1. Introduction

La télérelève (AMI) des compteurs d’eau est devenue une priorité pour les municipalités souhaitant optimiser leur gestion de l’eau, réduire les pertes et améliorer l’efficacité opérationnelle. Plusieurs technologies existent pour répondre à ce besoin, parmi lesquelles LoRaWAN, LTE-M, NB-IoT et Wize. Cependant, toutes ne sont pas également adaptées à cet usage.

L’objectif de cet article est d’apporter une comparaison objective et documentée des principales technologies en mettant en avant les avantages et inconvénients de chacune, à partir de sources récentes et d’expériences terrain.

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2. Critères de comparaison

LoRaWAN

Bande passante: 0,3 à 50 kbps

Portée du signal: Excellente (10-15 km en extérieur, bonne pénétration en sous-sols)

Consommation énergétique: Faible (batterie de 10+ ans)

Durée de vie d’une batterie de 2000mAh: 18 mois (~ 1.5 ans)

Coût d’exploitation: Faible (peut fonctionner sur réseau privé ou public)

Indépendance vis-à-vis des opérateurs: OUI

Adoption mondiale: Très répandue (France, Europe, Amérique du Nord)

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LTE-M

Bande passante: 200 kbps à 1 Mbps

Portée du signal: Moyenne (meilleure que NB-IoT mais moins adaptée aux sous-sols)

Consommation énergétique: Élevée (batterie de 3-5 ans)

Durée de vie d’une batterie de 2000mAh: 105 mois (~ 9 ans)

Coût d’exploitation: Élevé (similaire à NB-IoT)

Indépendance vis-à-vis des opérateurs: NON (opérateurs mobiles)

Adoption mondiale: Très répandue (Utilisé surtout pour des cas IoT haut débit)

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NB-IoT

Bande passante: 20 à 250 kbps

Portée du signal: Moyenne (portée inférieure à LoRaWAN, dépend de l’opérateur)

Consommation énergétique: Moyenne (batterie de 7-9 ans)

Durée de vie d’une batterie de 2000mAh: 90 mois (~ 7.5 ans)

Coût d’exploitation: Élevé (abonnement nécessaire à un opérateur mobile)

Indépendance vis-à-vis des opérateurs: NON (opérateurs mobiles)

Adoption mondiale: En recul (abandon par AT&T en Amérique du Nord, seul Rogers au Canada)

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3. Analyse et tendances du marché

3.1. L’abandon du NB-IoT en Amérique du Nord

Des opérateurs comme AT&T ont annoncé la fermeture de leur réseau NB-IoT d’ici 2025, préférant orienter leurs efforts vers LTE-M (Mobile World Live). Cependant, LTE-M n’est pas idéal pour la télérelève de compteurs d’eau en raison de sa consommation énergétique plus élevée, réduisant la durée de vie des capteurs.

L’obsolescence des

3.2. LoRaWAN et Wize dominent le marché européen

Selon un livre blanc publié en 2023, en France, la majorité des déploiements de télérelève de compteurs d’eau repose sur LoRaWAN et Wize, le NB-IoT n’y étant que peu utilisé. LoRaWAN offre une très bonne portée et une gestion efficace de l’énergie, ce qui le rend plus adapté aux compteurs situés dans des sous-sols ou des zones urbaines denses.

1 Cloud Integrated with LoRa Watermeter Network: A Water Expense Repository

Au Royaume-Unis, le plus grand contrat de télérelève de compteurs d’eau de l’histoire a été donné en 2024 à Connexin, pour un million de compteurs reliés en LoRaWAN.

3.3. Facteurs clés à prendre en compte

● LoRaWAN est la seule technologie permettant un réseau privé ou public, offrant ainsi une plus grande flexibilité.

● LTE-M et NB-IoT nécessitent une dépendance aux opérateurs mobiles, augmentant les coûts d’exploitation.

● La consommation énergétique est un facteur déterminant pour garantir la durée de vie des capteurs (LoRaWAN et Wize sont les plus performants).

4. Comparaison de la consommation énergétique entre LoRaWAN et LTE-M

La consommation énergétique est un critère essentiel lors du choix d'une technologie de communication pour des dispositifs IoT fonctionnant sur batterie, tels que les compteurs d'eau connectés. Deux des principales technologies utilisées en Amérique du Nord sont LoRaWAN et LTE-M. Voici une analyse comparative de leur consommation énergétique, appuyée par des références.

Consommation énergétique de LoRaWAN

LoRaWAN est réputé pour sa très faible consommation d'énergie, ce qui permet à des capteurs de fonctionner pendant plus de 10 ans sur une seule batterie. La technologie LoRaWAN utilise une modulation par étalement de spectre, spécifiquement le Chirp Spread Spectrum (CSS), combinée à un protocole d’accès au canal de type ALOHA. Cette combinaison présente plusieurs avantages :

• Faible consommation énergétique : La modulation CSS est reconnue pour sa faible consommation d’énergie, ce qui prolonge la durée de vie des dispositifs IoT fonctionnant sur batterie. (source)

• Simplicité du protocole : Le protocole ALOHA, utilisé dans la couche MAC de LoRaWAN, est simple à implémenter, ce qui réduit la complexité des dispositifs et contribue à une consommation énergétique moindre. (source)

Consommation énergétique de LTE-M

LTE-M, bien qu'étant une version allégée des technologies cellulaires traditionnelles, présente une consommation énergétique plus élevée que LoRaWAN. Selon une étude indépendante publiée en 2021 par un groupe d'universités renommées, dont l'Université de Californie à Berkeley, LoRaWAN serait six fois moins énergivore que LTE-M. Cela signifie que, pour

obtenir une durée de vie de batterie équivalente, un dispositif LTE-M nécessiterait une batterie avec une capacité six fois supérieure.

Cette différence s'explique en partie par la bande passante plus élevée offerte par LTE-M (200 kbps à 1 Mbps) par rapport à LoRaWAN (290 bps à 50 kbps), ce qui entraîne une consommation d'énergie accrue. (téléchargez le document complet pour voir les explications détaillées)

5. Le risque élevé de l’obsolescence technologique

Le 3GPP (3rd Generation Partnership Project) est l’organisme international de standardisation qui définit les normes pour les technologies de communication mobile, allant de la 2G (GSM) à la 5G (NR) et aux futures générations comme la 6G.

Le 3GPP lance une nouvelle génération de technologie cellulaire environ tous les 10 ans. Voici un récapitulatif des lancements des principales générations mobiles :

• 1G : Déployé dans les années 1980

• 2G (GSM) : Introduit en 1991

• 3G (UMTS) : Déployé en 2001

• 4G (LTE) : Déployé en 2009

• 5G (NR) : Déployé en 2019

• 6G (prévu) : Attendu autour de 2030

Ce cycle d’environ 10 ans permet aux opérateurs et aux fabricants de matériels de préparer la transition vers les nouvelles normes tout en assurant une adoption progressive par les consommateurs et les industries. Cela pose un défi pour les applications à longue durée de vie, comme la télérelève des compteurs d’eau, qui risquent d’être affectées par l’obsolescence des générations cellulaires précédentes.

À titre d’exemple, en 2024 les opérateurs mobiles américains ont fermé leurs réseaux 3G. Les opérateurs canadiens ont annoncé la fin des leurs en 2025. Les interfaces cellulaires sans fil vendues aujourd'hui au Canada sont généralement de la technologie 4G (LTE-M). Pour qu’une telle interface dure aussi longtemps qu’un nouveau compteur d’eau (20 ans+), la technologie cellulaire 4G devrait être supportée par les opérateurs mobiles Canadiens jusqu’en 2045 au minimum. Comme 3GPP a déjà annoncé la sortie du 6G pour autour de 2030, il est à prévoir que les réseau 4G (LTE-M) cesseront d’exister au Canada bien avant 2045.

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