'énergie. Pour les fournisseurs d'énergie qui envisagent des déploiements AMI à grande échelle sur de nouveaux sites, le réseau maillé Wi-SUN et l'NB-IoT cellulaire sont les deux architectures qui méritent d'être sérieusement prises en considération.
eUICC et la mise en service à distance des cartes SIM pour des déploiements s'étalant sur plusieurs décennies
Aucun aspect de l'architecture de connectivité des compteurs intelligents n'a plus d'importance pour la réussite à long terme du programme que la stratégie relative aux cartes SIM, et le fait de savoir si un système « eUICC » doté d'une fonctionnalité de provisionnement à distance des cartes SIM est intégré dès le départ.
Le paysage des réseaux cellulaires évoluera à plusieurs reprises au cours de la durée de vie opérationnelle d’un compteur intelligent déployé aujourd’hui. Sur plusieurs marchés, les opérateurs prévoient déjà ou procèdent actuellement à la fermeture des réseaux 2G et 3G. LTE L’évolution des réseaux se poursuit. NB-IoT et LTE-M Les déploiements des opérateurs se développent sur certains marchés et se consolident sur d’autres. Un compteur équipé d’une carte SIM fixe affectée à un opérateur spécifique et à une technologie spécifique ne peut pas s’adapter à ces changements sans accès physique à l’appareil, ce qui, à l’échelle du déploiement par les services publics, implique un déplacement sur site pour chaque compteur concerné. Le coût d’une telle opération, avec des millions de terminaux, est prohibitif.
eUICC Grâce à la configuration à distance des cartes SIM via la spécification « GSMA » (SGP.02 ) pour les déploiements M2M, ou la spécification plus récente « SGP.32 » pour les appareils IoT aux ressources limitées, il est possible de déployer de nouveaux profils d’opérateur par mise à jour OTA sans avoir besoin d’accéder physiquement aux appareils. Lorsqu’un opérateur abandonne une technologie réseau ou qu’un service public décide de transférer son trafic de comptage vers un autre opérateur pour des raisons de coût ou de couverture, la transition s’effectue de manière automatisée sur l’ensemble du parc déployé, sans nécessiter d’intervention sur le terrain.
SGP.32 est pertinent pour les dispositifs de mesure « NB-IoT » et ceux fonctionnant sur batterie, car il réduit la surconsommation d’énergie liée aux opérations RSP par rapport à SGP.02. Sur un compteur « NB-IoT » fonctionnant sur batterie et en mode PSM, le budget énergétique disponible pour chaque cycle de réveil est très limité. L’architecture de gestion des profils optimisée pour l’IoT de SGP.32maintient les opérations RSP dans les limites de ces contraintes, contrairement à ce que fait SGP.02 .
Le choix entre des compteurs compatibles « eUICC » et des compteurs à carte SIM fixe est généralement une question de coût au moment de l’achat : le matériel compatible « eUICC » est plus onéreux que ses équivalents à carte SIM fixe. Le calcul change considérablement lorsque l’on prend en compte l’ensemble du cycle de vie du programme. Une seule migration d’opérateur effectuée sans « eUICC » sur un déploiement d’un million de terminaux, même en se basant sur un coût de déplacement par compteur très prudent, représente un engagement financier qui dépasse de loin, plusieurs fois, le surcoût lié au matériel « eUICC ».
Architecture réseau pour l'intégration d'une tête de réseau AMI
La connectivité des compteurs intelligents ne s'arrête pas au compteur. Le parcours des données entre le compteur et le système central du fournisseur d'énergie implique une couche de connectivité, une plateforme de gestion des données et des points d'intégration avec les systèmes de facturation, de gestion des coupures de courant et d'informations clients, qui ont chacun leurs propres exigences.
La couche de connectivité entre les compteurs déployés et la tête de réseau AMI du fournisseur d'énergie doit prendre en charge :
- Communication bidirectionnelle : La plupart des déploiements AMI modernes nécessitent non seulement la transmission de données du compteur vers la tête de réseau, mais aussi l’envoi de commandes de la tête de réseau vers le compteur pour les relevés à la demande, les alertes en cas de manipulation frauduleuse, les opérations de coupure et de reconnexion à distance, ainsi que la mise à jour du micrologiciel. Cette exigence de bidirectionnalité influe sur le choix de la technologie, car toutes les technologies d’ LPWAN s ne prennent pas en charge la transmission fiable de commandes en liaison descendante avec les profils de latence requis par les opérations de coupure à distance.
- Configuration de l'APN privée : Le transit des données des compteurs des services publics sur des segments d’Internet public représente un risque réglementaire et de sécurité dans la plupart des juridictions. La connectivité « Private- APN », dans laquelle le trafic des compteurs est acheminé directement vers l’infrastructure réseau du service public sans passer par les voies d’Internet public, est une pratique courante pour les déploiements IoT des services publics, quelle que soit leur ampleur.
- Adresse IP statique ou adressage par groupe d'appareils : Les systèmes de tête de réseau AMI nécessitent généralement un adressage réseau déterministe pour les opérations de gestion des compteurs. L'attribution dynamique d'adresses IP à partir des configurations des consommateurs ou de l'IoT SIM standard est incompatible avec les exigences d'adressage de la plupart des plateformes logicielles AMI.
- Gouvernance des volumes de données : Avec un million de terminaux transmettant plusieurs fois par jour, même de petites charges utiles finissent par représenter des volumes de données importants. Les plateformes de gestion de la connectivité qui offrent une gouvernance centralisée des données, un suivi de l'utilisation par groupe d'appareils et une réponse automatisée aux événements de consommation anormaux sont indispensables sur le plan opérationnel à l'échelle des services publics.
Exigences en matière de résilience et de redondance de la connectivité
Le comptage des services publics relève d’un domaine de l’infrastructure de l’Internet des objets (IoT) où les lacunes en matière de connectivité ont des implications réglementaires. La plupart des commissions de régulation des services publics imposent des exigences en matière d’exactitude et d’exhaustivité des données de facturation, et des défaillances persistantes de la connectivité sur un pourcentage mesurable de terminaux déclenchent des obligations de déclaration réglementaire et la mise en œuvre de procédures de protection des clients.
L'architecture de résilience pour la connectivité des compteurs intelligents doit prendre en compte deux modes de défaillance :
Les défaillances de connectivité au niveau d'un appareil individuel se produisent lorsqu'un compteur spécifique perd sa connexion cellulaire en raison de modifications du réseau, de problèmes liés à la carte SIM ou de changements dans l'environnement RF local. Une plateforme de gestion de la connectivité, dotée d'une surveillance de l'état de chaque appareil et d'un système d'alerte automatisé, met en évidence ces défaillances afin qu'elles puissent faire l'objet d'une enquête sur le terrain avant qu'elles ne se transforment en un problème d'exactitude de facturation.
Les incidents réseau au niveau régional ou au niveau d’un opérateur affectent simultanément plusieurs compteurs lorsqu’un opérateur subit une panne ou effectue des opérations de maintenance sur son réseau. L’architecture SIM multi-opérateurs offre une résilience face aux incidents touchant un seul opérateur en permettant aux appareils concernés de basculer vers le réseau d’un autre opérateur. Pour un service public soumis à des exigences réglementaires en matière de précision de facturation, cette capacité de basculement fait la différence entre un incident réseau gérable et une défaillance de collecte de données devant faire l’objet d’un rapport, touchant un grand nombre de compteurs.
L’infrastructure de connectivité de KORE répond à ces deux exigences de résilience grâce à une architecture SIM multi-opérateurs s’appuyant sur plus de 40 partenariats avec des opérateurs dans plus de 200 pays, combinée aux fonctionnalités de surveillance par appareil, d’alertes automatisées et de contrôles des politiques réseau de la plateforme « ConnectivityPro ». Avec plus de 21 millions de cartes SIM actives déployées dans les services publics et d’autres secteurs verticaux, l’expérience opérationnelle acquise dans le cadre de déploiements IoT fixes à grande échelle et d’un tel niveau de complexité se reflète tant dans l’architecture de l’infrastructure que dans le modèle d’assistance.
Planification de l'ensemble du cycle de vie du programme
Les programmes de comptage intelligent sont des programmes d'infrastructure, et non des projets technologiques. Les choix relatifs à l'architecture du réseau effectués lors de la conception du programme détermineront les résultats opérationnels pour les quinze à vingt prochaines années. L'évaluation de l'infrastructure de connectivité doit être définie en conséquence.
Décisions clés à prendre en tenant compte de l'ensemble du cycle de vie :
- eUICC par rapport à une carte SIM fixe, en tenant compte du coût prévisionnel des changements d'opérateur et des évolutions technologiques du réseau sur toute la durée de vie du déploiement
- NB-IoT « LTE-M » par rapport à la technologie hybride, évaluée par rapport à la couverture actuelle et prévue des opérateurs dans la zone de déploiement
- APN s privées et architecture IP statique, évaluées au regard des exigences de l'AMI en matière d'adressage et de routage
- Capacités d'une plateforme de gestion de la connectivité, évaluées à l'aune de l'ampleur opérationnelle que représente la gestion de millions de cartes SIM dans le cadre d'un programme s'étendant sur plusieurs décennies
Le coût unitaire de connectivité, qui peut sembler avantageux au cours de la première année d'un programme, peut se révéler très différent lorsque l'on prend en compte le coût total du cycle de vie d'une architecture SIM fixe. Les services publics qui considèrent l'infrastructure de connectivité comme un simple achat de produit de base et ceux qui la considèrent comme un choix d'infrastructure déterminant pour le programme aboutissent à des résultats très différents en termes de coût total de possession.
Si votre entreprise en est à la phase de planification ou d’acquisition d’un programme de compteurs intelligents ou d’IoT pour les services publics, n’hésitez pas à contacter un ingénieur en connectivité de KORE pour discuter de l’architecture d’infrastructure la mieux adaptée à l’ampleur de votre déploiement, à votre zone géographique et à la durée de vie de votre programme.
Publié le 1er juin 2026.