Les Data, le nouvel or noir de notre économie.

Ces quatre lettres font régulièrement parler d’elles tant au niveau national qu’international. Vues comme des sources financières à fort potentiel par les entreprises et les GAFAM (Google, Amazon, Facebook, Apple, et Microsoft) notamment, ce sont souvent les personnes privées qui en font les frais, parfois à leur insu le plus total. Le Federated Learning vise à diminuer le risque de perte de données sensibles en modifiant la manière d’entrainer les algorithmes sur les données des utilisateurs.

Nous mettons souvent en avant le terme Donnée, alors qu’il existe quatre éléments différents : la donnée, l’information, la connaissance et la sagesse. Chaque éléments ajoutant de la valeur au précédent. Explications :

La donnée est la forme la plus brute, c’est-à-dire qu’elle n’est qu’une valeur sans signification propre. Prenons en exemple le mot « rouge ». Cette valeur peut concerner un stylo, une pomme ou encore un pot de peinture. C’est pourquoi il faut ajouter un contexte afin d’en tirer une information.

Prenons l’exemple d’un feu de signalisation qui est au rouge. Maintenant, l’information est compréhensible, car, grâce à l’ajout de la signification, nous pouvons créer un lien avec ce que nous appréhendons afin d’obtenir la connaissance de la valeur rouge. Comme nous sommes probablement en train de conduire une voiture lorsque le feu de circulation passe au rouge, notre connaissance nous informe qu’il faut nous arrêter. Alors intervient la sagesse qui nous pousse à nous arrêter effectivement au feu rouge.

Cette démarche s’applique dès qu’il y a une donnée, peu importe sa nature. Si cette dernière n’est pas contextualisée, on ne peut pas l’utiliser en l’état. De même, une information à laquelle nous n’arrivons pas à joindre une signification ne peut pas être utilisée. C’est le cas actuellement des approches Big Data ; cependant, dans ce cas-là, l’objectif est de récupérer beaucoup d’informations et de les stocker de manière centralisée dans des Data Lakes sans savoir comment les utiliser lors de leur récupération.

De l’apprentissage machine centralisé à l’apprentissage fédéré

C’est là que Machine Learning, ou apprentissage automatique, entre en jeu. Le Machine Learning est un « Processus par lequel un algorithme (également appelé modèle) évalue et améliore ses performances sans l’intervention d’un programmeur, en répétant son exécution sur des jeux de données massifs jusqu’à obtenir, de manière régulière, des résultats pertinents ». 

Avec l’augmentation de la quantité de données et du fait qu’elles se retrouvent dans quasiment tous les domaines, le problème actuel n’est pas de trouver des données à analyser, mais bien de trouver comment analyser toutes ces données et dans quel but. Se pose alors le problème de la récolte et de la transmission de nos données en vue d’une exploitation ultérieure dont le but nous échappe souvent.

C’est là que l’apprentissage fédéré révèle sa valeur puisque par nature, il permet de protéger les données des utilisateurs en évitant de les transférer sur un serveur d’entreprise (le fameux “Cloud“) comme le font les algorithmes utilisés jusqu’alors. Ainsi, l’utilisateur qui reste maître de ses données.

L’apprentissage fédéré est un algorithme entrainé sur des appareils décentralisés et utilisant les données locales pour apprendre. Contrairement à la grande majorité des algorithmes actuels qui utilisent un serveur contenant toutes les données, le Federated Learning apprend sur les données locales et communique uniquement ce qu’il a appris. Ainsi, les données restent privées, car elles ne sont plus collectées ni stockées sur un serveur distant.

Le secret de l’apprentissage fédéré ?

Plutôt que de centraliser les données pour y entrainer un algorithme central, l’apprentissage fédéré consiste à entraîner un algorithme sur la machine des utilisateurs d’une application et à partager ensuite les apprentissages ainsi réalisés.

Un avantage indéniable de cette technologie est la protection des données des utilisateurs. Comme le modèle apprend sur la machine des utilisateurs, il n’y a plus de transfert d’informations brutes, mais uniquement du modèle entrainé. L’avantage secondaire de cet atout est que les données ne transitent plus entre l’appareil et le serveur de l’entreprise et les risques de piratage par écoute sont donc diminués. De plus, comme les données ne sont plus stockées sur les serveurs de l’entreprise, les risques de piratage de ces derniers en sont d’autant diminués.

Autre avantage, puisque le Federated Learning ne transfert que le modèle entrainé, les coûts de communication sont moindres. C’est un élément qui peut être très intéressant pour les réseaux saturés ou peu fiable.

Attention toutefois, cette approche de l’apprentissage fédéré ne vise pas forcément à remplacer l’apprentissage automatique tel qu’il est existe aujourd’hui. Il s’agit d’une nouvelle approche qui offre un certains nombres d’avantages mais qui possède également ses limites intrinsèques, notamment concernant les possibilités de vérifier le modèle généré puisque les données qui ont permis de l’entrainer ne sont plus accessibles.

Le fait que l’apprentissage fédéré soit à l’aube de son existence explique pourquoi la technologie est peu connue du grand public et du monde professionnel. Avec les bonnes applications et les bons cas d’utilisation, son adoption pourrait bien se répandre durant ces prochaines années au sein des professionnels de l’informatique et de la sécurité des données.

 

Cet article a été rédigé sur la base des travaux de recherche de Vincent Sullam dans le cadre de sa thèse de Master que j’ai récemment encadrée.

Vous les avez peut-être déjà croisées à Sion en centre ville, à Schaffhouse sur les rives des chutes du Rhin ou encore à Genève, Fribourg, Zoug : les navettes autonomes fleurissent un peu partout en Suisse. Toutefois, il s’avère difficile pour les organisateurs de tels projets d’avoir une représentation claire des attentes ou des problèmes rencontrés par les passagers ou les passants. Joujoux pour geeks, véritables révolutions technologiques ou alors dangers publics ? Comment les gens perçoivent-ils ces “OVNIS” qui feront probablement bientôt partie intégrante de notre quotidien ?

La HES-SO Valais-Wallis a mené une étude sur la perception des habitants de Sion, Sierre et Monthey, en parallèle avec l’Ecole Polytechnique Fédérale de Zürich qui s’est quant à elle penchée sur trois villes du canton de Schaffhouse. Ces deux enquêtes visent à comprendre l’évolution des perceptions des habitants quant à la facilité d’utilisation et à l’efficacité des navettes autonomes en termes d’alternative émergente aux transports publics sur le dernier kilomètre.

Entre fascination et méfiance

Qui n’a pas déjà entendu ou vociféré des critiques acerbes – ou au minimum empruntes d’un certain scepticisme – sur le mode Autopilot (pilotage automatique) des véhicules Tesla ? Mais est-ce bien là le sentiment général, ou uniquement la méfiance d’une poignée d’incrédules ?

Brisons une fois pour toute ce mythe : une large majorité des sondés se montrent intéressés, voire enthousiasmés, par ces nouvelles technologies et ils affichent un soutien marqué pour les projets sédunois et schaffhousois (en vert, sur les graphiques ci-dessous) :

Les habitants sondés estiment aussi que la mise en service de bus autonomes améliorerait le quotidien de gens qui n’ont pas accès à un véhicule privé, comme par exemple les personnes sans permis de conduire ou encore les personnes âgées.

Malgré leur intérêt évident et leur conscience des avantages de la mobilité autonome, les personnes interrogées ne voient toutefois pas nécessairement tout en rose ; les questions relatives à la sécurité mettent le doigt sur d’importantes – et légitimes – préoccupations. Qui serait responsable en cas d’accident ? Comment les navettes réagissent-elles lorsqu’elles sont confrontées à des cyclistes ou à des imprévus ? Voilà quelques exemples de situations dans lesquelles les véhicules autonomes devront encore faire leur preuve.

Enfin, la question du partage de données personnelles à des tiers est également épineuse. Seule une petite minorité accepterait timidement de mettre à disposition des informations sur leurs trajets, leur conduite et autres habitudes au volant. Pour les autres, c’est hors de question. Ce partage d’informations pourrait pourtant faciliter grandement l’efficacité des véhicules autonomes et augmenter aussi la sécurité. Il faudra donc trouver le bon équilibre entre respect de la sphère privée et partage utile de données, peut être en le limitant aux véhicules les plus proches par exemple ?

Des résultats encourageants

Malgré les craintes affichées sur certains aspects, il s’avère au final que les habitants de la ville dans laquelle circule la navette (en l’occurrence Sion) tendent à lui accorder plus de confiance. Côtoyer et utiliser la navette depuis bientôt 5 ans semblerait ainsi rassurer la population et participer à l’acceptation de ce nouveau mode de transport.

Les navettes qui circulaient à Sion depuis 2016 évoluent désormais à Uvrier, toujours sur routes ouvertes. Depuis cette semaine, elles proposent une innovation majeure : un service “à la demande” qui permet de sélectionner sa destination précise, à partir d’une borne tactile disponible à la gare CFF. L’occasion de tester la navette pour celles et ceux qui ne se sont pas encore prêté à l’expérience !

 

Je remercie Julien Reichenbach pour sa contribution à la rédaction de cet article 😉

Intervention humaine encore nécessaire

C’est aujourd’hui une obligation en Suisse et presque partout ailleurs : une personne doit accompagner et constamment surveiller un véhicule automatisé ou autonome, assurant ainsi la sécurité des personnes et des biens environnants ainsi que le bon fonctionnement du véhicule. Cette personne peut, si besoin, prendre le contrôle du véhicule notamment lorsqu’il circule dans des zones où les signaux des systèmes de navigation par satellites (GNSS pour Global Navigation Satellite System – le GPS étant celui le plus connu) sont limités, voire indisponibles. En milieu urbain, il existe en effet de nombreuses zones d’ombre dans ces systèmes comme les passages sous les ponts, entre deux immeubles rapprochés ou encore dans les tunnels. L’accompagnateur de ces véhicules automatisés prend alors les commandes du véhicule jusqu’à ce que celui-ci retourne dans une zone où la réception satellite est satisfaisante.

Depuis l’automne 2020, un véhicule de livraison automatisé circule sur le campus de l’EPFL. Le Mobility Lab coordonne ce projet qui permet, entre autres, de tester une solution innovante visant à améliorer la précision des déplacements. Cette solution est fournie la startup suisse Fixposition.

Un positionnement au centimètre près

L’objectif de la startup zurichoise est de fournir des données de positionnement plus fiables et donc plus précises, en particulier dans les zones où les systèmes de navigation par satellites montrent leur limites.

Cette précision – au centimètre près ! – est obtenue grâce aux données du capteur Vision-RTK développé par la startup et à des algorithmes informatiques. En combinant l’analyse des images, les données de positionnement par satellite GNSS ainsi que les données inertielles, issues de capteurs d’accélération et de rotation, la navette gagne en autonomie et nécessite donc moins d’interventions humaines.

L’expérience menée sur le campus d’Ecublens montre des résultats très prometteurs en environnement réel. En observant l’image ci-dessous, on constate que la solution testée (tracé violet) conserve une précision au centimètre près sur l’ensemble du trajet, tandis que la solution basée uniquement sur le GNSS (tracés jaune et rouge) s’éloigne jusqu’à plusieurs mètres du tracé idéal dans les zones sous le pont, en bas à gauche sur l’illustration.

 

La différence est encore plus marquée dans les zones d’ombres, comme par exemple lorsque le véhicule s’engage sous le bâtiment du Rolex Learning Center. Ce passage dispose d’un très faible signal GNSS, ce qui a pour conséquence d’offrir une précision de positionnement que l’on peut qualifier de très approximative, voire aléatoire si on utilise uniquement cette information.

 

La solution proposée par Fixposition (tracé bleu sur l’image ci-dessus) conserve une grande précision y compris sous la couverture du toit, contrairement à la solution standard, dont les écarts atteignent plusieurs mètres. Il est intéressant de noter que la solution testée ne nécessite pas l’installation préalable de capteurs dans l’environnement du véhicule, tout est embarqué dans le véhicule lui même. Cette solution est donc particulièrement adaptée au développement des véhicules complètement autonomes.

Un pas de plus vers le développement de la conduite autonome

La position naturelle fournie par un GPS seul, donne une bonne idée de l’endroit où le véhicule se trouve, à quelques mètres près, mais n’est pas assez pécis pour permettre un travail de précision. Cela conduit à de trop fréquentes interventions des accompagnateurs de ces véhicules automatiques et freinent ainsi le développement des véhicules autonomes dans notre quotidien. En effet, quel peut bien être l’avantage des véhicules autonomes si on ne fait que remplacer l’habituel chauffeur par un accompagnateur ? Ces travaux qui consistent donc à améliorer la précision des positions des véhicules, notamment en environnement urbain où la couverture GNSS présente de nombreuses zones d’ombre, contribuent également à offrir des conditions de sécurité satisfaisantes pour le développement d’une future conduite réellement autonome.

 

Merci à Eric Imstepf et Anne-Muriel Brouet pour leur collaboration sur cet article ainsi que pour les images d’illustration.

Dans un avenir proche, les réseaux cellulaires devront relever de principaux défis techniques et économiques, provenant du nombre croissant d’utilisateurs et d’un besoin de connexion au réseau grandissant, en particulier dans les environnements urbains. On estime que d’ici la fin 2020, le nombre de terminaux mobiles sera trois fois supérieur au nombre d’êtres humains, générant un trafic global de 2,3 Zettabyte !

Les deux tiers de ce trafic seront générés par des appareils sans fil, et environ la moitié du trafic sans fil  par des smartphones, soit un tiers du total. L’organisation 5G-Public Private Partnership (5G-PPP), établie par la Commission Européenne, partage ces visions extrêmes. Ces problèmes vont s’accentuer avec le passage à la 5G, en raison des exigences encore plus élevées en termes de capacité par utilisateur (jusqu’à 1 Gbit/s pour les utilisateurs de haut débit) et de qualité de service. L’autre défi majeur pour la 5G est représenté par le nombre toujours croissant d’utilisateurs desservis et par la densité nécessaire pour couvrir des environnements extrêmement fréquentés (un stade par exemple).

Une autre contribution importante à cette augmentation du trafic provient également du déploiement progressif des dispositifs de l’Internet des Objets (IoT en anglais) dans les environnements urbains, favorisé par la réalisation du concept de ville intelligente (Smart City). Le principe de ces villes intelligentes repose largement sur le déploiement généralisé d’un grand nombre de dispositifs de détection, de calcul et de communication.

La question de la densification des réseaux

Un moyen possible d’augmenter la capacité disponible dans les réseaux mobiles, tout en améliorant leur efficacité énergétique, est d’augmenter la densité des stations de base, diminuant ainsi la distance moyenne des utilisateurs et des appareils par rapport aux antennes. Cette densification du réseau est considérée comme l’une des approches les plus prometteuses pour permettre aux réseaux de faire face à l’explosion prévue du trafic de données mobiles dans les années à venir.

En raison des exigences strictes en matière de qualité de service, les densités de stations de base prévues dans les documents de vision 5G sont démesurées, jusqu’à plusieurs centaines par km2. Cela implique de gros investissements pour l’installation et l’exploitation des stations de base (il faut savoir que le coût d’installation d’une station de base urbaine est généralement de l’ordre de cent mille francs). D’autre part, une grande partie de ces coûts d’exploitation serait représentée par les coûts énergétiques. En conséquence, un tel déploiement de petites cellules entraînerait une explosion globale de la quantité d’énergie consommée par le réseau d’accès sans fil.

Ces inconvénients de la densification du réseau sont exacerbés par la pratique courante de sur-approvisionnement, c’est-à-dire que le réseau est dimensionné pour faire face au pire des cas, quitte à être sous-utilisé la majeure partie du temps. En effet, dans un scénario urbain, il a été démontré que le nombre d’utilisateurs mobiles et le niveau de trafic qu’ils génèrent présentent des variations spatiales et temporelles remarquables. Les utilisateurs se déplacent normalement de leur domicile à leur travail, ce qui fait que les quartiers d’affaires sont surchargés pendant les heures de travail. Durant cette période, les opérateurs de réseaux mobiles ont donc besoin de la capacité des nombreuses petites cellules pour assurer leur service. Mais le soir venu, la capacité nécessaire dans un quartier d’affaires devient beaucoup plus faible, et beaucoup des petites cellules installées deviennent alors redondantes. Le trafic généré par l’internet des objets devrait également suivre des schémas spatio-temporels similaires, car une grande partie des services seront plus actifs là où se trouve les utilisateur.

Afin d’obtenir le débit nécessaire pour répondre à l’augmentation prévue du trafic mobile, il sera nécessaire de disposer d’un grand nombre de petites cellules dans les quartiers d’affaires pendant les heures de travail, dans les quartiers résidentiels le soir, sur les trajets des pendulaires en début et fin de journée, ainsi qu’autour des stades et autres lieux de manifestations lors d’événements spéciaux (sans parler des places de la ville pendant les rassemblements de protestation, des portions d’autoroute en cas d’embouteillage, etc.). Une possibilité consiste à déployer une couverture suffisamment dense dans toutes les zones, en les activant et les désactivant selon les besoins. Une gestion dynamique du réseau peut permettre de réaliser des économies substantielles en termes de dépenses opérationnelles (OPEX), notamment en matière d’énergie. Cependant, elle ne permet pas d’atténuer le problème des énormes dépenses d’investissement (CAPEX) nécessaires au déploiement de zones 5G ultra denses, qui reste à ce jour l’un des principaux obstacles au passage à la 5G.

Un réseau sur roues (ou dans les airs)

L’un des moyens possibles de réduire cette contrainte serait de déplacer physiquement les antennes depuis les zones d’affaires vers les zones résidentielles et inversement, afin de disposer de la capacité suffisante où et quand cela est nécessaire. L’idée de déplacer les stations de base n’est pas nouvelle, elle est déjà exploitée dans plusieurs contextes. Par exemple, les opérateurs de réseaux mobiles emploient déjà un petit nombre de stations de base montées sur des camions (appelées “cellules sur roues”) pour assurer temporairement le service dans des zones où le service ne serait pas disponible autrement. Plusieurs propositions suggèrent que les drones pourraient être utilisés pour soutenir les communications dans les zones sinistrées ou pour fournir rapidement une connectivité dans les régions qui ne sont pas encore desservies par une infrastructure fixe.

Parmi les avantages d’un tel modèle de réseau mobile, on peut citer le fait qu’il peut être mis en œuvre avec des véhicules transportant des stations de base spécialisées, comme des voitures autonomes ou des drones. Ces véhicules peuvent donc être positionnés stratégiquement, afin d’optimiser l’infrastructure existante. En outre, des groupes de stations de base mobiles peuvent être utilisés pour fournir un service local dans des zones où l’infrastructure du réseau cellulaire n’est plus opérationnelle, par exemple à la suite d’une catastrophe naturelle ou autre incident.

Enfin, les stations de base mobiles peuvent prendre en charge efficacement les communications ne nécessitant pas une très haute qualité de service, par exemple celles qui sont utilisées pour le relevé des compteurs intelligents ainsi que les applications moins sensibles au temps de réponse.

Quel type de véhicules ?

En ce qui concerne le type de véhicules qui pourraient être de bons candidats pour transporter des stations de base, un rôle particulier pourrait être joué par les voitures électriques. En effet, la présence d’un stock important d’énergie dans la voiture permet le fonctionnement de la station de base également lorsque la voiture est garée et que le moteur est arrêté. Dans de tels scénarios, les opérateurs de covoiturage pourraient jouer un rôle similaire à celui des entreprises qui gèrent des sites et des tours de télécommunications, en fournissant leurs services aux opérateurs dans le cadre d’un accord “Small Cells as a Service” (SCaaS). En outre, comme dans le cas du réseau électrique intelligent (Smart Grid), où les panneaux solaires appartenant aux utilisateurs finaux produisent de l’électricité qui est mise à la disposition de tous, le déplacement des stations de base appartenant aux utilisateurs finaux pourrait stimuler l’émergence d’un nouveau type de consommateurs professionnels, en fournissant une capacité supplémentaire aux opérateurs pour le plus grand bénéfice de tous les utilisateurs du réseau.

Une autre déclinaison du paradigme du réseau mouvant, qui a récemment attiré une attention considérable, consiste à utiliser des véhicules aériens sans pilote (UAV), également appelés drones. L’intérêt de ces installations spécifiques découle des meilleures conditions de propagation des ondes par rapport aux installations terrestres. En effet, l’émission des ondes à quelques dizaines de mètres au-dessus des utilisateurs potentiels permet de diminuer le nombre d’obstacles et donc de rendre les communications plus efficaces. De plus, différentes techniques peuvent être mise en oeuvre afin d’optimiser la trajectoire des drones en fonction de diverses mesures de la qualité de service.

Tous ces travaux décrivent une architecture de réseau de haut niveau et examinent certains des problèmes techniques ouverts posés par l’intégration d’une infrastructure mobile dans une architecture de réseau statique classique.

Les premières investigations montrent que le paradigme du réseau mouvant peut avoir un impact potentiellement énorme sur les futurs réseaux mobiles. Ce type de réseau permet de réduire considérablement les redondances dans l’infrastructure déployée et d’augmenter son efficacité, en faisant en sorte que les ressources nécessaires suivent, dans l’espace et le temps, les utilisateurs et leurs besoins croissants de connectivité.

 

Cet article a été rédigé sur la base des travaux de recherche de mes collègues Gianluca Rizzo et Gaetano Manzo.

 

Une esquisse de vacances prospectrices

 

Previously on Le Mayen 2023 (revoir les épisodes précédents 1 & 2) :

Nous sommes en 2023. La famille Perret décide de réserver un mayen à Arolla dans le Val d’Hérens. La famille se réjouit du grand départ et s’organise en conséquent. Le voyage en voiture électrique et autonome est frappé par une coupure de la route dûe à un bloc rocheux qui s’est détachée de la montagne. Par prudence, le coupe décide de prendre les transports publics et réserve une navette autonome pour la fin du voyage à Arolla.

 

Découvertes

La famille Perret est arrivée à bon port. Les enfants courent à l’extérieur du véhicule autonome et s’empressent de découvrir les recoins du pâturage avoisinant le chalet.

C’est avec émerveillement que les parents entrent dans ce vieux mayen rénové datant de 1911. Le mayen se situe au-dessus d’Arolla, sur une terrasse ensoleillée offrant une vue grandiose sur tous les sommets du haut Val d’Hérens. Isolé, il se trouve à 1’800 mètres d’altitude et est orienté plein sud, véritable retour aux sources pour la famille Perret. Le mayen été rénové récemment tout en gardant son cachet de vieux mazot. Un juste équilibre entre modernité et simplicité. Un véritable nid douillet pour un vrai repos au mayen : retour à la nature et vie au ralenti.

Après une bonne nuit de sommeil au calme, Vincent décide de faire rapatrier sa voiture déposée la veille à Euseigne. Les routes semblent maintenant dégagées. Grâce à une plateforme de CarSharing sur laquelle il met son propre véhicule à disposition, Vincent est averti qu’un jeune couple souhaite faire le trajet Euseigne-Arolla en voiture. Il saute sur l’occasion pour mettre à disposition sa voiture et ainsi s’économiser le déplacement seul pour aller chercher lui même sa voiture. Et voilà, un heure plus tard la voiture est arrivée à destination. Le jeune couple, venu à Arolla pour une randonnée, s’arrête pour le café et Vincent peut récupérer sa voiture.

Le vieux mayen est équipé d’une batterie électrique, qui est alimentée en journée par des panneaux solaires. La voiture peut être ainsi rechargée grâce aux énergies renouvelables grâce au système PV2EV, un logiciel qui permet de piloter l’électricité produite par les panneaux solaires et de la répartir intelligemment entre la maison et son véhicule électrique. Le chalet fait partie d’un réseau de voitures électriques et de bornes de recharges mises à disposition des clients des hôtels de l’ensemble du Val d’Hérens. Un service qui permet aux hôtes de visiter de manière indépendante et écologique la région.

La famille est venue dans ce coin paradisiaque pour la randonnée et la découverte de la nature. Véronique souffre quelque peu de problème de genoux et de vertige. Elle bénéficie de l’appui de l’application SanTour, qui connecte chemins et randonneurs. L’application permet de générer automatiquement des parcours adaptés aux différentes spécificités et capacité des randonneurs. Véronique est ravie, l’application lui propose une randonnée au départ du mayen. Il existe une grande diversité de randonnées possibles dans cette région.

Au retour de leur randonnée, la famille décide de descendre au village pour déguster les spécialités du coin. Le dernier enfant, du haut de ses deux ans, est transporté en poussette. Le chemin est relativement escarpé avec de nombreux escaliers. Vincent propose à Véronique d’ouvrir l’application WeMap leur permettant de générer un itinéraire adapté aux personnes à mobilité réduite. Après avoir découvert la large gamme des produits du terroir labellisés “Val d’Hérens” (fromage d’alpage, pains traditionnels, sirops et liqueurs), la petite famille décide de se mettre en route pour le retour au mayen. Ils veulent éviter qu’il fasse nuit. Sur le chemin du retour, ils découvrent un nouvel obstacle. Quelques pierres sont tombées d’un mur et obstruent le sentier. Afin d’avertir les autres marcheurs, Vincent déclare l’obstacle sur l’application CityEye, qui est reliée à la création d’itinéraire WeMap.

Les jours passent, le famille Perret est aux anges. Ils profitent de la région, des activités et des différentes découvertes. Au bout de 15 jours, ils doivent se résigner à rentrer, quitter leur petit paradis qui allie technologie et authenticité. Ils se sont cependant promis une chose : l’année prochaine, on réédite les mêmes vacances !

 

Une esquisse de vacances prospectrices

 

Previously on Le Mayen 2023 (revoir l’épisode précédent) :

Nous sommes en 2023. La famille Perret décide de réserver un mayen à Arolla dans le Val d’Hérens. La famille se réjouit du grand départ et s’organise en conséquent.

 

Voyage au centre du Valais

C’est Véronique qui prend le volant, ou du moins qui est assise à la place du pilote, car la voiture électrique de la famille Perret est entièrement autonome et intelligente. Elle lit les feux de la circulation, dépasse sur l’autoroute et ajuste sa vitesse en fonction du trafic. Le véhicule communique également avec les autres acteurs de la route. Cette communication invisible durant les trajets permet d’améliorer la sécurité routière et le confort de conduite. La maman est enchantée, cela lui permet de voyage en toute sécurité et de garder un oeil sur ses deux enfants en bas âges.

Après un arrêt mérité pour le repas de midi et la recherche du véhicule. La petite famille se remet en route. À la hauteur de Sion, le papa reçoit une notification sur son application NOSE. Une mise à jour des informations lui indique que la route est coupée à cause d’un bloc rocheux qui vient finalement de dévaler la pente.

Après mures réflexions, les parents optent pour les transports publics qui leur permettront de rejoindre leur destination l’esprit tranquille. Ils sont non loin d’un parking gratuit desservi par une ligne CarPostal. Deux bus les attendent, le premier pour les amener jusqu’aux Haudères et le second jusqu’au centre d’Arolla. Le premier bus est déjà là et s’apprêtait à partir. Cela tombe bien, les enfants commencent à s’impatienter. La petite famille peut embarquer directement à l’intérieur du bus et n’a pas besoin d’acheter préalablement de billets. En effet, Vincent est équipé de l’application CIBO / Fairtiq. L’utilisateur de cette application est identifié à son entrée dans le bus et ce n’est qu’une fois arrivée à destination, que le trajet lui est facturé au meilleur prix. Les Perret n’ont donc pas besoin d’anticiper, ni de planifier leur voyage en transports publics.

SmartShuttle

À leur arrivée à Arolla, l’église du village sonne les 15h. La famille n’est cependant pas au bout de ses peines. Le mayen se situe sur le haut du village, une trentaine de minutes de marche les attende. Avec leurs enfants en bas âge, leurs valises et les quelques centimètres de neige, l’exercice est périlleux.

En se renseignant à l’Office du Tourisme, Véronique découvre que le village propose un service de navettes autonomes, identiques à celles qui circulent à Sion. Il permet aux voyageurs de faire le dernier kilomètre sans devoir porter leurs valises. Elle décide donc de réserver une navette et définit le lieu de dépôt grâce à l’application proposée.

To be continued…

La suite au prochain épisode : 26 juillet 2019.

Cette petite fiction en 3 épisodes est pour moi le prétexte de mettre en lumière quelques projets principalement Romands qui touchent tous à la digitalisation de nos activités quotidiennes. Ces projets sont à la fois innovants mais aussi très concrets, voir en cours de commercialisation pour certains. 

Une esquisse de vacances prospectrices

Vous rappelez-vous du feuilleton documentaire “Le Mayen 1903” de la Télévision suisse romande ? Cette émission de téléréalité alpine, réalisée en 2003, romançait les péripéties d’une famille jurassienne téléportée un siècle auparavant dans un mayen du Val d’Anniviers en Valais. Pas d’eau courante, ni d’électricité et évidemment aucun natel ou autre moyen de communication : voilà la réalité de 1903.

120 ans plus tard…

120 ans plus tard, je vous propose une nouvelle fiction : nous sommes donc en 2023, suivons ensemble les vacances d’été des Perret, une famille vaudoise domiciliée à Lausanne. Vincent et Véronique Perret ont deux enfants en bas âge de 2 et 5 ans. Cette année, la famille souhaite s’accorder deux semaines au calme dans un cadre unique et traditionnel. Sur les conseils de leurs voisins, ils optent pour la location d’un mayen en Valais.

Pour le lieu, c’est après avoir consulté l’application SODA, que Véronique privilégie Arolla dans le Val d’Hérens. L’outil a parcouru les différents commentaires de touristes laissés sur les réseaux sociaux (Facebook, Twitter, Instagram, YouTube, …) et lui a proposé le lieu le plus pertinent correspondant à ses attentes. Elle déniche et réserve un mayen rénové équipé des toutes dernières technologies.

La veille de leur départ, les valises sont prêtes dans leur maison du Gros-de-Vaud. Il ne reste plus qu’à Vincent à planifier le trajet du voyage. Le couple possède un véhicule électrique mais se déplace la majorité du temps en transports publics, c’est pourquoi ils ont choisi un véhicule avec une autonomie peu elevée, environ 120km. Pour les quelques heures de route qui les attendent, il est donc primordial d’utiliser un système d’étapes qui permet aux conducteurs d’organiser un long parcours en passant par différentes bornes de recharge. Grâce à l’application fournie par le constructeur de leur voiture, la famille décide de s’arrêter au Relais du St-Bernard muni de bornes de recharge dont le prix de la charge sera directement déduite de leur facture d’électricité, merci Valt ! Ils profiteront de l’arrêt pour y pique-niquer au bord de l’étang.

C’est le grand jour, toute la famille se réjouit du grand départ. À 10h, Véronique reçoit sur son téléphone grâce à l’application NOSE, une notification l’indiquant que la route est bonne et que la circulation est fluide.

To be continued…

La suite au prochain épisode : 12 juillet 2019.

L’industrie a subi plusieurs révolutions dont la plus importante à la fin du 18e siècle. 120 ans plus tard, nous assistons à un nouveau tournant avec la convergence des outils de production industriels et les technologies de l’information et de la communication. Ce mariage donne lieu à une usine intelligente qui se caractérise par une interconnexion des machines et du systèmes de gestion de la production. L’usine se trouve ainsi augmentée grâce à de nouveaux processus de production boostés par la maturité d’innovations telles que intelligence artificielle, l’internet des objets, le cloud computing ou encore impression 3D personnalisée.

Cette interconnexion généralisée ouvre l’accès à l’analyse de données provenant de sources jusqu’alors inexploitées. Ces données peuvent être valorisées dans le but d’optimiser la chaîne de production, minimiser les pannes et maîtriser certains risques opérationnels.

Intelligence opérationnelle

L’usine intelligente se caractérise par une communication continue entre les différents outils et postes de travail intégrés dans la chaînes de production. La mise en réseau intelligente d’équipements industriels promet de livrer des gains de productivité et de qualité. Cette 4e révolution nous permet, par exemple, d’adapter notre expertise au secteur industriel et offrir ainsi une nouvelle dimension dans le pilotage d’outil de production. Nous travaillons aujourd’hui avec un acteur important de l’industrie agroalimentaire et céréalière afin de lui permettre de détecter automatiquement les éventuelles aliments défectueux grâce à des algorithmes de machine learning.

Les données générées grâce à ces nouveaux outils de production augmentés grâce au système informatique offrent de nouveaux horizons extrêmement intéressants. Ces technologies sont utilisées pour augmenter la productivité, augmenter la qualité, réduire les coûts et la consommation d’énergie, favoriser les énergies renouvelables et améliorer la flexibilité. Cela permet à l’outil de production d’être plus efficient.

Industrie 4.0 – The Shapers

Derrière ces innovations se trouvent naturellement des femmes et des hommes pour les porter. C’est pour les remercier de leur engagement dans ce domaine qu’une dizaine d’entre elles ont reçu le prix Industrie 4.0 The Shapers lors d’une soirée récemment organisée à Montreux. Plus de 150 personnes, venues de toute la Suise romande, étaient présentes pour assister à cette remise de prix (des lingots en fer !) parmi lesquelles Nicola Thibaudeau, membre du Conseil d’administration d’Innosuisse ou encore Fathi Derder, conseiller national.

Félicitations donc aux Lauréats 2019 :

• Dr. Sarah Degallier Rochat, Professeure à la HES de Bienne, BE
• Patrick Neuenschwander, Tornos, BE
• Christophe Fragnière, Le Vivier, CPAutomation Nivalis Group SA, FR
• Dominique Beuchat, 3D Précision, JU
• José Demetrio, Geosatis, JU
• Alexandre Pauchard, Bobst, VD
• Hugues-Vincent Roy, AISA, VS
• Bernat Palou, ARCM, St-Imier, BE
• Grégoire Ramuz, TPF, FR
• Sonja Betschart, WeRobotics, GE
• Magali Fröhlich, HE-Arc, NE

Merci à Xavier Comtesse pour l’organisation et l’invitation à cette soirée.

PS : J’espère que l’année prochaine la parité sera de mise 😉

Cet entretien récemment réalisé dans le cadre du rapport d’activités annuel du Mobility Lab me donne l’occasion de revenir plus en détails sur mon expérience d’une année complète en véhicules électriques.

En effet, nous possédons depuis 12 mois deux véhicules électriques à la maison. Nous les utilisons soit en covoiturage avec ma femme, soit en parallèle lorsque nos emplois du temps ne permettent pas de covoiturer.

Confort au quotidien

La transition depuis nos deux véhicules thermiques vers ses deux automobiles entièrement électriques a était particulièrement courte. L’anxiété dûe à la crainte de tomber en panne d’électrons n’a été que très passagère. Nous avons rapidement était conquis par le confort d’utilisation quotidienne que ces véhicules nous offrent. Une simple habitude à prendre en arrivant chez soi est de brancher sa voiture sur le chargeur mural pour avoir un vehicule complètement chargé le lendemain matin, qui plus est déjà préchauffé en cas de temps froid. Au final, plus de mains qui sentent la benzine et plus besoin de penser à s’arrêter à la station service lorsque le témoin s’allume… Une habitude bien vite adoptée.

Qu’en est-il des trajets plus longs me direz-vous ? A-t-on suffisamment d’autonomie pour faire de longs trajets ?

Il n’est pas rare que l’on me pose cette question. Pour moi, la question de l’autonomie des véhicules électriques est aujourd’hui un faux problème. Toutes les voitures électriques actuellement en vente offrent au minimum 250 à 300 kilomètres d’autonomie en conditions réelles. Avec une telle autonomie vous roulez sans problème pendant 2 ou 3 heures selon le type de trajet. Vient alors le moment de la charge. Et c’est bien là que se pose la vraie question: combien de temps vais-je devoir attendre avant de pouvoir reprendre la route ?

De l’importance de la puissance

Pour répondre à cette question, il faut tenir compte de 3 facteurs : la capacité de la batterie (exprimée en KWh), la puissance acceptée par votre véhicule et la puissance délivrée par la borne de recharge (exprimées en kW).

Naturellement, plus une batterie possède une grande capacité, plus elle mettra de temps à se charger. Mon expérience montre que ceux sont surtout les deux derniers facteurs qui font la différence lorsque vous effectuez un long trajet : la puissance disponible impacte directement la rapidité à laquelle un véhicule peut recharger sa batterie.

À choisir, je préfère une voiture n’offrant “que” 300 km d’autonomie mais qui se charge en 20 minutes grâce à la grande puissance qu’elle accepte, plutôt qu’une voiture capable de rouler plus de 600 km d’une seule traite mais qui se charge en 2 heures car elle n’accepte qu’une charge relativement lente. On parle de charge rapide à partir de 50kW, mais c’est seulement à partir de 100kW que la rapidité se fait vraiment sentir.

Nous avons cumulé presque 30’000 km depuis 12 mois entre nos deux véhicules, dont environ 10’000 km de trajets longue distance (plus de 600 km). En moyenne, nous attendons 20 minutes pour ces recharges intermédiaires et nous n’avons jamais dû attendre plus de 30 minutes avant de pouvoir reprendre la route. 2 fois sur 3 la voiture était prête à reprendre la route avant nous…

Pourquoi certains produits technologiques sont des succès, alors que d’autres sont des «flops» ? Le succès d’une technologie n’est pas écrit d’avance. Je suis chercheur, alors j’ai cherché… il n’existe malheureusement aucun almanach 2.0, les success story du numérique que l’on connait en perdraient leur prestige.

L’innovation est une prise de risque

Afin de réduire ce risque, il est primordial d’expérimenter et de tester son idée de produit ou de service auprès d’utilisateurs potentiels. Le succès d’un produit ou d’un service, particulièrement lorsqu’il est basé sur une nouvelle technologie, est atteint lorsque le public se l’approprie. L’étape de la preuve de concept ou du prototypage est devenue incontournable et est maintenant largement répandue dans de nombreux domaines. Cette étape permet, par l’intermédiaire d’une expérience immersive courte et itérative, d’évaluer l’acceptation d’une technologie. Cela permet d’aligner et de préciser les fonctionnalités par rapport aux besoins exprimés par les utilisateurs, de gagner leur confiance en levant leur doute ou en démystifiant ladite technologie, ou encore d’anticiper certains problèmes techniques.

Il existe de nombreuses approches qui sont largement documentées, telles que le Design Thinking, le Service Design ou encore le User eXperience Design. Une simple recherche dans votre moteur de recherche favori vous propose des milliers de références pour explorer ces thématiques. On retrouve de nombreux points communs entre toutes ses approches : le fait d’organiser des ateliers de co-création en mélangeant les types d’intervenants, lors de séances plus ou moins dirigées et dont les résultats peuvent prendre différentes formes.

 

Cela fait maintenant plusieurs années que j’ai pu expérimenter, que ce soit en simple participant ou en tant qu’organisateur, plusieurs de ces approches au sein des projets de mon équipe de recherche à la HES-SO Valais-Wallis. Nous en avons même proposé une nouvelle que nous avons eu la chance de présenter lors d’une conférence scientifique ^[1]. Nos dernières expériences en date concernent le domaine de la mobilité et dans ce cadre nous avons la chance de pouvoir bénéficier d’un outils que je trouve formidable : le Club de testeurs du Mobility Lab. Il s’agit d’un groupe de personnes volontaires que les partenaires du Mobility Lab peuvent solliciter pour différents besoins, qu’il s’agisse de répondre à un sondage ou de participer à un atelier sur un thème spécifique.

Afin d’assurer une intégration optimale de nos travaux de recherche et garantir une innovation répondant aux besoins du marché, nous avons pu bénéficier à plusieurs reprises de leur service. En guise d’exemple, je peux citer une recherche en cours ^[2] concernant les navettes sans conducteur à Sion ^[3] pour améliorer la communication entre les véhicules sans chauffeur et les autres usagers de l’espace public : conducteurs, piétons, cyclistes, etc… Ou encore un atelier de co-création d’un service de livraison autonome à la demande en milieu urbain ^[4].

On peut aussi mettre l’accent sur ce côté expérimental à un plus petite échelle. Il n’est pas nécessaire d’avoir un groupe de chercheurs sous la main. À titre personnel par exemple, il ne m’a fallu que quelques jours pour me procurer un Google Home ainsi qu’un Amazon Echo au moment de leur sortie respective outre Atlantique, bien avant qu’ils ne débarquent sur le vieux continent. Mon côté geek et early-adopter y est sans doute pour quelque chose. Cela m’a permis d’expérimenter ces nouvelles enceintes à commande vocale, de les comparer et de laisser germer nombres d’applications inspirées non pas de mon activité professionnelle, mais de ma propre expérience et de ma vie quotidienne. Ainsi qu’à mes enfants !

Après plusieurs semaines d’utilisation quotidienne, j’ai commencé à imaginer des scenarios d’utilisation qui ont donné lieu a plusieurs travaux d’étudiants, travaux qui ont eux même permis de soumettre des idées de projet et d’alimenter de nombreuses discussions avec nos différents partenaires, etc… En bref, un véritable cercle verteux !

Sérendipité ou heureux hasard ?

Malgré tout, je reste convaincu qu’il reste une part empirique, pour ne pas dire de hasard, dans tout processus d’innovation. Il faut donc penser à laisser de la place aux échanges a priori non productifs, aménager des moments propices à l’inattendu et savoir parfois laisser son esprit s’évader… et qui sait… peut-être recevrez-vous une révélation sous la forme d’une pomme qui vous tombe sur la tête !

Si vous souhaitez être informé des récentes activités du Mobility Lab, n’hésitez pas à vous inscrire à la newsletter, ça se passe à droite tout en bas de cette page : https://www.mobilitylab.ch/fr/

Références :

[1] “Creating people-aware IoT applications by combining design thinking and user-centered design methods”
Par Fauquex, Milène; Goyal, Sidhant; Evéquoz, Florian; Bocchi, Yann
Proceedings of the IEEE 2nd World Forum on Internet of Things (WF-IoT) 2015
http://arodes.hes-so.ch/record/1738?ln=en

[2] “Les navettes autonomes communiquent leurs intentions aux piétons”
https://www.mobilitylab.ch/fr/projets/details/referenz-details/les-navettes-autonomes-communiquent-leurs-intentions-aux-pietons/

[3] Projet SmartShuttles à Sion
https://www.mobilitylab.ch/fr/projets/details/referenz-details/smartshuttle-les-navettes-sans-chauffeur-relient-la-vieille-ville-a-la-gare-de-sion/

[4] “Livraisons autonomes à la demande”
https://www.mobilitylab.ch/fr/projets/details/referenz-details/livraisons-autonomes-a-la-demande/