RFID UHF sans batterie : débloquer l'IoT industriel lean

L'expansion rapide de l'IoT met déjà en lumière les limites des appareils alimentés par batterie — tant du point de vue de la durabilité que de la prévisibilité et du coût. D'ici 2025, le marché combiné de l'IoT grand public et industriel devrait atteindre 11,1 billions de dollars US, selon un rapport Prudour de 2020. Pour relever ces défis, les développeurs de l'Industrie 4.0 se tournent vers des solutions sans batterie, les technologies RFID UHF — notamment celles défendues par l'alliance RAIN RFID — ouvrant la voie.

L'alliance RAIN RFID, similaire au Bluetooth SIG et au Wi-Fi Alliance, promeut une technologie qui relie l'RFID UHF au cloud, permettant aux données des étiquettes RFID d'être stockées, gérées et partagées via Internet. L'adhésion est ouverte à toute organisation intéressée par l'RFID UHF passif.

Les chaînes de fabrication d'aujourd'hui exploitent les données stockées dans les étiquettes RFID pour piloter une production flexible, efficace et personnalisée. Les étiquettes RFID passives — contrairement aux étiquettes actives ou aux codes-barres — ne nécessitent pas de source d'énergie dédiée ni de ligne de visée directe, les rendant idéales pour les environnements à haute automatisation et les chaînes d'approvisionnement lean.

Bien que la technologie soit encore émergente, seuls quelques fournisseurs proposent actuellement des solutions qui transforment les puces RFID passives en dispositifs de détection intelligents requis pour le RAIN RFID. Ces familles d'IC peuvent mesurer la température, l'humidité, le mouvement, la lumière ambiante, la continuité électrique et la malléabilité des matériaux de manière entièrement passive, transmettant les données à un lecteur RAIN RFID standard sur des portées de 5 à 10 mètres.

Pas de matériel/logiciel spécial requis

Le transfert de données de la puce vers le lecteur ne prend que quelques millisecondes et est entièrement conforme au protocole EPC Gen2. Les utilisateurs peuvent acquérir et traiter les valeurs mesurées sans matériel ou logiciel supplémentaire — les lecteurs existants peuvent capturer et interpréter les données, les transmettant aux systèmes de niveau supérieur. Dans les applications logistiques, par exemple, l'ID d'actif, le numéro EPC et les données du capteur sont tous capturés simultanément.

Les inlays sont convertibles en une large gamme de formats de transpondeurs — des étiquettes flexibles aux tags durs. Un boîtier QFN classique avec un IC de capteur intégré convient même aux environnements difficiles.

Comparaison des technologies de communication utilisées pour l'Industrie 4.0 (Source : Asygn)

Applications de maintenance prédictive

Le marché mondial des capteurs RFID sans batterie devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 13,3 % pour atteindre 2 099 millions de dollars US d'ici 2030, grâce aux avancées de la technologie sans batterie et à l'augmentation des investissements R&D, selon Prudour.

Les IC de capteurs sont déjà déployés dans des environnements industriels — par exemple pour détecter la distorsion de tuyaux, une tâche qui reposait traditionnellement sur des jauges de contrainte ou nécessitait des assemblages de capteurs complexes. En intégrant tous les composants nécessaires dans une seule puce et en communiquant via RFID UHF, les batteries et les capteurs externes ne sont plus nécessaires.

Les avantages de la maintenance prédictive sont substantiels : en anticipant l'usure ou une défaillance imminente, les équipes de maintenance peuvent se concentrer sur les problèmes critiques, générant de grands ensembles de données qui sous-tendent des modèles prédictifs précis. Les superstructures métalliques — ponts, grands bâtiments et autres infrastructures critiques — sont des candidats privilégiés ; l'intégration de capteurs à énergie libre dans le béton lors de la fabrication permet une surveillance en temps réel de la température ou de l'humidité, offrant aux parties prenantes une vision continue et réduisant le risque de défaillances catastrophiques.

Les fabricants d'équipements industriels lourds explorent également la technologie pour des applications telles que la détection de surchauffe sur les pales de turbines dans les centrales hydroélectriques ou éoliennes. Les capteurs de pression peuvent protéger les cylindres de gaz industriels contre les explosions, tandis que des puces intégrées dans des élastomères pourraient permettre la mesure du poids ou de la charge des véhicules via des capteurs de pression montés sur les pneus.

L'intégration de capteurs à énergie libre dans le béton permettrait un accès en temps réel à des paramètres critiques pour que les structures puissent être surveillées dans le temps. (Source : Asygn)

Au-delà de l'industrie, les développeurs ciblent l'agriculture et la santé. Des drones équipés de lecteurs peuvent surveiller les conditions des serres et des champs ; le bétail peut être suivi et surveillé pour la température corporelle afin de détecter les maladies précocement. Les capteurs RFID intégrés dans les dispositifs prothétiques peuvent révéler des écarts de contrainte ou de température, permettant aux techniciens d'intervenir avant qu'un dysfonctionnement ne devienne problématique.

L'industrie a déjà adopté l'IoT ; la prochaine étape est de rendre les solutions Industrie 4.0 plus lean et plus efficaces pour maximiser le ROI. Les technologies RFID UHF sans batterie tracent la voie.

— Frédéric Maricourt, Directeur des ventes chez Asygn.

>> Cet article a été initialement publié sur notre site sœur, EE Times Europe.