LoRaWAN en détail
Réseaux LoRaWAN privés pour la pharma, la chimie et l’industrie : mesurés sur place, avec deux passerelles redondantes et une connexion mobile de deux opérateurs différents. Sans intervention sur le réseau d’entreprise ni le système de contrôle – et documentés pour s’intégrer à une qualification.
868 MHz
bande SRD sans licence en Europe
2 passerelles
par bâtiment – chaque capteur reçu deux fois
2 opérateurs
cartes SIM de fournisseurs différents
< −100 dBm
réception de tous les nœuds au walkdown : BONNE
La radio plutôt que le câble
La radio LoRaWAN remonte les mesures de locaux où l’on ne veut pas – ou ne peut pas – tirer de câble. Le capteur mesure directement au point de mesure, la passerelle transmet indépendamment du réseau de l’usine – sans percement, sans chemin de câbles, sans intervention sur le système de conduite.
Avec câble
Avec capteurs sans fil
Bilan terrain : 3 ans de données d’un monitoring EMSR
3
ans en continu
2
min d’intervalle
24 h/24
788 400
payloads par capteur
3 × 365 × 24 h × 30/h
1,58
million de valeurs
température + humidité
15
dépassements de seuil
détectés et signalés de façon fiable
Chaque dépassement est arrivé par e-mail – avant de devenir une panne.
Simple et rapide
Nous mesurons sur site la couverture radio à chaque point prévu – niveau et qualité du signal, même en sous-sol et derrière le béton armé.
Walkdown
Mesures, emplacements des passerelles et plan d’antennes sont consignés dans un rapport – base de l’installation et, en BPF, de la qualification.
Rapport radio
Le kit arrive préconfiguré dans une mallette : passerelle, capteurs et accessoires, prêts à l’emploi.
En mallette
Brancher la passerelle – la liaison LTE est établie. Fixer les capteurs par aimant, support ou collier là où c’est critique.
Plug & play
Se connecter sur monicore.one : mesures en direct, seuils, alertes e-mail. C’est tout.
Données en direct
Plus de sécurité
Le nombre de passerelles dépend du bâtiment et de la criticité. Chaque capteur émet vers toutes les passerelles à portée ; si l’une tombe, les autres prennent le relais automatiquement.
1passerelle
Démarrage & pilote
Idéal pour débuter, une pièce ou un étage.
2passerelles
Redondant
Deux passerelles avec des cartes SIM de deux opérateurs différents – notre standard pour les zones critiques.
3passerelles
Grand bâtiment
Plusieurs étages ou bâtiments longs : chaque point de mesure est capté par au moins deux passerelles.
4passerelles
Campus & disponibilité maximale
Plusieurs bâtiments ou un site – couverture avec réserve, même pendant la maintenance d’une passerelle.
Nous réalisons tout – du kit en mallette au réseau redondant et qualifiable.
Demander une mesure sur siteSynthèse de nos rapports
Derrière cette page se trouvent des rapports d’expérience, de walkdown et de mesure issus de plusieurs années de pratique. Les résultats clés :
Pilote chez DSM depuis 2022
Évaluation technico-économique
Mesure sur site, planification
Bases de la planification radio
Notre mesure par paquet radio
Walkdowns et signalements par QR code
Bases
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) est un standard radio ouvert de la LoRa Alliance pour des capteurs qui envoient de petites quantités de données sur de longues distances – sur batterie, pendant des années. Idéal pour les sites industriels : les signaux traversent murs et dalles, les capteurs n’ont besoin ni de câble ni de prise réseau.
Chaque capteur (nœud) émet directement vers les passerelles à portée. Si un nœud tombe en panne, les autres ne sont pas affectés – aucun maillage à reconstruire.
Émission dans la bande SRD 863–870 MHz. Chaque appareil peut émettre au maximum 1 % du temps (duty cycle) – 36 secondes par heure – avec 25 mW max.
Chaque message est chiffré de bout en bout en AES-128. Chaque nœud reçoit ses propres clés ; sans elles, personne ne peut lire ni injecter de données.
Typiquement 10 mW, max. 25 mW – le Wi-Fi émet entre 100 mW et 1 W, la téléphonie mobile au-delà de 1 W. Et un nœud n’émet que des fractions de seconde, p. ex. toutes les 2 minutes.
Le spreading factor (SF7 à SF12) « étire » le signal radio. Plus d’étirement signifie plus de portée – mais un temps d’émission plus long, plus de consommation et moins de messages autorisés par heure. Objectif d’une bonne planification : le SF le plus bas possible, donc placer les passerelles pour que les capteurs fonctionnent en SF7.
Valeurs indicatives pour une charge utile courte à 125 kHz. En théorie jusqu’à 5 km (SF7) ou 16 km (SF12) – nettement moins dans des bâtiments en béton armé. C’est précisément pourquoi nous mesurons sur place.
Choisir le SF
Autonomie issue de notre propre mesure de courant par paquet (13,8 mAs en SF7 à 81,7 mAs en SF12) plus courant de veille – sans autodécharge ni effet de température. C’est pourquoi nous dimensionnons sur 10 ans et plaçons les passerelles pour que SF7 suffise.
Planification radio en détail
Un réseau radio se décrit par trois propriétés : portée, débit et consommation. En pratique, on n’en optimise que deux au maximum. LoRaWAN mise sur la portée et la faible consommation – avec un petit débit. Idéal pour des mesures toutes les quelques minutes.
151 dB couvrent de très grandes distances en terrain dégagé. En usine, murs, dalles et métal consomment cette réserve – d’où l’importance de la mesure sur site.
Même avec visibilité, l’espace autour de la ligne directe compte : un obstacle dans la première zone de Fresnel – pont de tuyauteries, édicule – baisse nettement le niveau. Les passerelles se montent donc en hauteur et dégagées.
Valeurs indicatives. Béton armé, conteneurs métalliques et parcs de stockage peuvent atténuer bien plus – le walkdown mesure la valeur réelle.
Le réseau règle automatiquement le spreading factor de chaque capteur : bien reçu, il émet plus vite et économise sa pile. De bonnes positions de passerelles en sont la condition.
Pourquoi ?
Les locaux EMSR, serveurs et techniques abritent automates, alimentations, switches et cartes SIL – la base de toute production. Pourtant, on y mesure rarement. Voici ce que nous avons constaté dans de nombreuses usines :
Climatisation, armoires et accès relèvent souvent de services différents. Quand le refroidissement tombe, personne ne se sent directement responsable.
Maintenance par des prestataires externes, circuits de signalement flous – il faut des heures ou des jours avant que la bonne personne soit sur place.
L’électronique surchauffée tombe en panne de façon sporadique – d’un canal au système de contrôle entier. Les cartes SIL ne sont plus fiables.
Des alarmes groupées sans attribution claire sont acquittées puis oubliées. La température d’un local n’est pas une alarme process et ne concerne pas l’opérateur.
Le personnel posté n’a généralement pas accès aux locaux EMSR ou serveurs. Le problème n’apparaît que lorsque la conduite tombe en panne.
Une température et une humidité trop élevées accélèrent le vieillissement et favorisent la condensation – bien avant une panne.
Cas pilotes
Issus de nos projets pilotes dans des locaux EMSR (depuis 2022). Chaque cas montre un défi radio différent – et pourquoi la mesure sur site est décisive.
Démarche en pharma
En environnement réglementé, il ne suffit pas que cela fonctionne – il faut pouvoir le prouver. Beaucoup de nos contrôles FAT et SAT sont exactement les activités exigées en qualification d’installation et opérationnelle (IQ/OQ).
Quels locaux et installations sont critiques ? Quelles grandeurs, seuils, pré-alarmes et alarmes principales ? Qui est informé et quand ? Le point de mesure est-il BPF, ATEX, faut-il un onduleur ?
URS / cahier des charges
Visite avec les plans : points de mesure, positions des nœuds et passerelles et alimentations 230 V sont définis. Mesure de référence avec passerelle mobile sur trépied et nœud de test – à chaque point. En plus, mesure du réseau mobile par opérateur. Photos et repérage selon les standards du client.
Rapport de walkdown = base de la DQ
Emplacements des passerelles et orientation des antennes selon la structure du bâtiment, au moins deux passerelles par bâtiment, cartes SIM d’opérateurs différents, alimentations sur circuits séparés. Chaque nœud doit être reçu par les deux passerelles.
Plan réseau, liste des appareils
L’ensemble du réseau est d’abord mis en service chez nous : passerelles, nœuds, clés, seuils, destinataires d’alarme et tableau de bord. Ce n’est qu’après un test d’usine réussi que nous intervenons chez le client.
Protocole FAT
Pose selon les prescriptions, mesure individuelle de chaque nœud sur les deux passerelles, test des alarmes de seuil, de la redondance (une passerelle est volontairement coupée) et de la chaîne d’alarme par e-mail.
Protocole SAT
DQ via le rapport de walkdown, IQ pour l’installation et la documentation, OQ pour le fonctionnement dans les limites, PQ en conditions réelles – p. ex. alarmes, redondance des passerelles, alerte et audit trail optionnel.
DQ · IQ · OQ · PQ
Watchdog (« last seen ») par nœud, surveillance de toutes les passerelles, tension de batterie mesurée sous charge une fois par jour, configuration et mises à jour à distance, formation, rapport final.
Rapport final, formation
Nœuds
Un nœud est un capteur radio sur batterie directement au point de mesure. Il mesure, chiffre et émet – sans chemin de câbles, sans percement ni interface dans le système de contrôle. La séparation entre alarmes process et surveillance de l’infrastructure reste nette.
Cotes de montage selon nos prescriptions de walkdown
Walkdown : passerelle mobile sur trépied, nœud de test au point prévu
Conception des passerelles & disponibilité
La passerelle est le cœur du réseau – chez nous il n’y en a donc jamais qu’une. Par bâtiment, nous prévoyons au moins deux passerelles indépendantes couvrant chacune tout le bâtiment. Si l’une tombe en panne ou est en maintenance, l’autre prend le relais – sans perdre une seule mesure.
Chaque nœud est reçu par les deux. Nous le montrons au walkdown par des mesures sur les deux passerelles – pas par une hypothèse.
Chaque passerelle a sa propre SIM LTE d’un autre fournisseur. Si un réseau mobile tombe, les données passent par l’autre.
Les alimentations sont sur des circuits différents – en option sur l’onduleur, pour continuer à mesurer et alerter en cas de coupure.
Les passerelles transmettent par réseau mobile. Ni règle de pare-feu, ni VLAN, ni interface dans le système de contrôle.
Antennes LoRa et LTE externes à la passerelle, installation à l’intérieur – pas d’étude de protection foudre nécessaire.
Toutes les passerelles sont visibles dans le tableau de bord ; une panne est signalée. Réglages et mises à jour à distance – important pour les locaux difficiles d’accès.
Un niveau
Antenne verticale, passerelle aussi centrale que possible.
Plusieurs étages
Passerelle au centre du bâtiment, antenne horizontale – le rayonnement en « donut » part vers le haut et le bas.
Depuis l’extérieur
Passerelle à l’extérieur, antenne verticale : les fenêtres atténuent moins que les dalles en béton armé.
Zone frontalière
Dans la région des trois frontières, des antennes suisses peuvent perturber. Nous vérifions la couverture par opérateur au préalable.
Des mesures, pas des hypothèses
Voici le résultat d’une mesure sur site (anonymisé). Chaque capteur est mesuré sur les deux passerelles – et là où l’une est plus éloignée, l’autre est proche. C’est voulu.
| Point de mesure | Passerelle 1 | Passerelle 2 | Évaluation |
|---|---|---|---|
| Local EMSR 1 | −56 dBm · SNR 10,25 dB | −77 dBm · SNR 9,75 dB | bonne |
| Local EMSR 2 | −79 dBm · SNR 10,25 dB | −56 dBm · SNR 9,0 dB | bonne |
| Réseau mobile à l’emplacement de la passerelle | RSRP −101 dBm · RSRQ −13,5 dB · SINR 4 dB | moyen – mesuré sans antenne externe → antenne LTE externe prévue | |
RSSI
Puissance reçue en dBm. Plus proche de 0, meilleur c’est. Règle du walkdown : tous les nœuds meilleurs que −100 dBm = BONNE.
SNR
Rapport signal/bruit en dB. Les valeurs positives sont très bonnes ; LoRa décode même des signaux sous le bruit.
RSRP / RSRQ / SINR
Indicateurs du réseau mobile à la passerelle. Ils déterminent si une antenne LTE externe ou un autre opérateur est nécessaire.
Démonstrateur 2022–2025
Remarque
La DataDOT ONE était notre démonstrateur dans le projet pilote. Elle a fonctionné en continu pendant trois ans et n’est pas un produit actuel. La plateforme et la solution s’appellent MoniCore.one ; l’expérience de la démo alimente notre famille de capteurs MoniCore M1+.
Ce que la démo a montré en exploitation réelle – dans des locaux EMSR d’un bâtiment de production, mesure toutes les 2 minutes :
DataDOT ONE – capteur de démo (croquis)
Pose dans un local EMSR (croquis)
Vue d’état d’un nœud (croquis)
Non. Les passerelles transmettent par réseau mobile (LTE) directement à MoniCore.one. Aucune implémentation dans le réseau d’entreprise ni interface dans le système de contrôle. Une connexion à vos serveurs est possible sur demande.
Chaque capteur est reçu par deux passerelles utilisant des SIM d’opérateurs différents et alimentées par des circuits séparés. Si une voie tombe, les données passent par l’autre. La panne elle-même est signalée.
Les nœuds LoRaWAN émettent typiquement à 10 mW (max. 25 mW) et seulement des fractions de seconde – au plus 1 % du temps, en pratique souvent moins de 0,03 %. C’est des ordres de grandeur de moins que le Wi-Fi ou un téléphone.
Cela dépend de l’intervalle d’émission et du SF. Avec une bonne planification (SF bas), plusieurs années sont courantes. La tension est surveillée, le remplacement se planifie.
Oui. Rapport de walkdown (DQ), FAT et SAT fournissent la base pour IQ et OQ ; la PQ teste p. ex. les alarmes, la redondance des passerelles et la chaîne d’alerte. Le périmètre est défini avec votre assurance qualité.
Les zones Ex exigent des appareils certifiés. Nous vérifions dans le projet si et comment un point en zone est réalisable – souvent il suffit de placer le capteur à l’extérieur et d’y introduire une sonde.
Un walkdown avec passerelle mobile montre en quelques heures combien de passerelles il vous faut et où – avec des mesures pour chaque point.
