LPWAN surveille l'un des plus grands aéroports au monde

L'aéroport IGA d'Istanbul est l'un des plus grands aéroports au monde. Il propose des vols vers plus de 300 destinations à travers le monde. Une fois les quatre phases de construction achevées, il pourra accueillir 200 millions de passagers par an. En tant que plus grand projet d'infrastructure en Turquie, l'aéroport d'Istanbul compte de nombreux bâtiments aux fonctions et exigences différentes, ainsi que des milliers d'appareils terminaux.

Comment assurer un contrôle complet, une maintenance prédictive des actifs et des optimisations ? La réponse : la technologie IoT basée sur la radio. L'idée a germé pendant le processus de construction, lors de tests de différentes solutions informatiques sans fil. La technologie LoRaWAN s'est avérée être une solution clé, qui sera ensuite mise en œuvre de manière continue dans tout l'aéroport afin d'assurer la surveillance en temps réel de tous les systèmes.

Aéroport IGA d'Istanbul

Entretien avec Bilal Yildiz

L'aéroport d'Istanbul est situé à environ 35 kilomètres de la ville, sur le Bosphore. La construction de l'aéroport se déroulera en quatre phases. La première phase s'est achevée avec la mise en service de deux pistes et d'un terminal d'une capacité de 90 millions de passagers par an. Le hub dessert 102 compagnies aériennes qui desservent plus de 315 destinations sur 6 continents. Une fois toutes les phases achevées, il aura une capacité annuelle de 200 millions de passagers.

Bilal Yildiz est responsable des systèmes électroniques à l'aéroport IGA d'Istanbul. Il est conjointement responsable du fonctionnement et de la gestion du département des systèmes électroniques de l'aéroport, ainsi que des systèmes OT, notamment les systèmes de communication radio, les systèmes IoT LoRaWAN, les systèmes de détection et d'alerte incendie, les systèmes d'automatisation de l'éclairage et le PAVA. Pendant la phase de construction de l'aéroport, il était chargé d'organiser et de superviser l'intégration des systèmes et équipements électroniques.

L'infrastructure LoRaWAN

Un grand aéroport, d'innombrables applications

L'aéroport d'Istanbul dispose d'un réseau ICT local étendu et puissant pour la communication entre les passerelles et les serveurs. L'aéroport utilise actuellement 107 passerelles IoT LoRaWAN pour couvrir l'acquisition d'informations sur l'ensemble de l'infrastructure. Bien qu'il ait été créé pour un système d'automatisation du relevé des compteurs, l'avantage de LoRaWAN, qui permet de recevoir des données de n'importe quel système sans frais de câblage, a fait de ce système un outil important pour répondre à d'autres besoins. La surveillance énergétique de 450 systèmes aéronautiques critiques à l'aide de modules IoT LoRaWAN a commencé immédiatement après l'ouverture.

Au total, 650 capteurs de surveillance de la température et de l'humidité ont été installés dans les salles techniques. Au cours des cinq dernières années, plus de 15 projets IoT ont été mis en œuvre, tels que le relevé des compteurs, la surveillance de l'énergie, la surveillance de la température et de l'humidité, le suivi des batteries des véhicules électriques, la sécurité incendie, le suivi des déchets et le suivi de l'utilisation des toilettes et des consommables de nettoyage. Actuellement, plus de 6 000 terminaux communiquent sur un seul réseau LoRaWAN.

Une plateforme unique pour tous les systèmes

L'infrastructure LoRaWAN offre des avantages en matière de collecte, d'analyse et de traitement des données en permettant à divers appareils de communiquer avec des systèmes centraux. Cette infrastructure complète les systèmes SCADA et d'automatisation, offrant une solution rapide pour les besoins de collecte de données depuis n'importe quel endroit et équipement, sans frais d'infrastructure ou de licence. La plateforme d'efficacité énergétique et d'analyse des données de l'aéroport collecte des données à la fois à partir des terminaux IoT LoRaWAN et des systèmes OT tels que SCADA, LET, Lighting Automation et le système de mesure de l'énergie.

Grâce à cette plateforme, l'aéroport d'Istanbul crée un jumeau numérique des opérations à partir des données collectées auprès de différentes sources. Le jumeau numérique prend en charge la gestion simultanée de systèmes interdépendants, permettant ainsi de prendre des décisions fondées sur des données grâce à des rapports détaillés. De cette manière, les processus opérationnels de l'aéroport peuvent être analysés efficacement en vue d'améliorations continues. Parallèlement, le pool de données créé permet des applications d'intelligence artificielle telles que la maintenance prédictive.

« LoRaWAN IoT est une nouvelle approche, de la construction à l'exploitation. La technologie LoRaWAN s'est avérée être une solution clé, qui sera ensuite mise en œuvre de manière continue dans tout l'aéroport afin d'assurer la surveillance en temps réel de tous les systèmes et opérations. L'optimisation est un facteur clé pour rendre les systèmes plus efficaces et pour préserver les ressources. Une équipe OT dédiée est l'un des facteurs clés du succès. »

Bilal Yildiz - Responsable des systèmesélectroniques , aéroport d'Istanbul

Solutions et feuille de route

Surveillance en temps réel et maintenance prédictive

L'aéroport d'Istanbul est un exemple frappant des avantages offerts par les solutions IoT sans fil, car il couvre d'innombrables bâtiments répartis sur une vaste infrastructure connectée. Certains de ces bâtiments sont situés à de grandes distances les uns des autres. Dans de nombreux cas, il faut au moins 20 minutes pour se rendre du bâtiment A au bâtiment B. « C'est pourquoi nous avons commencé à utiliser la technologie IoT sans fil pour surveiller l'alimentation électrique, l'éclairage, la température, l'humidité et la pression. La situation géographique de l'aéroport a été la principale raison du choix de la technologie LoRaWAN », a déclaré Bilal Yildiz.

LoRaWAN prend non seulement en charge la surveillance des systèmes aéroportuaires, mais joue également un rôle crucial dans la mise en œuvre de solutions de maintenance prédictive. LoRaWAN prend en charge le système SCADA existant pour la surveillance en temps réel de l'énergie et l'alimentation électrique sans coupure (UPS).

« Dès qu'un problème survient au niveau de l'UPS ou du flux d'énergie, les nœuds LoRaWAN envoient immédiatement des notifications directement sur nos téléphones portables et nos adresses e-mail. Nos équipes de maintenance peuvent alors réagir rapidement et résoudre le problème. »

Bilal Yildiz - Responsable des systèmesélectroniques , aéroport d'Istanbul

Feuille de route pour 2050

Le secteur de l'énergie passe de systèmes centralisés obsolètes à des réseaux distribués, intelligents et intégrés. La technologie IoT est un outil essentiel pour atteindre la neutralité carbone grâce à des technologies qui utilisent des données en temps réel pour optimiser les processus et la prise de décision. L'utilisation d'outils d'aide à la décision est importante lorsqu'il s'agit de développer les ressources énergétiques renouvelables. Les énergies renouvelables ne suffiront pas à elles seules à réduire les émissions. La réduction de la consommation sera un facteur clé pour rendre les systèmes plus efficaces et pérenniser les sources d'énergie renouvelables.

Conformément aux objectifs de l'aéroport en matière de neutralité carbone d'ici 2050, la priorité est donnée à l'efficacité énergétique. Grâce aux applications IoT, l'aéroport a pu acquérir les données nécessaires à l'analyse efficace des processus et à l'amélioration continue des objectifs d'efficacité énergétique.

Les données collectées via l'infrastructure IoT et d'autres systèmes OT sont utilisées par l'outil de performance énergétique et environnementale (qui fait partie de la plateforme IoT et d'analyse des données). Toutes les données provenant du système de mesure de l'énergie et de la source de consommation sont surveillées en temps réel, et une analyse supplémentaire est effectuée sur la base de l'énergie et des actifs en établissant des corrélations avec d'autres ensembles de données.

L'analyse des données et le Big Data favorisent également l'efficacité dans de nombreux domaines. Cela inclut notamment le recyclage des eaux usées, la consommation d'énergie, le suivi des déchets solides et la consommation de carburant. Grâce aux initiatives en matière d'efficacité énergétique mises en place en 2023, les émissions de gaz à effet de serre ont diminué de 25,64 % depuis le début des opérations et de 6 % par rapport à 2022.

LoRaWAN

LoRaWAN pour l'efficacité opérationnelle

La consommation des ressources naturelles est réduite grâce à des processus contrôlés à distance qui évitent l'utilisation inefficace et le fonctionnement excessif des équipements. Les processus contrôlés à distance optimisent encore la durée de vie opérationnelle des équipements, améliorant ainsi leur cycle de vie et réduisant les déchets produits, non seulement par les équipements, mais aussi par les consommables. L'augmentation des données accessibles grâce aux technologies IoT mises en œuvre renforce l'efficacité des outils d'évaluation du cycle de vie de l'aéroport.

La satisfaction et le bien-être des employés ont été considérablement améliorés grâce à la numérisation du lieu de travail et à l'utilisation de processus et de méthodes d'évaluation contrôlés à distance. Cela permet en retour de réduire les risques liés à la santé et à la sécurité au travail. L'augmentation de la quantité et de la qualité des technologies IoT et des outils d'analyse des données encourage davantage une approche d'amélioration continue dans tous les domaines.

Technologie : LoRaWAN

L'aéroport d'Istanbul utilise un LoRaWAN complexe parallèlement aux réseaux informatiques. La technologie LoRaWAN comprend des nœuds, des modules, des passerelles et des serveurs. « Nous disposons d'un réseau ICT local hautement performant à l'aéroport d'Istanbul. Nous utilisons 107 passerelles IoT pour couvrir l'ensemble de l'aéroport, dans les terminaux, à l'extérieur et dans tous les autres bâtiments. C'est un nombre énorme qui crée un niveau de transparence totalement inédit », rapporte le responsable des systèmes électroniques. De nombreux types d'équipements matériels disposent d'interfaces pour différents protocoles de communication tels que Modbus, MBus, ProfibusDP, BACnet, relais, de mesure de température ou Ethernet.

Bien que tous les modules LoRaWAN puissent communiquer de la même manière avec n'importe quel protocole, chaque protocole nécessite des interfaces différentes. On attend souvent de LoRaWAN qu'il offre les mêmes performances que le GSM, mais les systèmes GSM et LoRaWAN ne sont pas comparables. LoRaWAN fonctionne sur une bande passante très limitée. « Nous ne surveillons pas toutes les secondes, mais toutes les cinq minutes, ce qui est suffisant dans des circonstances normales. Cela rend LoRaWAN beaucoup plus économe en énergie ».

Défi : définir la technologie appropriée

Au début, le défi consistait à sélectionner la technologie appropriée pour répondre aux exigences de suivi, en plus des réglementations de l'aéroport d'Istanbul. Les technologies LoRaWAN, SigFox, ZigBee et d'autres technologies IoT ont été évaluées. Les tests ont abouti à un résultat inattendu, comme l'explique M. Yildiz : « Nous avions en fait l'intention d'utiliser la technologie SigFox. Cependant, SigFox collecte toutes nos données dans un cloud en France, plutôt qu'à l'aéroport même en Turquie. L'une des principales exigences était qu'aucune information de suivi ne devait quitter l'aéroport d'Istanbul. Malheureusement, cela n'était pas possible avec SigFox. C'est pourquoi nous avons choisi LoRaWAN ».

Transformation numérique

IoT – Écosystème

Outre le réseau LoRaWAN, un autre facteur qui permet une réponse agile et un développement rapide est la mise en place d'une équipe OT centrale. Cette équipe OT assure la maintenance du réseau LoRaWAN, mais elle est également chargée d'analyser avec précision les besoins opérationnels. Le fournisseur le plus approprié est sélectionné pour mettre en œuvre des solutions spécialement développées en fonction des exigences. Cette équipe veille à ce que plusieurs fournisseurs travaillent en coordination vers un objectif commun. Le réseau LoRaWAN, les fournisseurs et l'équipe OT créent un écosystème qui fonctionne comme une usine à projets.

Données ou informations ?

L'IoT est l'un des meilleurs domaines d'application de la transformation numérique. La transformation numérique offre la possibilité de repenser et d'améliorer la façon dont les choses sont faites. De nombreux systèmes conventionnels fonctionnent sur la base de la transmission de données vers un centre unique. Une personne dans ce centre interprète les données et prend des décisions. Cependant, grâce aux terminaux capables de traiter les données en périphérie, qui se sont généralisés avec l'IoT, il est possible de traiter les données au niveau du nœud final et de les transformer en informations. De cette manière, les terminaux peuvent prendre des décisions. Les personnes concernées peuvent également être directement informées des situations indésirables par des moyens tels que les SMS.

Les appareils capables de traiter en périphérie éliminent le besoin d'une surveillance centrale et augmentent la vitesse d'intervention. Pendant que les besoins sont analysés par l'équipe OT de l'aéroport, la nécessité ou non de données ou d'informations conformes à ce concept est examinée, et les appareils terminaux sont conçus en conséquence. C'est l'un des facteurs importants qui augmentent l'efficacité opérationnelle.

Les prochaines étapes à l'aéroport

Alors que les deux premières phases de l'aéroport iGA İstanbul sont terminées, les troisième et quatrième phases sont toujours en cours. Les investissements dans l'infrastructure IoT existante se poursuivront avec le développement de l'aéroport et les nouveaux besoins qui pourraient apparaître. L'infrastructure IoT est mise en œuvre par iGA en mettant l'accent sur la durabilité et l'efficacité afin de garantir l'excellence opérationnelle, sans aucune obligation contractuelle ou légale. Chaque projet développé peut être appliqué dans l'aviation et d'autres secteurs comme exemples d'applications IoT.