« Avec seulement un dixième de la puissance émise par un smartphone, on pourrait joindre un satellite en orbite géostationnaire », déclare Julie Duclercq, cofondatrice et dirigeante de Ternwaves. Cette deeptech toulousaine, née en fin d’année 2018, a pour ambition de prendre sa part sur le marché de l’Internet des objets (IoT) satellitaire, en plein essor. Sa technologie de radiocommunication à longue portée promet de connecter 300 fois plus d’objets que ce qui existe actuellement, tout en dépensant un minimum d’énergie.
Baptisée « golden modulation » (modulation en or), celle-ci met en œuvre des algorithmes qui agissent sur la couche basse de la partie modulation du signal. « Quand on démodule le signal arrivant sur le récepteur, on obtient un pic de Dirac pour chaque séquence de données, détaille Julie Duclercq. Les intercorrélations entre les signaux de chaque objet sont minimales. »
La conception de Ternwaves résout un inconvénient majeur des réseaux à longue portée et à basse consommation (LPWAN), de type Sigfox ou LoraWan - propriété de l’américain Semtech mais à l’origine inventée par le grenoblois Cycleo : « Quand deux objets émettent sur un réseau Lora en même temps et sur la même fréquence, il y a risque de collision qui augmente avec le nombre d’objets, au point que les communications peuvent s’effondrer, explique Julie Duclercq. Nous avons fait sauter ce verrou-là : notre technologie résiste à ses collisions et offre des performances identiques. »
Des résultats validés en laboratoire par le CNRS
D’où la possibilité de connecter en théorie 300 fois plus d’objets à un même émetteur, et ce moyennant le même débit qu’un réseau Lora. Pour asseoir sa crédibilité, ce qui est souvent délicat pour une start-up (et ceci même si les trois cofondateurs justifient de 75 ans d’expérience cumulée dans l’IoT et les télécoms), Ternwaves s’est entouré des compétences du laboratoire d’électronique, antennes et télécommunications (LEAT) du CNRS.
L’expérimentation conduite début 2022 par ce laboratoire a montré que la technologie de modulation de Ternwaves permet de récupérer les données de 40 connexions incidentes et simultanées, produites par 4 émetteurs asynchrones à 868 MHz, sur un seul canal de 250 kHz et avec un débit de 730 bits/seconde. Par ailleurs, la sensibilité extrême observée (-143,5 dBm à 210 bits/seconde) est un moyen d’améliorer la portée et d’abaisser la consommation énergétique.
Sur ce dernier point, la comparaison avec les réseaux 5G NB-IoT (NB pour narrow band, bande étroite) tournait déjà nettement en faveur de la « golden modulation », selon Julie Duclercq : « Les réseaux cellulaires, même si les débits sont réduits pour économiser l’énergie, sont toujours 100 fois plus énergivores que les réseaux LPWAN et ont besoin de circuits complexes, souligne Julie Duclercq. D’autre part, ces réseaux ont besoin des signaux de localisation GPS/GNSS pour se synchroniser, raison pour laquelle ils manquent de résilience. »
Un premier lancement expérimental prévu mi-décembre
La technologie de Ternwaves a l’avantage de se déployer sur les architectures « software defined radio » (SDR) reprogrammables des satellites actuels. « Elle requiert des microcontrôleurs et des émetteurs-récepteurs RF qui existent déjà sur le marché, provenant de Microchip Technology ou de Texas Instruments, indique Julie Duclercq. L’intégration est peu exigeante. »
Toutes ces qualités réunies ont pour vocation d’abaisser le coût de la donnée satellitaire, ce qui a un impact positif sur les revenus des opérateurs satellitaires, et de stimuler des filières en quête d’une connectivité à bas coût et disponible sur tout le globe.
« Le vertical de l’automobile est par exemple intéressé par la connexion satellitaire, mais les fabricants considèrent le coût actuel 100 fois trop élevé. » Ternwaves compte apporter une solution à cette problématique et a déjà discuté avec des opérateurs de constellation de satellites tels que Space X (Starlink) et Amazon (Kuiper).
A plus court terme, un satellite intégrant la technologie de Ternwaves, en partenariat avec l’opérateur satellitaire français Kinéis et le fournisseur de services Loft Orbital, sera lancé à la mi-décembre 2022. L’objectif est de valider la connectivité avec un objet de test au sol. Le déploiement commercial est prévu d’ici à la fin 2023.
