Le Bluetooth est capricieux et gourmand en énergie… et n’est plus nécessaire

Alors que la technologie Bluetooth existe depuis des décennies, ce n’est que dans la dernière décennie que la technologie sous-jacente a progressé au point de devenir courante. Des téléphones aux voitures, en passant par les enceintes et bien plus encore – le Bluetooth est partout. Son développement a marqué une avancée significative dans la communication sans fil, façonnant notre façon d’interagir avec la technologie au quotidien. Cependant, cela pourrait bientôt changer avec le développement d’une nouvelle technologie par des chercheurs de l’Université du Sussex qui promet d’être plus économe en énergie et nécessite une empreinte plus petite à l’intérieur des appareils électroniques grâce à la modulation de champ électrique.

Comprendre le Bluetooth

Avant de plonger dans la modulation de champ électrique et les avantages qu’elle peut offrir, il est important de comprendre ce qu’est le Bluetooth et comment il fonctionne.

Qu’est‑ce que le Bluetooth ?

Le Bluetooth est une technologie sans fil permettant l’échange de données sur de courtes distances. Il porte le nom de Harald Bluetooth, un roi du Xe siècle qui a uni le Danemark et la Norvège, symbolisant l’intention de la technologie d’unifier les protocoles de communication.

Ericsson (ERIC ), une société suédoise de télécommunications, a initié le développement du Bluetooth en 1994 dans le but de créer une alternative aux câbles de données RS‑232. Ce n’est qu’en 1999 que le Bluetooth a trouvé sa place dans un appareil grand public.

Les premières versions du Bluetooth, comme la 1.0 et la 1.0B, présentaient d’importants problèmes, notamment un manque de communication entre les appareils. Ce n’est qu’avec le Bluetooth 4.0, sorti en 2010, que la technologie a enfin eu le niveau de finition nécessaire pour devenir courante dans l’électronique du quotidien.

Au fil des années, le Bluetooth est devenu omniprésent dans divers appareils, notamment les smartphones, les ordinateurs portables, les enceintes et les systèmes automobiles, pour des activités telles que le transfert de fichiers, le streaming audio et comme moyen de communication pour les objets connectés (IoT). Cependant, son utilisation a été critiquée pour son côté capricieux en matière de connectivité et d’appairage, ainsi que pour sa consommation d’énergie relativement élevée comparée à d’autres technologies sans fil, surtout dans ses premières versions.

Avec l’avancée de la technologie, des alternatives comme le Wi‑Fi Direct, le NFC (Near Field Communication) et maintenant la modulation de champ électrique ont émergé, offrant des débits de transfert de données plus rapides et des connexions plus fiables pour des cas d’usage spécifiques. Cette évolution a conduit à des discussions sur la diminution de la nécessité du Bluetooth dans un monde où des technologies de communication sans fil plus efficaces et plus fiables sont disponibles.

Comment ça fonctionne ? Modulation électromagnétique

La modulation électromagnétique est une technique fondamentale utilisée dans la communication sans fil, y compris le Bluetooth, pour transmettre des informations via des ondes électromagnétiques. En ce qui concerne le Bluetooth, cela implique le codage de l’information numérique sur des ondes radio dans la bande 2,4 GHz industrielle, scientifique et médicale (ISM).

Essentiellement, le Bluetooth fonctionne en envoyant des données à travers l’air à l’aide d’ondes électromagnétiques. Cela se fait en modifiant (modulant) ces ondes de différentes manières pour transporter l’information. Il existe trois principaux types de modifications :

1. Modulation d’amplitude (AM) : Modification de la hauteur (amplitude) des ondes.
2. Modulation de fréquence (FM) : Modification de l’espacement (fréquence) entre les ondes.
3. Modulation de phase (PM) : Modification du point de départ (phase) des ondes.

Pour le Bluetooth spécifiquement :

• Gaussian Frequency‑Shift Keying (GFSK) : C’est la méthode de base que le Bluetooth utilise pour envoyer des données. Elle modifie légèrement la fréquence de l’onde pour représenter les données numériques, ce qui est une méthode stable et efficace.
• Enhanced Data Rate (EDR) : Utilisé dans les versions plus récentes du Bluetooth pour transmettre les données plus rapidement. Il combine le GFSK avec des méthodes avancées de modulation de phase, permettant d’envoyer davantage de données dans le même laps de temps.
• Frequency Hopping : Le Bluetooth change également de fréquence selon un schéma connu à la fois par l’émetteur et le récepteur. Cela le rend plus sécurisé et moins susceptible d’être perturbé par d’autres appareils.

En résumé, la modulation électromagnétique dans le Bluetooth consiste à faire varier la fréquence, la phase ou l’amplitude des ondes radio pour transmettre des données. Cela est réalisé via des méthodes comme le GFSK et les schémas améliorés de l’EDR, tout en utilisant le saut de fréquence pour améliorer la sécurité et la résistance aux interférences.

Comprendre la modulation de champ électrique

Maintenant que vous avez pris le temps d’apprendre l’avènement du Bluetooth et son fonctionnement interne basé sur la modulation électromagnétique, vous pouvez mieux appréhender son éventuel remplaçant.

Qu’est‑ce que la modulation de champ électrique ?

Comme indiqué précédemment, des discussions sont en cours concernant la nécessité du Bluetooth dans les appareils modernes. Cela nous amène à la modulation de champ électrique.

La modulation de champ électrique est une nouvelle technologie développée et proposée aux fabricants par les professeurs Robert Prance et Daniel Roggen de l’Université du Sussex. Si l’interprétation de cette équipe de chercheurs est correcte, la modulation de champ électrique pourrait représenter un bond en avant significatif dans la technologie de transmission de données sans fil – potentiellement en remplacement de la modulation électromagnétique traditionnelle utilisée dans le Bluetooth, le Wi‑Fi et la 5G. L’approche de l’équipe utilise des ondes électriques à courte portée pour la transmission de données, qui sont intrinsèquement plus économes en énergie que les ondes électromagnétiques.

D’un point de vue plus technique, la modulation de champ électrique diffère sensiblement de son homologue électromagnétique en contrôlant les variations des champs électriques, plutôt qu’en codant les données sur des ondes électromagnétiques. Les champs électriques, qui font partie du spectre électromagnétique, sont créés par des charges électriques et peuvent influencer d’autres charges à proximité. En modulant ces champs, les données peuvent être transmises entre des appareils proches les uns des autres. L’équipe indique que son système précoce “…est capable de transmettre de l’audio mono 8 bits à un taux d’échantillonnage de 16 kHz (128 kbps) avec un taux d’erreur binaire inférieur à 10 ^−6.7 à 50 cm, et inférieur à 10 ⁻⁴ à 75 cm.”

Les limitations de proximité de la modulation de champ électrique la rendent particulièrement adaptée aux appareils personnels et portables, qui sont souvent proches de ce avec quoi ils interagissent. Les chercheurs derrière la technologie soulignent que cette approche réduit considérablement la consommation d’énergie, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries des appareils.

De plus, l’équipe indique que la modulation de champ électrique ouvre de nouveaux paradigmes d’interaction.

“Le développement pourrait faire évoluer la façon dont nous utilisons la technologie au quotidien et engendrer une large gamme d’applications futuristes. Par exemple, un bracelet utilisant cette technologie pourrait permettre l’échange de numéros de téléphone simplement en se serrant la main ou une porte pourrait s’ouvrir simplement en touchant la poignée.”

Cette dimension de la technologie améliore non seulement l’expérience utilisateur, mais ouvre également la voie à une série d’applications futuristes, intégrant la technologie de façon fluide dans les interactions quotidiennes.

En quoi est‑elle supérieure ?

En commentant la supériorité de cette technologie, Daniel Roggen, professeur d’ingénierie et de design à l’Université du Sussex, déclare :

“Nous n’avons plus besoin de dépendre de la modulation électromagnétique, qui consomme beaucoup d’énergie. Nous pouvons améliorer l’autonomie des technologies portables et des assistants domestiques, par exemple, en utilisant la modulation de champ électrique à la place du Bluetooth. Cette solution rendra nos vies beaucoup plus efficaces, tout en ouvrant de nouvelles opportunités d’interaction avec les appareils dans les maisons intelligentes.”

Il est important de noter qu’au fil des années, de nombreuses technologies se sont révélées trop coûteuses pour devenir pratiques, freinant ainsi leur adoption à grande échelle. Si l’équipe derrière la modulation de champ électrique a raison, elle ne sera pas l’une d’elles. Au contraire, Roggen affirme que :

“La technologie est également peu coûteuse, ce qui signifie qu’elle pourrait être déployée rapidement et facilement dans la société. Si elle était produite en masse, la solution pourrait être miniaturisée en une seule puce et coûter quelques centimes par dispositif, ce qui permettrait son utilisation dans tous les appareils dans un avenir proche.”

En résumé, la modulation de champ électrique pourrait révolutionner la façon dont nous connectons nos appareils dans les années à venir. Elle offre une méthode de transmission de données à faible consommation, efficace et intuitive, surtout dans les scénarios où les appareils sont à courte distance les uns des autres. Cette avancée promet d’allonger la durée de vie des batteries, de réduire les coûts et de permettre de nouvelles formes d’interaction avec la technologie.

De plus, le faible coût et le potentiel de miniaturisation en font une alternative pratique et évolutive. Ces qualités positionnent la modulation de champ électrique comme un choix supérieur pour les appareils personnels et les maisons intelligentes, promettant une interaction utilisateur améliorée tout en économisant de l’énergie. En termes simples, dans la plupart des cas, cette technologie est plus abordable, plus flexible et plus efficace que le Bluetooth.

Applications concrètes

Comme mentionné, la technologie de modulation de champ électrique, avec son approche innovante de la transmission de données, a le potentiel de révolutionner divers aspects de notre vie quotidienne. Parmi les applications concrètes les plus probables, on trouve :

• Technologie portable : des appareils comme les trackers de fitness et les montres intelligentes pourraient communiquer plus efficacement avec les smartphones, améliorant considérablement l’autonomie.
• Interaction domotique : cette technologie pourrait permettre aux utilisateurs d’interagir avec les appareils domestiques de façon intuitive, comme allumer les lumières ou régler le thermostat simplement en les touchant.
• Réseautage social et professionnel : l’échange d’informations numériques, comme les coordonnées ou les profils de réseaux sociaux, pourrait être facilité, éventuellement par des gestes simples comme une poignée de main.
• Applications de sécurité : les systèmes d’entrée sans clé pourraient devenir plus pratiques et sécurisés, les portes s’ouvrant simplement en touchant la poignée, éliminant le besoin de clés physiques ou de codes complexes.

Ces applications illustrent le potentiel de la modulation de champ électrique à intégrer la technologie de façon fluide dans nos interactions quotidiennes, les rendant plus naturelles et économes en énergie.

Acteurs du secteur

Bien qu’il ne soit pas clair si des fabricants majeurs portent un intérêt à la modulation de champ électrique pour le moment, il existe quelques leaders évidents dans le domaine des technologies sans fil. Voici quelques exemples.

*Les chiffres fournis ci‑dessous étaient exacts au moment de la rédaction et sont susceptibles d’évoluer. Tout investisseur potentiel doit vérifier les métriques*

1.  NXP Semiconductors

NXP Semiconductors (VNX.DE ) (NXPI ), fabricant néerlandais de semi‑conducteurs, est notable pour son portefeuille étendu dans les technologies sans fil. Il propose des produits incluant le Bluetooth Low Energy, le Wi‑Fi, le NFC et l’Ultra‑Wideband pour diverses applications dans l’automobile, l’IoT et les secteurs de la maison intelligente. Ses technologies facilitent la localisation précise, le contrôle sans fil et les standards de connectivité comme le protocole Matter. L’acquisition par NXP des actifs sans fil de Marvell en 2019 a encore élargi leurs capacités sans fil. Ses solutions sont utilisées dans divers secteurs, notamment l’IoT industriel, le médical et l’électronique grand public.

2.  Broadcom Inc.

AVGO Graphique du prix

Broadcom Inc. (AVGO ) est un leader mondial des semi‑conducteurs, desservant les infrastructures filaires, les communications sans fil, le stockage d’entreprise et les marchés industriels. En tant que société multinationale américaine, elle conçoit, développe, fabrique et fournit une large gamme de produits semi‑conducteurs et de logiciels d’infrastructure. Le portefeuille étendu de Broadcom comprend des dispositifs CMOS numériques et mixtes complexes, des produits analogiques III‑V, des adaptateurs de stockage, des contrôleurs et des circuits intégrés. L’entreprise opère dans deux segments principaux : Solutions semi‑conductrices et Logiciels d’infrastructure. Notamment, dans le secteur des technologies sans fil, Broadcom contribue de manière significative avec des composants essentiels aux communications sans fil.

3.  Intel Corporation

INTC Graphique du prix

Intel (INTC ) Corporation, société technologique multinationale américaine, est l’un des plus grands fabricants de puces semi‑conductrices au monde. Fondée en 1968, Intel a joué un rôle clé dans le développement des puces mémoire SRAM et DRAM et a créé la première puce microprocesseur commerciale en 1971. Son succès avec les ordinateurs personnels dans les années 1980 a recentré son activité principalement sur les microprocesseurs. Intel fournit des microprocesseurs à la plupart des fabricants de systèmes informatiques et produit également des chipsets de cartes mères, des contrôleurs d’interface réseau, des circuits intégrés, de la mémoire flash et des puces graphiques. Ces dernières années, Intel a fait face à une concurrence accrue, notamment de la part d’AMD, ce qui a entraîné une réduction de sa part de marché et a stimulé des tentatives de diversification au‑delà des semi‑conducteurs.

Mentions notables

En dehors du trio d’entreprises citées ci‑dessus, les sociétés suivantes, toutes cotées en bourse, sont également notables dans des domaines similaires.

Réflexions finales

Dans l’ensemble, l’évolution de la technologie de communication sans fil, du Bluetooth à la modulation de champ électrique, représente un bond significatif dans la manière dont nous interagissons avec le monde qui nous entoure. Bien que le Bluetooth ait posé une base solide pour la communication numérique à courte portée, l’équipe de chercheurs développant la modulation de champ électrique estime qu’elle est prête à redéfinir ces interactions, offrant une plus grande efficacité énergétique et une expérience utilisateur plus intuitive.

Cette transition met non seulement en lumière le rythme rapide des avancées technologiques, mais ouvre également de nouvelles possibilités d’intégrer la technologie dans notre quotidien de manière fluide et durable. L’avenir de la communication sans fil semble promis à être plus efficace, plus intuitif et profondément intégré dans le tissu de nos interactions quotidiennes.