Mesures. En tant que fournisseur de solutions permettant de connecter des équipements industriels à différentstypesderéseaux,HMSIndustrial Networks a réalisé en début d'année une étude sur le marché des réseaux industriels. Quelles en sont les conclusions?

Anders Hansson. Tout d'abord, je tiens à préciser que, compte tenu de nos 25 ans d'expérience dans les communications industrielles, nous connaissons bien le marché des réseaux industriels. Les chiffres que nous présentons dans cette étude reposent sur des informations obtenues auprès de collègues du secteur, sur nos propres statistiques de ventes et notre vision globale du marché. Ceci étant dit, la principale conclusion de notre étude est que les marchés des réseaux de bus de terrain et Ethernet industriel sont en hausse, mais c'est l'Ethernet qui connaît la plus forte croissance. S'agissant des nouveaux nœuds installés dans les sites de production automatisés, les bus de terrain demeurent toutefois le principal type de réseau utilisé, avec 66 % du marché. HMS constate que le marché des bus de terrain continue d'augmenter d'environ 7% par an. Cela s'explique par la simplicité et la fiabilité de cette technologie, mais aussi par un certain conservatisme des utilisateurs.La norme dominante en matière de bus de terrain est Profibus avec 18% du marché mondial total (marché total qui comprend également l'Ethernet industriel, ndlr), suivie de Modbus (7 %), DeviceNet (6 %) et CC-Link (6 %). Les réseaux Ethernet industriel représentent 34% du marché mais leur hausse est plus rapide que celle des bus de terrain (17% par an). Selon nous, il se passera encore pas mal de temps avant qu'ils ne les dépassent. Les principaux facteurs de croissance de l'Ethernet industriel sont les performances accrues et l'intégration avec les réseaux bureautiques. Profinet et EtherNet/IP sont les deux principales normes Ethernet industriel, avec 8% du marché total des réseaux industriels pour chacune d'entre elles. Viennent ensuite EtherCAT, Modbus TCP et Powerlink.

Les principaux facteurs de croissance de l'Ethernet industriel sont les performances accrues et l'intégration avec les réseaux bureautiques. Profinet et EtherNet/IP sont les deux principales normes Ethernet industriel, avec 8% du marché total des réseaux industriels pour chacune d'entre elles. Viennent ensuite EtherCAT, Modbus TCP et Powerlink.

Mesures. Observe-t-on des différences notables dans l'ensemble des régions du monde?

Anders Hansson. Il existe effectivement des différences régionales. Dans la zone EMEA (Europe et Moyen-Orient), Profibus domine, tandis que Profinet enregistre le taux de croissance le plus rapide.Ces deux normes sont suivies par Modbus et EtherCAT. Le marché américain est quant à lui dominé par les ré-seaux CIP, au sein desquels EtherNet/IP est en train de dépasser DeviceNet en termes de parts de marché. Ces deux normes sont suivies par Profibus et EtherCAT. Par ailleurs, Profinet progresse en termes de parts de marché, tandis que Modbus conserve une certaine popularité. En Asie, en revanche, aucune norme ne domine clairement le marché, mais Profibus, DeviceNet et Modbus sont très répandus. CC-Link domine au Japon, et EtherCAT connaît un certain succès.

Anders Hansson, directeur marketing chez HMS Industrial Networks, et Tom McKinney, directeur du développement commercial chez HMS Labs DR Anders Hansson ( à gauche ), 47 ans, est directeur marketing chez HMS Industrial Networks depuis 2010. Il a rejoint la société en 2000 et y a occupé différents postes à responsabilité dans les ventes à l'international et le marketing, notamment en tant que responsable produits, directeur des ventes et du marketing de HMS France, ou encore comme responsable grands comptes. Anders Hansson est titulaire d'une maîtrise en gestion industrielle et économie de l'université de Halmstad (Suède). Tom McKinney ( à droite ) est directeur du développement commercial chez HMS Labs, la branche de HMS Industrial Networks en charge de l'innovation. Il possède de nombreuses années d'expérience en matière de gestion de l'ingénierie des technologies sans fil, VoIP et FireWire. Il a rédigé de nombreux ouvrages sur les technologies sans fil et donne régulièrement des conférences sur ce sujet. HMS Industrial Networks est un fournisseur indépendant de produits de communication industrielle, notamment pour le contrôle à distance. Cette société suédoise conçoit et produit des solutions pour connecter les équipements et les systèmes d'automatisation aux réseaux industriels, commercialisées sous les marques Netbiter, Anybus et IXXAT. HMS emploie plus de 350 personnes et affichait un chiffre d'affaires de 57 millions d'euros en 2013.

Mesures. Quels débouchés tirent ce marché?

Anders Hansson. De manière générale, le passage à l'Ethernet industriel est en marche, même si la migration prend plus de temps que prévu. Nous continuons d'enregistrer de nombreuses demandes portant à la fois sur la connectivité avec les bus de terrain et avec l'Ethernet industriel.

En revanche, il apparaît clairement que le marché des réseaux demeure fragmenté et que les équipements industriels sont de plus en plus connectés. Cela est renforcé par des tendances comme l'Internet des objets et l'industrie 4.0. Compte tenu de notre philosophie de longue date qui consiste à fournir une connectivité aux équipements, nous comptons bien nous appuyer sur ces tendances pour poursuivre notre croissance.

Mesures. Monsieur McKinney, vous êtes directeur du développement commercial chez HMS Labs, la branche de HMS Industrial Networks en charge de l'innovation. Quelle est votre opinion sur le déploiement de l'IIoT, l'Internet des objets industriels, concept qui prend aussi le vocable d'industrie 4.0, d'usine du futur, etc.? Buzz marketing ou réalité industrielle?

Tom McKinney. Le buzz suscité par l'Internet des objets industriels ( Industrial Internet ofThings ou IIoT, ndlr) ne cesse de prendre de l'ampleur. Avec la hausse du volume de données collectées par les entreprises à propos de leurs opérations, le marché des équipements IIoT va connaître une croissance exponentielle au cours des prochaines années. Ces données serviront à surveiller et à optimiser les process et, à mesure que les entreprises apprendront à mieux les utiliser, il en résultera une productivité accrue. Outre la productivité interne, ces données pourraient conduire à améliorer les opérations B2B, ce qui profitera à la fois au producteur et au consommateur. De nombreuses avancées technologiques ont convergé pour permettre des déploiements IIoT de grande envergure. Elles concernent notamment la baisse du coût de stockage des données, la réduction de la consommation électrique des solutions RF et l'accessibilité accrue des réseaux. Un autre facteur important ayant permis l'IIoT est la standardisation du sans-fil.

Mesures. Il existe une certaine méfiance du monde industriel envers les solutions de connectivité sans fil. Qu'en est-il exactement?

Tom McKinney. Le sans-fil n'est pas nouveau dans l'industrie puisque les réseaux sans fil y sont utilisés depuis plus de 30 ans. Mais auparavant, il s'agissait généralement de systèmes propriétaires utilisant les bandes de fréquences inférieures à 1GHz. Ces solutions utilisaient des techniques de modulation simples, comme la modulation par déplacement d'amplitude ou de fréquence. Les radios prenant en charge ces types de modulation pouvaient être facilement créées à l'aide de quelques composants discrets. Ces solutions présentaient toutefois deux inconvénients majeurs: une absence de sécurité et une bande passante limitée. Au cours des vingt dernières années, plusieurs normes ont été développées pour définir des solutions radio fiables. Les normes les plus récentes sont suffisamment sûres pour des déploiements de grande ampleur.De plus,plusieurs nouvelles bandes de fréquences d'utilisation libre ont été introduites dans les années 1980, notamment les bandes 2,4 et 5 GHz. Aujourd'hui, le déploiement d'une solution radio standardisée est un moyen sûr et économique de surveiller et contrôler les équipements sur le terrain ou en usine. Compte tenu du nombre de normes sans fil parmi lesquelles il faut faire son choix, le principal défi consiste à déterminer quelle est celle la plus appropriée pour le déploiement de son application.

Aujourd'hui, avec les normes Wi-Fi, Bluetooth et ZigBee, le déploiement d'une solution radio standardisée ouvre la voie à des moyens sûrs et économiques pour surveiller et contrôler les équipements sur le terrain ou en usine.

Mesures. Penchons-nous, si vous le voulez bien,sur les normes sans fil les plus couramment déployées sur la bande 2,4GHz, à commencer par la plus connue d'entre elles, le Wi-Fi. Quels en sont les avantages et les inconvénients pour une utilisation industrielle?

Tom McKinney. Le Wi-Fi ou IEEE 802.11a/b/g/n est la solution réseau TCP/IP sans fil la plus largement déployée par le grand public et les entre-prises.LeWi-Fi, abréviation de Wireless Fidelity , est une norme utilisée pour identifier les équipements de réseau local sans fil ou WLAN ( Wireless Local Area Network , ndlr). L'organisme chargé de la gestion de cette norme a pour objectif de créer la meilleure alternative possible aux réseaux TCP/IP filaires. Il donne la priorité à la sécurité et à la vitesse. C'est pourquoi le IEEE 802.11n offre la bande passante la plus élevée de toutes les normes sans fil de courte portée. Ses inconvénients sont la consommation électrique et la puissance de traitement requises pour gérer la pile IEEE 802.11 de manière efficace. Ces inconvénients ont créé un écart sur le marché, et d'autres normes ont émergé pour répondre aux besoins de réseaux sans fil à très faible consommation, toujours sur la bande 2,4 GHz. C'est le cas de Bluetooth et de ZigBee.

Mesures. En quoi les normes Bluetooth et ZigBee ont-elles également leur place dans les environnements industriels?

Tom McKinney. Le Bluetooth et le ZigBee ont été créés pour satisfaire les besoins mal couverts par le Wi-Fi. La norme Bluetooth répond aux besoins de réseaux personnels, ou PAN ( Personal Area Network , ndlr), à faible consommation. Un PAN est un réseau de très courte portée, à proximité d'une personne ou d'un périphérique intelligent. Ses avantages sont la rapidité d'association, la simplicité des interfaces homme-machine et la faible consommation d'énergie. Dans un PAN, plusieurs émetteurs peuvent être placés à proximité immédiate. Le Bluetooth inclut une temporisation pour éviter le chevauchement des émetteurs des équipements. Il a aussi été conçu en partant du principe qu'il devrait cohabiter avec le Wi-Fi. C'est pourquoi il inclut un algorithme de sauts de fréquence pour garantir la transmission des messages, même avec plusieurs canaux Wi-Fi actifs. Enfin, le Bluetooth utilisant un émetteur de très faible puissance, il est moins sensible au multipath que le Wi-Fi. Le Bluetooth peut ainsi être déployé sans nécessiter d'importantes études de site RF ni de planification. Le système résiste très bien au bruit et aux interférences.

ZigBee, lui, repose sur l'IEEE 802.15.4, une norme radio sans fil universelle à faible consommation qui permet d'ajouter différents protocoles à la radio standard. ZigBee a été conçu pour prendre en charge des réseaux de capteurs de faible consommation capables de couvrir une surface étendue. ZigBee utilise une topologie de réseau maillé ainsi qu'un profil de puissance très agressif pour répondre aux besoins de ce marché de niche.Le protocole ZigBee a été conçu pour offrir une activation et une désactivation rapides afin d'économiser l'énergie. Plusieurs autres protocoles ont été conçus à partir de la norme IEEE 802.15.4,notamment ISA100.11a, WirelessHart et 6LoWPAN.

Source : HMS Industrial Networks Z

Enfin, il ne faut pas oublier le Bluetooth Low Energy (BLE) qui est une version plus récente de la norme Bluetooth. Exploitant certaines des techniques utilisées dans la norme 802.15.4, le BLE atteint des niveaux de consommation d'énergie encore inférieurs à ceux du ZigBee et prend en charge la plupart des fonctionnalités créées pour ZigBee.

Mesures. Pouvez-vous nous donner des exemples concrets d'applications compatibles avec telle ou telle de ces normes sans fil?

Tom McKinney. La norme la plus adaptée dépend des besoins du système. Pour résumer, le Wi-Fi offre la bande passante la plus élevée et la pile la plus complète, mais le Bluetooth, le BLE et le ZigBee possèdent des caractéristiques particulièrement adaptées à certaines applications. Par exemple, pour surveiller des capteurs alimentés par batterie sur une surface étendue, le ZigBee est la norme la plus indiquée. Le Bluetooth et le BLE fonctionnent bien comme technologie point à point sans fil ou pour la surveillance de capteurs sur une zone réduite. Le BLE est présent sur un nombre considérable de tablettes et de smartphones, ce qui en fait un excellent choix pour les interfaces homme-machine. Bien que les normes technologiques puissent varier, il ne fait aucun doute que de plus en plus d'applications seront connectées via un protocole sans fil dans un avenir proche.Avec l'avènement de l'IIoT, des milliards d'équipements devront être connectés à Internet, et nombre de ces connexions seront probablement sans fil.