Le positionnement UWB sans infrastructure filaire

Une architecture propriétaire Reverse-TDoA en liaison descendante : des balises fixes alimentées par batterie émettent, le récepteur intégré au casque écoute.

La navigation par satellite s'arrête au périmètre du bâtiment. Le Bluetooth et le Wi-Fi indiquent seulement dans quelle pièce se trouve un opérateur — une précision bien trop grossière pour des zones industrielles dangereuses. Une personne qui se tient en sécurité près d'une barrière et une personne qui pénètre dans une zone d'exclusion sont deux événements opérationnels radicalement différents. Au-delà d'un certain seuil de précision, les coordonnées cessent d'être de simples repères sur une carte pour devenir des événements vérifiés : entrée en zone, temps de présence et trajectoires de déplacement exactes.

L'UWB permet un suivi de haute précision depuis plus de dix ans, mais son adoption industrielle à grande échelle bute sur des réalités économiques plus que sur des limites techniques. Dans les systèmes classiques en TDoA montant, les ancres fixes doivent recevoir les paquets de chaque tag, maintenir une synchronisation temporelle filaire de l'ordre de la sous-nanoseconde et remonter les mesures par Ethernet. Les références du secteur montrent qu'environ 85 % du coût total de déploiement provient du seul câblage : chemins de câbles, commutateurs PoE, nacelles élévatrices et main-d'œuvre électrique certifiée.

La capacité constitue le second goulet d'étranglement rédhibitoire. Le nombre de tags annoncé relève souvent d'une arithmétique théorique : avec un accès au canal de type ALOHA aléatoire, dès 18 % de charge, près d'un tiers des transmissions entrent en collision. Et les profils radio à plus haut débit, mis en avant pour leur capacité, sont les moins résistants aux charpentes métalliques et aux réflexions multitrajets. En sécurité industrielle, un paquet perdu, c'est un opérateur qui n'est plus suivi.

Rapport technique TR-XENOM-2025-01, essais statiques sur plateforme DW1000 avec quatre balises.

Ce que nous avons construit

Une architecture Reverse-TDoA en liaison descendante

Nous avons inversé la chaîne de mesure. Des balises fixes à faible consommation diffusent des paquets UWB propriétaires, et le récepteur intégré au casque se contente d'écouter. Les balises fonctionnent de façon autonome, sans gérer de liaison de collecte ni écouter les tags.

Une infrastructure 100 % sans câble

Ni réseau de distribution d'horloge, ni câblage de collecte de données. À l'intervalle d'émission standard de 300 ms, une balise fonctionne environ six jours sur une batterie externe courante de 10 000 mAh — une valeur éprouvée sur le terrain en fonctionnement continu. Les balises se posent exactement là où la couverture est nécessaire, et non là où le câblage réseau l'impose.

Un déploiement sans calibrage

Les balises et les chaînes RF des récepteurs n'exigent aucun calibrage manuel complexe, appareil par appareil. Le déploiement se résume à de l'ingénierie radio : choisir l'emplacement des points fixes, relever leurs coordonnées et valider les zones de couverture.

Aucune charge radio générée par les équipements portés

Les casques fonctionnent en écoute purement passive. Ajouter 10 000 opérateurs ne génère aucune transmission UWB supplémentaire ni aucune collision radio. Le dimensionnement de l'infrastructure dépend uniquement de l'emprise et de la géométrie du site — jamais de l'effectif.

Intégré directement dans un EPI obligatoire

Le récepteur UWB est intégré au casque de sécurité. Aucun tag supplémentaire à inventorier, recharger, récupérer ou remplacer — et aucun risque qu'un opérateur laisse son dispositif de localisation dans son vestiaire.

Un bilan de liaison robuste plutôt que des spécifications gonflées

Nous avons délibérément retenu les débits les plus faibles avec de longs préambules, en privilégiant le bilan de liaison RF et la résistance aux trajets multiples autour des charpentes métalliques lourdes, plutôt que des débits théoriques élevés qui s'effondrent dans une usine réelle.

Résultats mesurés

Conditions et limites

Ces chiffres proviennent d'une pièce meublée, et non d'un laboratoire vide : absence prolongée de visibilité directe, trajets radio traversant deux cloisons de plâtre, deux des quatre balises placées à côté d'imprimantes à résine dotées de chambres de post-durcissement métalliques, et un miroir juste en face d'une troisième. Aucun filtre de Kalman, aucune moyenne glissante ni aucun lissage de trajectoire n'a été appliqué.

Les essais ont été menés avec quatre balises et un récepteur fixe sur la plateforme DW1000. L'architecture est également implémentée sur DW3000, mais ces résultats quantitatifs ne s'y transposent pas — pas plus qu'à un site industriel à grande échelle avec du personnel en mouvement — sans une campagne de mesures dédiée.

Une série de stress volontairement défavorable fait partie des données publiées : la disponibilité des coordonnées y tombe à 15,79 % et l'erreur radiale P95 atteint 93,94 cm. Supprimer la synchronisation filaire simplifie l'installation ; cela ne dispense ni d'une étude de couverture, ni d'un essai de réception.

Ce que permet la coordonnée

La présence en zone dangereuse, détectée dès l'entrée

Le temps passé en zones de travail, de danger, de service et d'attente

La bascule automatique de canal radio selon la zone

Le contrôle d'accès à certains locaux

La localisation du personnel lors d'une évacuation

L'analyse des trajets et des incidents, et la génération d'événements pour la salle de contrôle

Axe de R&D : la navigation sur smartphones ordinaires

La même architecture conviendrait à la navigation en intérieur sur des téléphones grand public : un récepteur passif qui calcule lui-même sa position, avec des balises qui, par conception, ignorent qui les écoute. C'est exactement le scénario que la FiRa appelle Untracked Indoor Navigation. Apple a introduit une API DL-TDoA dans iOS 26 et Google a ajouté la prise en charge de FiRa 4.0 dans Android 17, mais notre format de paquet est propriétaire et les API système des téléphones ne le comprennent pas. Basculer les balises en mode FiRa standard reviendrait à retrouver un réseau d'ancres devant se coordonner en permanence — et à perdre l'indépendance pour laquelle l'architecture a été conçue. La voie directe suppose qu'Apple et les fabricants Android ouvrent aux développeurs l'accès aux trames UWB reçues et à leurs horodatages matériels. Tant que ce n'est pas le cas, il s'agit d'un axe de recherche et non d'une fonctionnalité livrée : nous tenons à maintenir la distinction.