IoT + IA, ou comment réduire les coûts énergétiques en entreprise | L'IA en entreprise #88

Qu’est-ce que l’Internet des objets ? (IdO)

L'Internet des objets, également appelé IoT, est une technologie qui permet la connexion et l'échange de données entre différents appareils connectés à Internet. Il s’agit d’un réseau d’objets physiques – des « objets » – équipés de capteurs, de logiciels et de technologies qui leur permettent d’échanger des données avec d’autres appareils et systèmes via Internet. Mais pourquoi connecter tous les appareils à Internet – des imprimantes et réfrigérateurs aux climatiseurs, camions et machines industrielles ?

Les recherches menées par Transforma Insights indiquent que la production de nouveaux appareils IoT augmentera la consommation mondiale d'électricité de 34 térawattheures (TWh) d'ici 2030. Parallèlement, la formation et l'utilisation de grands modèles de langage, tels que ChatGPT, pourraient amener les centres de données à établir 21% de la demande mondiale d'électricité.

Cependant, les solutions Internet des objets réduiront également la consommation d’électricité de plus de 1,6 pétawattheures (PWh) par rapport à l’utilisation du même type d’appareils sans capteur. Pour illustrer l'ampleur de ce phénomène, il s'agit de la quantité d'électricité nécessaire pour couvrir la consommation de plus de 136,5 millions de foyers pendant un an. Toutefois, les entreprises ne peuvent pas prospérer sans des appareils de plus en plus nouveaux, et l’intelligence artificielle peut grandement contribuer à minimiser davantage leur consommation d’énergie.

Source : Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)

Quel est le lien entre l’IoT et l’IA ?

L'intelligence artificielle analyse les données des appareils Internet des objets, identifiant les tendances et les stratégies pour économiser l'énergie. Grâce à cela, l’IoT et l’IA ouvrent de nouvelles possibilités pour gérer efficacement la consommation énergétique. Par exemple, l’IA peut ajuster les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) en fonction de :

• les modèles d’utilisation des pièces – par exemple, abaisser la température dans une pièce inoccupée un jour donné,
• conditions météorologiques – réduire la puissance du climatiseur par temps nuageux ou venteux,
• qualité de l’air intérieur – augmenter l’efficacité de la ventilation uniquement lors d’une réunion impliquant de nombreuses personnes.

De plus, l'IA prise en charge par l'IoT permet la création de jumeaux numériques pour optimiser les processus de fabrication, par exemple en prédisant la consommation de pièces de machines ou en analysant la fréquence et les causes des pannes entraînant des temps d'arrêt.

Les technologies IoT AI sont bénéfiques pour l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement en électricité : consommateurs, distributeurs et centrales électriques. L'Internet des objets permet l'automatisation de divers processus, tels que la collecte de données énergétiques à des fins de mesures et d'analyses. L'application de contraintes d'alimentation matérielle et l'optimisation du temps de formation du modèle d'IA peuvent réduire la consommation d'énergie d'environ 12 à 15 % avec un impact minimal sur les performances du modèle.

Comment l’IoT et l’IA peuvent-ils réduire les coûts énergétiques de votre entreprise ?

Les capteurs IoT dans les bâtiments envoient des données de consommation d'énergie en temps réel à des fins d'analyse, accélérant ainsi les réparations et réduisant les pertes d'énergie dues à des équipements défectueux. Voici des exemples de capteurs pouvant être installés dans les bâtiments :

• capteurs de température – surveillent les changements de température dans les pièces et permettent d’optimiser la consommation d’énergie pour le chauffage ou le refroidissement,
• capteurs de lumière – détectent le niveau de lumière naturelle et ajustent automatiquement l’intensité de l’éclairage artificiel,
• capteurs de mouvement – ​​permettent l'activation du système uniquement lorsque des personnes sont présentes dans la pièce, réduisant ainsi la consommation d'énergie inutile,
• compteurs intelligents – collectent des données sur la consommation d’énergie, permettant une analyse et une optimisation détaillées,
• capteurs de qualité de l’air – régulent le fonctionnement des systèmes de ventilation, garantissant une bonne qualité de l’air avec une consommation d’énergie minimale.

Les thermostats et systèmes d'éclairage intelligents peuvent s'adapter aux modèles d'utilisation des pièces, réduisant ainsi les coûts énergétiques. Les appareils IoT peuvent réduire la consommation d'électricité et les coûts dans les bâtiments pendant les heures de pointe grâce à des programmes de réponse à la demande et à une planification. La mise en œuvre de solutions basées sur l'IoT et l'IA peut conduire à des économies d'énergie allant jusqu'à 40 %. De plus, les solutions de stockage d’énergie contrôlées par l’IA optimisent son utilisation en gérant le stockage et la distribution.

Source : DALL·E 3, invite : Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Avantages de l'utilisation de l'IoT et de l'IA

L’introduction de technologies intelligentes d’IoT et d’IA apporte de nombreux avantages. Il s'agit non seulement d'une manière de réduire les factures mais aussi d'améliorer le confort d'utilisation du bureau, notamment :

• un meilleur contrôle de la température et des économies d'énergie grâce aux thermostats intelligents,
• contrôle de la luminosité de l'éclairage , ce qui signifie une réduction significative de la consommation électrique, notamment pendant la période automne-hiver,
• gestion de l’humidité de l’air – particulièrement importante lors du stockage de documents ou d’équipements sensibles et spécialisés.

Les appareils IoT deviennent également de plus en plus sophistiqués et, en réponse à la demande croissante, les prix des capteurs diminuent. Un exemple est Flex2X, une solution créée par la société britannique Grid Edge (https://gridedge.ai/). Ce système intègre les informations des capteurs déjà installés dans les bâtiments, tels que les détecteurs de température ou d'humidité, avec des données supplémentaires, telles que les conditions météorologiques. Il les analyse ensuite à l’aide d’algorithmes d’IA, optimisant en permanence l’utilisation de l’énergie dans le bâtiment.

Source : DALL·E 3, invite : Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

Inconvénients de l’IoT : quelle quantité d’énergie l’IA nécessite-t-elle ?

Malheureusement, la combinaison de l’Internet des objets et de l’IA présente ses inconvénients. L’utilisation de l’IoT et de l’IA est avant tout associée à la nécessité d’une consommation énergétique importante. Les informations détaillées sur la quantité d'énergie nécessaire pour entraîner le modèle GPT-4 le plus puissant et le plus connu, utilisé dans la version commerciale de ChatGPT et BingChat, n'ont pas été divulguées publiquement. Cependant, sur la base des données disponibles, nous pouvons donner une idée de l'ampleur de cette entreprise.

Le modèle GPT-4 comporte plus de 175 milliards de paramètres et a été formé sur un ensemble de données dépassant 45 To. Cela nécessite un processus intensif d’analyse des données et de réglage des paramètres du modèle, ce qui entraîne une demande importante en puissance de calcul et entraîne une consommation d’énergie élevée.

Pour entraîner le modèle GPT-4, des unités de traitement graphique (GPU) et des unités de traitement tensoriels (TPU) avancées ont été utilisées, connues pour leur consommation d'énergie intensive.

Résumé

L'IoT et l'IA peuvent avoir un impact significatif non seulement sur les résultats financiers d'une entreprise, mais également sur l'environnement en améliorant l'efficacité énergétique. Un grand bâtiment moyen consomme environ 230 000 kWh d'électricité par an, ce qui représente un coût d'environ 25 000 $. La mise en œuvre de l'Internet des objets peut contribuer à réduire la consommation d'énergie de 10 à 15 %. L’intégration de l’IoT et de l’IA est également cruciale pour exploiter pleinement le potentiel des usines intelligentes en termes de développement durable et de réduction des coûts.

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Auteur : Robert Whitney

Expert JavaScript et instructeur qui coache les départements informatiques. Son objectif principal est d'améliorer la productivité de l'équipe en apprenant aux autres comment coopérer efficacement lors du codage.

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