Comment optimiser l'autonomie des objets connectés (IoT) ?

L’autonomie des objets connectés est un élément majeur à prendre en compte pour tout projet faisant appel à l’IoT (Internet des objets). Wilfried Dron, CEO de Wisebatt, entreprise de prototypage virtuel spécialisée dans l'utilisation des systèmes alimentés par batterie, nous livre ses conseils et clés de compréhension pour optimiser leur longévité.

En résumé :

Comment faire pour choisir une bonne batterie ?

Il y a une check-list qu’il faut absolument suivre.

Pour Wilfried, l’élément fondamental est le cas d’usage. C’est lui qui va définir la majorité des contraintes de l’objet :

• Est-ce que l’objet est facilement accessible ou non ?
• Est-ce un objet qu’on pourra recharger ou non ?
• L’objet doit-il être étanche ?
• L’objet est-il au contact de l’homme ou isolé ?
• L’objet est-il jeté au bout d’un an ou gardé pendant des années ?
• L’objet doit-il tenir dans une poche ou dans un sac ?
• La taille a-t-elle une importance ?

Le cas d’usage définit ce qui est possible ou pas en termes de hardware et de batterie.

Car il ne faut pas oublier que la batterie, c’est aussi du volume. Elle prend de la place et a ses propres contraintes. Une batterie, au lithium par exemple, va “gonfler” lors de son utilisation et prendra davantage de place. Cet élément est à considérer dès le début car il a un impact sur le choix du boîtier.

Autre aspect à prendre en compte : la notion d’environnement. La température ambiante a un impact sur la manière dont l’objet se comporte. Il n’aura ainsi pas le même comportement en été et en hiver, notamment au niveau de la longévité de sa batterie.

Wilfried met ensuite l’accent sur le prix et la quantité à produire.

Mais pour lui, ces derniers facteurs sont principalement à prendre en compte lors de production en grande série et pas forcément pour une petite série (une centaine d’objets maximum).

Autre point d’attention, si on fabrique une batterie “custom” avec un fabricant, cela implique un processus de certification en aval, soit en moyenne 50 000 euros et la création de 20-30 prototypes afin de certifier un élément sur-mesure.

Le “custom” est intéressant, pour Wilfried, lorsque le modèle est une économie d’échelle ou si le cas d’usage le contraint (par exemple : bracelet connecté).

Il faut également s’attarder sur la question du stockage de l’objet et se poser les bonnes questions : quand active-t-on la source d’alimentation ? Que fait-on pour que l’utilisateur mette en route l’objet ?

Si la technologie utilise des batteries rechargeables, il faut envoyer le produit avec une certaine densité d’énergie dans la batterie car cette dernière a son propre taux de décharge naturel.

S’il s’agit d’une batterie primaire (piles, par exemple), il y a des systèmes très simples comme la languette.

Il faut en conclusion réfléchir au choix de la batterie dès le début, prévient Wilfried. C’est une question complexe car elle nécessite d’avoir en tête et maîtriser son usage, son utilisateur, la mécanique (boîtier) et les parties système et environnementale.

On peut ainsi gagner 2 à 3 mois de recherche, éviter 2-3 itérations et fiabiliser son process.

D’autant que, Wilfried tient à le préciser, nul besoin d’être un expert en batteries pour répondre à ces questions. Le fait même de se les poser, de les avoir en tête et d’aller chercher les réponses (auprès des fabricants ou autres entreprises) permet déjà de gagner beaucoup de temps.

Ses conseils pour optimiser une batterie

1. Le hardware. Il s’agit de la première source de perte énergétique. Il faut faire attention au choix des composants et à la façon de les agencer. Par exemple, installer une seul voie d’alimentation ou plusieurs, alimenter en permanence ou avoir des interrupteurs sur les fonctions clés… Tout cela peut avoir une différence de consommation de 10 à 100 fois sur l’autonomie.
2. L’optimisation du logiciel. Une fois l’architecture hardware bien définie, la bonne pratique voudrait qu’on développe le software et hardware en même temps pour avoir une bonne adéquation à la fin. Car, le sait-on, des mises à jour peuvent ruiner l’autonomie d’objets.
3. La taille de la batterie. Parfois, il n’y a juste pas de solution. Parfois, il ne faut qu’une batterie plus grosse ou une autre technologie. On se dit qu’on veut vraiment que son objet soit rechargeable et qu’il dure une semaine alors qu’avec la densité énergétique disponible dans cette batterie, cela ne fonctionne pas. Il faudra revoir ses attentes et passer à une batterie primaire, par exemple.