Les experts et les professionnels de l’industrie sont impatients de voir arriver la 5G. Pour les particuliers, une génération de plus dans la mobilité, qui va encore améliorer les performances des smartphones en tous lieux. Le saut technologique s’annonce si important que ce sera beaucoup plus que cela. La mobilité va tellement progresser que la 5G risque de reléguer les réseaux filaires traditionnels au second plan. Ceux qui en bénéficieront le plus seront certainement les industriels embarqués dans l’industrie 4.0.

Qu’est-ce que la 5G ?

Alors que subsistent des poches grises, oscillant entre GSM 2 et 3G, la couverture mobile cellulaire 5G s’apprête à remplacer la 4G. Celle-ci a totalement généralisé l’accès aux fichiers lourds et aux vidéos en ligne. Les applications ont fleuri, le smartphone a commencé à se substituer au PC dans des situations courantes, et l’interactivité en mobilité s’est considérablement accrue. Les concepteurs ont décidé de rompre avec une simple amélioration linéaire du débit.

L’utilisation de bandes hautes fréquences, s’affranchissant d’un espace fréquentiel déjà bien exploité, permet des débits beaucoup plus élevés et plus de canaux simultanés. On parle d’un rapport 10 au moins concernant l’augmentation du débit, plus encore pour la simultanéité des communications qui seront également plus étanches. Tout cela sans fil. Accessoirement, la 5G va intégrer une localisation haute performance. D’autres innovations, comme le full-duplex radio, les codes polaires de correction d’erreurs ou l’usage de multiples antennes (Mu-Mimo massif), viennent compléter un système radicalement révolutionnaire.

Les conséquences immédiates sont la possibilité d’une utilisation temps réel de la 5G et de l’établissement de réseaux virtuels séparés. Ces caractéristiques rendent la 5G compatible d’une utilisation dans l’industrie, en remplacement de solutions câblées présentant une certaine fragilité et une inertie d’installation certaine. L’Iot pourrait s’appuyer directement sur la 5G. La réalité virtuelle et la réalité augmentée trouveraient leur place. C’est idéal pour l’usine du futur, peu handicapée par la moins longue portée des hautes fréquences.tout-comprendre-sur-la-realite-augmentee-dans-lindustrie

La 5G au service de l’industrie 4.0 

L’industrie 4.0 intègre les communications numériques au cœur de son fonctionnement. Au point que la conception des chaînes de production soit souvent totalement reconsidérée sous cet angle.

Le tout premier objectif est la flexibilité et la réactivité de la chaîne, capable de se reconfigurer autant que possible en fonction d’un carnet de commandes provenant du cloud. Le câblage réseau est un frein évident à cet enjeu. Un réseau mobile 5G qui aurait des performances de débit et de multiplexage suffisantes permettrait d’escompter des chaînes très évolutives, acceptant de nouvelles machines en quasi plug-and-play. L’usine 4.0 gomme les temps préparatoires de configuration de la production.

Dans un ordre d’idées proches, la 5G va faciliter l’utilisation de l’edge computing, qui consiste à traiter les données au plus près de la source. Une unité de traitement pourra s’implanter rapidement à proximité des capteurs et actionneurs concernés pour une meilleure réactivité et rapidité d’un pool de production. S’ajoute la possibilité de définir avec la 5G des réseaux virtuels qui fonctionnent en plans parallèles. L’usine 4.0 sera donc plus robuste, avec moins d’interférences entre entités disjointes.

Localement, haut débit, réseaux virtuels et edge computing vont contribuer à améliorer l’efficacité des régulations, de mieux bénéficier des capteurs sans fil et de l’IOT en général. L’intégrité de la production sera mieux surveillée et maîtrisée. Chaque sous-ensemble sera plus efficace et bénéficiera plus directement de l’apport de capteurs lourds, type caméra. Réalité virtuelle ou augmentée sont des progrès à part entière. Ce qui est visé est la coopération numérique directe entre machines.

D’un point de vue systémique, la 5G va distribuer l’intelligence dans l’usine. La maintenance, prédictive ou curative, est un des thèmes précurseurs, et l’auto-régulation entre postes, îlots et sous-ensembles se met en place. L’optimisation en temps réel des ressources et des flux est d’évidence le point d’optimisation toujours le plus recherché. La mobilité inhérente à la 5G facilite l’introduction des véhicules autonomes comme l’usage de terminaux mobiles pour les opérateurs humains. Des applications de supervision et d’interactions sophistiquées deviennent disponibles directement sur place, avec possibilité d’interventions d’experts à distance.

Pour quand la 5G dans nos usines Françaises ?

L’impatience est grande, la productivité et l’insertion de nos usines dans un marché hyper connecté sont en jeu. Une étude Cap Gemini assure que 33 % des industriels français souhaitent acquérir rapidement une licence. S’il reste à rassurer totalement les industriels de l’inviolabilité de ces systèmes sans fil, et à attribuer les fréquences, le planning de déploiement avance rapidement. De nombreuses expérimentations ont été autorisées par l’ACERP. Pour le grand public, la libération des bandes dites 3.5 GHz et 26 GHz est programmée courant 2020.

La situation reste confuse avec les recyclages de fréquences 4G en 5G. Les vraies fréquences millimétriques apporteront l’ensemble du service. Après une étape intermédiaire 700Mhz en 2022, le démarrage « Gigabit » est pour 2025. Les industriels cherchent eux à pouvoir disposer de fréquences plus rapidement pour leur usage privé courant 2020 et l’ensemble des acteurs œuvrent de concert pour faire aboutir au plus vite cette infrastructure emblématique du 21ème siècle.

La lecture de cette contribution est recommandée par Bosch Rexroth.

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