Qu’est-ce que le Bluetooth Low Energy ?

En 1999, le Bluetooth voit le jour, offrant une norme de communication sans fil par ondes radio. Depuis, cette technologie a continué d’évoluer, et s’est rapidement intégrée dans de nombreux appareils de notre quotidien. En 2010, avec la sortie de la version 4.0 du Bluetooth Core Specification, le Bluetooth Low Energy (BLE) fait son apparition, marqué par une consommation d’énergie considérablement réduite.

Fin 2024, Le Bluetooth SIG annonce une croissance accrue du marché des périphériques Bluetooth. Selon leur étude, 5.5 milliards de devices devraient être mis sur le marché chaque année d’ici 2028.

Dans cet article, découvrez le fonctionnement technique du Bluetoot Low Energy, ses avantages et quelques cas d’usages concrets dans le domaine de l’industrie.

Caractéristiques du Bluetooth Low Energy

Le Bluetooth Low Energy, souvent abrégé en BLE, est également connu sous le nom de Bluetooth Smart. À l’origine, cette technologie a été développée par Nokia sous le nom de Wibree avant d’être adoptée par le Bluetooth Special Interest Group (SIG). Son objectif premier est d’offrir une solution de communication sans fil tout en minimisant la consommation d’énergie, ce qui en fait un choix de prédilection pour l’Internet des Objets (IoT).

Principaux avantages du BLE

• Faible consommation d’énergie : Le BLE consomme jusqu’à deux fois moins d’énergie que le Bluetooth classique, ce qui permet une longévité accrue de la batterie.
• Transfert de petites quantités de données : Conçu pour des échanges périodiques et de faible volume de données, le BLE est idéal pour des applications qui nécessitent des échanges légers et à courte portée.
• Coût réduit : En plus de sa faible consommation, le BLE est relativement économique à implémenter, ce qui en fait une solution accessible pour de nombreux dispositifs.

Fonctionnement et architecture du Bluetooth Low Energy

Le BLE dispose de différents types de connexions. Un objet connecté en BLE peut avoir jusqu’à 4 fonctions différentes :

• Le « Broadcaster » : il peut faire office de serveur. Ainsi, il a pour objectif de transmettre régulièrement des données à un appareil, mais il n’accepte aucune connexion entrante.
• « L’Observer » : Dans un deuxième temps, l’objet peut seulement écouter et interpréter les données envoyées par un « broadcaster ». Dans cette situation-là, l’objet ne peut pas envoyer de connexions vers le serveur.
• Le « Central » : souvent un smartphone ou une tablette. C’est un élément qui interagit de deux façons différentes : soit en mode advertising, soit en mode connecté. Il est alors le dirigeant et c’est de lui que part l’échange de données.
• Le « Peripheral » : il accepte les connexions du central et lui envoie des données de manière périodique. Ce système a pour objectif de packager les données de façon universelle via le protocole afin qu’elles soient comprises par les autres périphériques.

Advertising et mode connecté

Les appareils Bluetooth envoient des paquets pour broadcaster les données : c’est l’Advertising. Ceux-ci sont des blocs de 31 octets pouvant contenir des informations propres à l’émetteur. Ils sont également utilisés pour permettre à d’autres appareils (de type scanner en général) de se connecter à eux. Pour information, il y a plusieurs types de paquets d’Advertising permettant à chacun de réaliser différentes fonctionnalités (utilisés pour Advertising Direct ou Indirect avec ou sans possibilité de connexion).

En BLE deux appareils peuvent établir une connexion sur un principe de maitre / esclave. C’est le mode connecté. Dans ce cas, le protocole GATT est souvent utilisé (acronyme de « Generic ATTribute») pour transmettre les données. Ce protocole définit la façon qu’ont deux appareils BLE d’échanger des données. Il utilise des concepts de « services et caractéristiques » utilisés pour décrire l’information échangée :

• Un service peut contenir une collection de caractéristiques
• Une caractéristique contient une description, une valeur et des informations permettant de définir la valeur.

Bluetooth classique Vs Bluetooth Low Energy (BLE)

En réalité, ces deux technologies sont utilisées à des fins très différentes. Le Bluetooth classique est employé pour traiter, transférer et échanger de nombreuses données sans interruption (par exemple en audio). Cependant, il consomme rapidement la vie de la batterie et coûte beaucoup plus cher.

Le Bluetooth utilise la même plage de fréquence que le Wi-Fi mais la ressemblance s’arrête là. Le Bluetooth et notamment le BLE consomme moins d’énergie. Cependant la portée et le débit sont beaucoup moins important que pour le Wi-Fi.

Le BLE, quant à lui, est utilisé pour des applications ne nécessitant pas l’échange de grandes quantités de données et récupère par conséquent des informations relativement légères (comme l’heure ou la température par exemple). Proposant ainsi une connexion non continue, il peut fonctionner sur batterie pendant plusieurs années à un coût inférieur à celui du Bluetooth. -Découvrez en plus sur la différence entre le Bluetooth et le Bluetooth Low Energy-

Découvrez large gamme de balises BLE

reconnues pour leur robustesse et forte autonomie

En savoir +

Fréquence et Canaux du BLE

Le BLE utilise des ondes radio UHF, opérant dans la bande des 2,4 GHz, similaire au Wi-Fi. Cette fréquence est divisée en 40 canaux, chacun espacé de 2 MHz. Certains canaux sont dédiés à l’Advertising tandis que d’autres sont réservés aux connexions.

Sécurité et Fiabilité du BLE

Le BLE bénéficie de plusieurs niveaux de sécurité, ce qui le rend adapté aux environnements nécessitant des communications sécurisées. De plus, sa robustesse et son adoption par les principaux acteurs technologiques garantissent une compatibilité universelle et une adoption durable dans le temps.

Bluetooth 6.0

La version Bluetooth 6.0, lancée en 2024, marque une avancée significative dans le domaine des communications sans fil. Elle introduit des améliorations en matière de vitesse et de portée, permettant des transferts de données jusqu’à deux fois plus rapides par rapport à Bluetooth 5.0, tout en conservant une faible consommation d’énergie. Cette version est conçue pour répondre aux exigences croissantes des applications IoT, en particulier dans des environnements denses où de nombreux appareils sont connectés simultanément. Bluetooth 6.0 améliore également la gestion des interférences, offrant ainsi une connexion plus stable et fiable.

Pourquoi choisir le Bluetooth Low Energy pour l’IoT ?

Le Bluetooth Low Energy est parfaitement adapté pour les applications industrielles et de l’Internet des Objets. Il permet d’échanger des informations cruciales comme la température, l’humidité ou des données de mouvement tout en optimisant la durée de vie de la batterie. C’est un protocole économique et peu gourmand en énergie, conçu pour répondre aux besoins des dispositifs connectés d’aujourd’hui.

Compatibilité entre le BLE et d’autres technologies pour une intégration plus simple

La technologie BLE est un protocole dit « ouvert » (open source) ce qui facilite son intégration dans de nombreuses solutions IoT. Mais ce qui simplifie le déploiement de capteurs et beacons Bluetooth au sein des organisations, c’est leur compatibilité avec d’autres technologies souvent déjà utilisées par les entreprises, comme le GPS dans le monde du transport, ou le Wi-Fi pour des cas d’usages indoor.

Cette compatibilité technique va permettre aux entreprises de limiter les coûts de déploiement pouvant parfois être un frein à leur digitalisation.

4 cas d’usages concrets de l’utilisation du Bluetooth Low Energy

1. L’inventaire et le tracking d’outils sur les chantiers de construction en Bluetooth LE

De nombreuses entreprises du secteur de la construction ont vu leurs performances industrielles et économiques s’améliorer drastiquement grâce à l’utilisation de solutions IoT en Bluetooth Low Energy :

✅Réduction des pertes et des vols de matériel

✅Amélioration du taux de conformité des équipements

✅Réduction des retards de livraison des chantiers

✅Communication facilité entre les opérateurs

C’est le cas par exemple, de l’entreprise Eiffage Rail, qui a déployé en 2024 plus de 400 beacons Bluetooth sur ses chantiers, lui permettant de suivre en temps réel l’état de son parc d’outils.

Edris P. Responsable Matériel chez Eiffage Rail, témoigne « Je me connecte sur le tableau de bord, je vais sur ma liste de matériel et je le géolocalise. Ça me permet de savoir où il est et quelle équipe a ce matériel. Avec nos techniciens nous avons mis en place le système d’alerte pour recevoir des notifications à des fréquences programmées en fonction du type de matériel, ceci nous permet d’optimiser notre suivi de maintenance ainsi que les contrôles réglementaires des nos équipements. » – Lire le témoignage

2. Monitoring de température de produits pharmaceutiques avec des capteurs BLE

Assurer la traçabilité de la chaîne du froid est une obligation règlementaire notamment pour les acteurs du secteur pharmaceutiques et alimentaires. En utilisant des capteurs Bluetooth Low Energy, le suivi, le contrôle et l’historisation des données devient plus simple et plus efficace.

✅Suivi des températures d’un bout à l’autre de la chaîne conformément aux normes EN 12930 et ISO 27001.

✅Alerte en temps réel pour une action rapide éviter la détérioration des produits.

✅Corrélation des opérateurs de transport et des véhicules avec les détails de l’emplacement et la durée des trajets.

Ce type de solution en Bluetooth est particulièrement adaptée aux transporteurs qui doivent monitorer la température aussi bien à l’intérieur des entrepôts que dans leurs flottes de véhicules.

3. Le suivi d’équipements hospitaliers en Bluetooth

La gestion des équipements est un véritable challenge pour les hôpitaux. Quand on additionne le nombre d’équipements à inventorier multiplié par le nombre de mètres carrés et d’étages, on imagine vite la complexité de la tâche. En moyenne 20% du matériel est introuvable, car égaré, ce qui génère des surcoûts liés au rachat de ces équipements. Beaucoup d’hôpitaux se tournent vers des solutions d’inventaire automatisé en Bluetooth pour leur facilité de déploiement et d’intégration dans les réseaux IT existants.

✅Gain de temps des équipes de soin et de maintenance dans la recherche des équipements.

✅Meilleure connaissance du taux d’utilisation de chaque appareil pour une maintenance prédictive.

✅Optimisation du parc matériel qui est partagé par plusieurs services.

✅Réduction des coûts liés au rachat de matériel.

4. Protection des marchandises contre le vol avec des capteurs d’ouverture de portes de camion BLE

Avec plus de 8 milliards d’euros de marchandises volées en Europe chaque année, le secteur du transport est sous tension. Assurer la sécurité et l’intégrité des marchandises est un enjeu majeur pour les acteurs de la filière qui cherchent à s’équiper de solution moderne. L’utilisation de capteurs Bluetooth magnétique est un moyen de détecter sans fil l’ouverture des portes arrières de camion en zone non autorisées.

✅Alerte en temps réel des chauffeurs lorsque les portes sont ouvertes.

✅Meilleure historisation des ouvertures/fermetures de portes.

✅Réduction des coûts d’assurance liés aux vols de marchandises.