Trois radios reviennent sans cesse dans les projets IoT de classe et de loisir : l'ESP-NOW, le WiFi classique et le LoRa. La version courte est simple. Utilisez le WiFi quand un appareil a besoin d'internet ou d'une application mobile. Utilisez l'ESP-NOW quand deux cartes ou plus doivent seulement se parler entre elles, vite et à peu de frais. Utilisez le LoRa quand le capteur se trouve à des centaines de mètres ou à des kilomètres de tout. Le reste de cet article porte sur les compromis derrière cette réponse en une ligne, et sur ce qu'il faut faire quand aucune radio ne convient à elle seule.

WiFi : quand il faut internet

Le WiFi est la radio que presque tout le monde connaît déjà. Il rejoint un routeur ou un point d'accès, obtient une adresse IP, et peut alors atteindre l'internet au sens large : un tableau de bord dans le cloud, un courtier MQTT, une API REST ou une application mobile sur le même réseau. La carte sheenbot∞ qu'utilisent les élèves en classe parle WiFi d'origine, ce qui explique qu'une première leçon d'IoT « pour de vrai » consiste généralement à faire remonter un relevé de capteur vers un écran quelque part.

Le prix à payer, c'est la consommation et l'infrastructure. Le WiFi tire plus de courant que les deux autres, il convient donc mal à un dispositif censé tenir des semaines sur une petite batterie. Il dépend aussi d'un routeur en état de marche. En Afrique du Sud, cela compte : pendant le délestage, le routeur peut rester éteint deux heures d'affilée, et un capteur uniquement WiFi devient simplement muet jusqu'au retour du courant. La portée est modeste elle aussi, à peu près l'étendue d'une salle de classe ou d'une maison, et moins à travers des murs en béton.

ESP-NOW : des cartes qui parlent à des cartes

L'ESP-NOW est un protocole léger et sans connexion, intégré aux mêmes puces ESP32 qui font le WiFi. Il court-circuite entièrement le routeur. Une carte peut envoyer un court message directement à l'adresse MAC d'une autre carte, avec une latence très faible et sans pile IP à configurer. Les charges utiles sont petites, environ 250 octets par paquet, ce qui suffit largement pour un relevé de température, un appui sur un bouton ou une commande de moteur.

Comme il n'y a pas de point d'accès au milieu, l'ESP-NOW continue de fonctionner quand le réseau WiFi est à terre, et il consomme nettement moins qu'une connexion WiFi complète, surtout si la carte dort entre deux envois. La portée est globalement comparable à celle du WiFi en intérieur, et meilleure en extérieur à vue directe. Le hic, c'est que l'ESP-NOW vous donne un maillage privé de vos propres appareils, pas un chemin vers internet. Si les données doivent quitter ce petit groupe, il faut autre chose pour les acheminer.

LoRa : quand le capteur est loin

Le LoRa échange du débit contre de la distance. Sur la bande inférieure au gigahertz utilisée en Afrique du Sud (868 MHz), une liaison LoRa peut traverser une ferme ou un quartier, parfois plusieurs kilomètres en vue dégagée, tout en consommant très peu. C'est donc le choix naturel pour une sonde d'humidité du sol à l'autre bout d'un champ ou un capteur de niveau de citerne sur une colline.

Le prix à payer, c'est la bande passante et le matériel. Le LoRa transporte de petits messages peu fréquents, pas de la vidéo ni de la télémétrie rapide, et il n'est pas intégré à un ESP32 standard : il faut ajouter un module LoRa. Le LoRa point à point exige un récepteur assorti ; le LoRaWAN complet exige une passerelle. Pour la plupart des montages scolaires et des petites exploitations, une simple paire de radios LoRa ou une seule passerelle suffit pour démarrer.

Les trois radios côte à côte

Radio	Portée approximative	Infrastructure nécessaire ?	Consommation	Idéale pour
WiFi	Quelques dizaines de mètres	Routeur et accès internet	Moyenne à élevée	Tableaux de bord, applications, cloud
ESP-NOW	Comparable au WiFi, davantage en extérieur	Aucune	Faible	Échanges de carte à carte
LoRa	De quelques centaines de mètres à plusieurs kilomètres	Module LoRa, passerelle pour le LoRaWAN	Très faible	Capteurs distants et clairsemés

Adapter la radio au contexte

En classe, le WiFi et l'ESP-NOW couvrent presque tout. Utilisez le WiFi pour la séance où les relevés apparaissent sur un tableau de bord en direct, et l'ESP-NOW pour les projets où quelques cartes se passent des messages d'un pupitre à l'autre, comme un jeu de relais ou un tableau de score commun, sans se disputer le réseau de l'établissement.

À la maison, tout dépend de l'endroit où doit aller internet. Une lampe ou un capteur d'ouverture qui alimente une application veut du WiFi ; un ensemble de télécommandes et de boutons qui ne parlent qu'à un hub local sera plus heureux et moins gourmand en ESP-NOW. C'est le mélange qui se cache derrière un montage domotique typique.

Dans une ferme, c'est la distance qui tranche. Des capteurs répartis entre des parcelles ou des rangs de serre sont en général trop éloignés les uns des autres pour le WiFi et trop loin du secteur pour rester alimentés, et c'est exactement là que le LoRa gagne sa place dans une installation d'agriculture connectée. Les relevés doivent tout de même atterrir quelque part, et c'est là que les radios commencent à se mélanger.

Mélanger les radios avec un nœud passerelle

La plupart des projets sérieux utilisent plusieurs radios, reliées par un nœud passerelle : un appareil unique qui parle deux radios et fait passer les messages de l'une à l'autre. Un schéma courant consiste à faire remonter les capteurs de terrain en LoRa ou en ESP-NOW vers une seule passerelle, qui détient alors l'unique connexion WiFi et transmet le tout à un courtier ou à un tableau de bord. Vous obtenez la longue portée ou la faible consommation sur le terrain et l'accès à internet en un point, au lieu d'exiger les trois de chaque appareil.

Une réserve qu'il vaut mieux connaître tôt : un ESP32 partage une seule radio 2,4 GHz entre le WiFi et l'ESP-NOW, et les deux doivent se trouver sur le même canal. Si vous connectez d'abord le WiFi, les pairs ESP-NOW qui attendaient un autre canal peuvent devenir muets. Sur une passerelle, planifiez le canal délibérément, ou répartissez les deux rôles sur deux puces. Une fois la passerelle en service, envoyer les données recueillies vers une plateforme comme sheenIoT est la partie facile.

Une manière rapide de choisir

• Besoin d'internet, d'un tableau de bord dans le cloud ou d'une application mobile ? Prenez le WiFi.
• Deux de vos cartes ou plus qui s'échangent vite de petits messages ? Prenez l'ESP-NOW.
• Un capteur à plus de cent mètres du routeur ou du courant le plus proche ? Prenez le LoRa.
• Sur batterie et censé tenir des semaines ? Penchez pour l'ESP-NOW avec mise en veille, ou pour le LoRa.
• Besoin de plusieurs de ces solutions à la fois ? Construisez un nœud passerelle.

À retenir

Il n'existe pas de meilleure radio dans l'absolu, seulement une radio la mieux adaptée à la portée, au budget d'énergie et à l'infrastructure dont vous disposez réellement. Partez de la question de savoir où les données doivent aller et sur quelle distance, et le choix se fait généralement tout seul. Quand une seule radio n'y suffit pas, un nœud passerelle permet d'additionner leurs forces plutôt que de rogner sur chacune.

Un même ESP32 peut-il faire tourner le WiFi et l'ESP-NOW en même temps ?

Oui, mais avec précaution. Ils partagent la même radio 2,4 GHz et doivent utiliser le même canal : une connexion WiFi peut donc figer le canal et couper les pairs ESP-NOW qui en attendaient un autre. Fixez le canal volontairement, ou confiez les deux rôles à des puces distinctes sur une passerelle.

Faut-il une passerelle LoRaWAN pour utiliser le LoRa ?

Pas toujours. Deux radios LoRa peuvent dialoguer en point à point sans passerelle, ce qui convient à un capteur distant unique. La passerelle devient intéressante dès que vous avez de nombreux capteurs ou que vous voulez qu'ils rejoignent un réseau standard : c'est une étape suivante raisonnable, pas un prérequis de départ.