Exercices: Objets connectés et wearables

Expliquer avec vos propres mots ce qu'est l'« internet des objets » et donner deux exemples d'objets connectés que vous connaissez, en indiquant ce qu'ils font grâce à leur connexion.

Une montre connectée est un « wearable », un appareil que l'on porte sur soi. Nommer trois données qu'elle peut recueillir sur la personne qui la porte et expliquer à quoi chaque donnée peut lui servir.

La figure montre une maison avec plusieurs objets : certains sont connectés au réseau (lignes et arcs bleus) et d'autres non, comme le montre le schéma.

Indiquer quels objets de la maison font partie de l'internet des objets et lesquels n'en font pas partie, en expliquant ce que vous avez observé. Ensuite, répondre : quel est l'appareil désigné par « ? », par lequel tous les autres se connectent à internet ?

Lesquels de ces objets font partie de l'internet des objets ? Justifier chaque réponse : un vélo ordinaire, un thermostat que l'on contrôle depuis le smartphone, des chaussures avec capteur de pas qui se synchronisent avec une application et un four à micro-ondes sans connexion.

Pour qu'un objet soit « intelligent », il a besoin de trois choses : des capteurs qui recueillent des informations, une connexion à internet et une application pour le contrôler. Identifier ces trois éléments dans un robot aspirateur qui nettoie seul et se commande depuis le smartphone.

Outre la montre connectée, il existe d'autres « wearables » : des écouteurs qui mesurent le pouls, des bagues qui enregistrent le sommeil, des lunettes avec caméra… Nommer deux de ces objets et expliquer quelle donnée chacun recueille et à quoi elle peut servir.

L'assistant vocal du salon ne devrait s'activer qu'en entendant son « mot magique ». Expliquer ce qui se passe depuis le moment où vous le prononcez jusqu'à ce que l'assistant réponde, et expliquer pourquoi il s'active parfois sans que personne l'ait appelé.

Un réfrigérateur connecté prévient le smartphone quand il manque du lait. Expliquer quel avantage pratique présente cette alerte et décrire quel autre objet de votre maison vous aimeriez connecter à internet et pourquoi.

Vous venez d'acheter une lampe connectée. Remettre dans l'ordre les étapes pour la mettre en service et expliquer pourquoi elle a besoin de connaître le nom et le mot de passe du Wi-Fi de votre maison : (a) visser la lampe et allumer l'interrupteur, (b) installer sur le smartphone l'application du fabricant, (c) connecter la lampe au Wi-Fi de la maison depuis l'application, (d) donner un nom à la lampe et la regrouper par pièce.

Une enceinte connectée est toujours à l'« écoute » en attendant son mot d'activation. Analyser quelles données sur votre famille elle pourrait recueillir et proposer trois précautions raisonnables pour l'utiliser sans renoncer totalement au confort qu'elle procure.

Un sportif part courir avec une montre connectée et laisse son smartphone à la maison. Comparer ce que la montre peut mesurer seule (pas, pulsations…) et quelles fonctions nécessiteraient le smartphone ou internet, et expliquer si une montre sans connexion propre est utile pour s'entraîner sérieusement.

Les données d'une montre connectée voyagent jusqu'au smartphone d'un proche qui prend soin de la personne qui la porte, comme le montre le schéma.

Décrire ce qui se passe à chaque étape du trajet, nommer l'élément masqué par « ? » et expliquer quelles données sensibles font ce voyage et qui devrait pouvoir les voir.

Une lampe connectée coûte $15\ \text{€}$ et une lampe ordinaire, $2\ \text{€}$. Calculer avec la division $\frac{15\ \text{€}}{2\ \text{€}}$ combien de lampes ordinaires coûtent autant qu'une lampe connectée, et analyser dans quels cas la différence de prix vaut la peine (allumage programmé, simuler une présence pendant les vacances, commande vocale…).

Un capteur sur la porte de la maison prévient le smartphone de votre mère chaque fois que la porte s'ouvre. Décrire la chaîne complète des événements depuis l'ouverture de la porte jusqu'à la sonnerie de l'alerte, en nommant tous les éléments qui interviennent (capteur, box, internet, serveur, application).

Une famille installe une caméra connectée à l'entrée de sa maison. Analyser qui pourrait arriver à voir les images (la famille, l'entreprise qui stocke les vidéos dans le cloud, un pirate si le mot de passe est faible) et proposer deux mesures concrètes pour que seule la famille puisse les voir.

Un thermostat connecté « apprend » les horaires de la famille et règle seul le chauffage. Expliquer quelles données il utilise pour apprendre, quelle économie il peut permettre et quelles informations sur la famille seraient exposées si ces données fuitaient.

Une personne âgée vit seule et sa famille souhaite lui installer trois appareils connectés qui lui apportent de la sécurité sans lui enlever son indépendance. Proposer les trois appareils, justifier ce qu'apporte chacun et indiquer un risque ou un inconvénient de chaque proposition ainsi que la façon de le réduire.

Dans une « maison intelligente », la box tombe en panne et internet est coupé pendant deux jours. Analyser ce qui cesse de fonctionner et ce qui peut continuer à fonctionner (penser aux lumières, aux serrures, aux caméras, aux appareils électroménagers), et tirer une conclusion sur le danger de dépendre de la connexion pour tout.

Alex utilise une montre connectée pour suivre son activité physique. En consultant l'application sur son téléphone, il trouve les relevés suivants pour une journée :

• De 08:00 à 08:45 (trajet en bus urbain, assis) : 2 450 pas et pouls moyen de 68 bpm.

• De 17:00 à 18:00 (séance d'entraînement sur vélo d'appartement) : 310 pas et pouls moyen de 158 bpm.

• De 23:30 à 07:00 (en train de dormir dans son lit) : 120 pas et pouls moyen de 52 bpm.

Alex affirme : « La montre ne fonctionne pas bien parce qu'elle compte des pas quand je suis assis et en compte à peine quand je m'entraîne dur. Pour résoudre le problème, je devrais envoyer toutes les données vers le cloud, en temps réel et chaque seconde, par données mobiles. »

1. a) À partir du fonctionnement des capteurs de mouvement (accéléromètres), interpréter les données et justifier techniquement pourquoi on enregistre autant de pas dans le bus et si peu sur le vélo d'appartement.
2. b) Expliquer pourquoi les 120 pas nocturnes n'indiquent pas nécessairement une panne de l'appareil.
3. c) Réfuter la proposition technique d'Alex : prévoir quels deux problèmes graves (penser à l'autonomie de la batterie et à l'utilisation en intérieur) provoquerait cette transmission continue, seconde par seconde, vers le cloud.

Concevoir un système d'objets connectés pour rappeler à votre grand-mère de prendre son médicament : un pilulier avec capteur, une enceinte qui prévient à voix haute et un message sur le smartphone de la famille si le pilulier n'est pas ouvert. Décrire le fonctionnement de la chaîne complète et ce qui devrait se passer si le Wi-Fi tombe en panne ce jour-là.

Une ville « intelligente » connecte ses lampadaires, ses feux tricolores et ses conteneurs à déchets à un réseau commun. Analyser deux avantages (économie d'énergie, meilleurs services) et deux risques (quantité de données recueillies, dépendance au réseau, possibilité de cyberattaques) et conclure si cela vous semble une bonne idée pour votre ville.

Votre ami partage ses parcours de course à pied sur une application publique qui affiche la carte de chaque sortie. Évaluer quelles informations sensibles il révèle sans s'en rendre compte (où il habite, à quelle heure il n'est pas chez lui, ses habitudes) et écrire trois règles pour partager son sport en ligne sans s'exposer.

Un magasin de jouets vend une poupée connectée qui parle et écoute des enfants de six ans. Analyser quelles données ce jouet peut recueillir, quels risques il présente pour une famille et quelles trois exigences les parents devraient formuler au fabricant avant de l'acheter.

Imaginer son lycée ou son collège dans dix ans, avec des objets connectés partout (casiers, cantine, éclairage, contrôle automatique des présences). Décrire deux applications que vous installeriez parce qu'elles sont utiles et deux que vous n'installeriez jamais, en justifiant chaque choix par son équilibre entre confort et vie privée.

Défi du thème. Vivez-vous dans un foyer hyperconnecté ? Réaliser un audit technologique de sa maison pour découvrir comment les appareils mobiles, connectés et IoT transforment notre vie quotidienne.

1. Inventaire domestique : Faire un recensement exhaustif des appareils de son logement en les regroupant en trois catégories : mobiles/tablettes, objets wearables (bracelets d'activité, montres connectées) et appareils connectés/IoT (assistants vocaux, ampoules connectées, Smart TV).

2. Comparaison avec des données réelles : Se rendre sur le site de l'INSEE (enquête sur les technologies de l'information et de la communication auprès des ménages) et relever le pourcentage officiel le plus récent de ménages équipés d'un téléphone mobile et celui des ménages ayant accès à Internet. Comparer brièvement la situation de son foyer avec la moyenne nationale.

3. Compte rendu et proposition : Avec LibreOffice (Calc ou Writer), élaborer un tableau récapitulatif accompagné de son graphique. Ajouter une proposition argumentée : décrire un nouvel appareil connecté ou wearable que vous concevez pour résoudre un problème domestique (économie d'énergie, soin des animaux de compagnie ou santé), en détaillant les capteurs nécessaires et la façon dont il communiquerait.

Seront évalués :

• L'identification et le classement corrects des appareils analysés.

• Le traitement des données (tableau, graphique et comparaison avec l'INSEE).

• La faisabilité et la justification technique (capteurs et connectivité) de l'appareil proposé.