smart city : solution innovante pour la ville- ig2i
TRANSCRIPT
Smart City: Solu.on innovante pour la ville
Isam SHAHROUR, Professeur Université Lille1 Directeur du Laboratoire Génie Civil et géo-‐Environnement
Isam.Shahrour@univ-‐lille1.fr
IG2I – Lens, 23 septembre 2015
Ville
• Quar*er • Parc de Bâ*ments • Bâ*ment • Réseau (eau, électricité, gaz,..) • Service (transport, déchet,..)
Intelligente Solu*on «innovante » Intérêt «collec*f »
• Usager • Environnement • Société
Défis, difficultés, ambi*ons
Défis de la ville
• Croissance/concentra*on de la popula*on • Qualité de vie – accès aux services urbains • Les Infrastructures • Vieillissement de la popula*on
Urban Developing countries
Urban – Developed countries
Rural Developing countries
Croissance de la popula*on urbaine
En 2030: • Près de 2 milliards de nouveaux résidents dans
les villes. • La popula*on urbaine de l'Asie du Sud et en
Afrique va doubler. • 400.000 km2 seront construits en zone urbaine
(doublement de la surface construite dans le monde)
• Croissance/concentra*on de la popula*on • Qualité de vie – accès aux services urbains • Les Infrastructures • Vieillissement de la popula*on
Défis de la ville
• 1 milliard sans accès aux services d'eau potable • Fuite: 50% d'eau perdue dans certaines villes • Grande dégrada*on de la qualité de l'eau
Eau potable
• 2,4 milliards sans accès au service d’assainissement • inonda*on, santé publique • Pollu*on des sols et de l'eau
Service d’assainissement
En 2035 (Agence Interna.onale de l’Energie): 1 milliard sans accès au service d’électricité
Service d’électricité
Le transport : Des heures dans les bouchons : perte de temps, consommaIon d’énergie et émission de polluIon
Défis de la ville
• Croissance/concentra*on de la popula*on • Qualité de vie – accès aux services urbains • Les Infrastructures • Vieillissement de la popula*on
Electricité : • Ligne haute tension: 600 000 km • Ligne basse tension: 670 000 km • Transformateur: 726 000
Bâ*ment et infrastructures en France
Eau : • Réseau d’eau portable : 1 050 000 km • Réseau d’assainissement : 370 000 km (un patrimoine de près de 200 milliards d'euros)
Logement : Près de 34 millions
Défis de la ville
• Croissance/concentra*on de la popula*on • Qualité de vie – accès aux services urbains • Les Infrastructures • Vieillissement de la popula*on
Vieillissement de la popula.on
• Santé • Main*en à domicile • Services personnalisés
Tau de dépendance
Pour résumer Pays développés Enjeux de vieillissement :
• des infrastructures, • de popula*on, • de méthodes de ges*on
Exigence accrue en qualité de vie Croissance économique
Pays en voie de développement : • Croissance urbaine (2 milliards dans les prochaines années • Gros besoin en infrastructures et services • Financement
Monde : • Emission de gaz à effet de serres, réchauffement clima*que
Croissance urbaine Patrimoine Vieillissement Pollu.on Gouvernance Exigence accrue
Socio-‐responsable Eco-‐responsable Future généra.on
Crise financière
Enjeux : transformer la ville
Opportunité : Muta.on Numérique (Smart City)
Ville « Intelligente »
Suivre en temps réel les infrastructures
Améliorer la Sécurité
Ges.on op.male
Interagir avec les usagers,
Usagers acteurs de leur ville
Modèles d’aide à la décision
Collec.vités : AMGVF LMCU, Région, ArtoisComm
Interna.onal: W-‐Smart New York University Pays Bas (Vitens) Grande Bretagne (Thames) Espagne (Acciona)
Opérateurs : • Eaux du Nord/Suez • Eaux de Paris • Dalkia • ERDF • Eiffage Energie • Lille Métropole Habitat
Laboratoires de recherche : Ingénierie, STIC, Sciences sociales
Forma.on : Master (…), Mastère CréaCity Diplômes d’ingénieurs
Centres d’innova.o, pole,… Pole Ubiquitaire CITC –EURARFID PRN
Starts-‐ups : Stereograph, Noolikc, Inodesign, Calmwater, Planete oui, IXsane
Partenaires du projet SunRise
Pe.te ville (110 Hectares) • 25 000 usagers • 140 bâ*ments (320 000 m2) • 100 km de réseaux urbains
Projet SunRise «Cité Scien.fique»
C1 – Chimie (1966) Polytech’Lille (2000) IUT (2006)
Learning Center (2016) Bâ*ment D
(Rénova*on /Extension, 2019)
100 km de réseaux
• Eau potable • Assainissement • Chauffage urbain, • Gaz • Électricité (HT, BT) • Eclairage public • Voiries
Plateforme de pilotage Système d’informa.on
• Données de patrimoine (SIG)
Ou.ls d’analyse
Communica.on Serveur web
• Equipes Techniques • Equipes de ges.ons • Usagers • Equipes Académiques
Architecture du système «SunRise »
Communica.on : • Réseaux filaires • Réseaux sans fils
• Bâ.ments • Réseaux urbains
Mesure et contrôle des infrastructures
• Mesures capteurs
Autres Données • Environnement • Transport • ISecours
• Autres données
Travail Réalisé
1) Système d’informa.on : • Réseaux urbains et bâ*ments dans un SIG (80 % du patrimoine) • Instrumenta*on des réseaux • Collecte des données de fonc*onnement
2) Analyse des données 3) Premiers résultats et recommanda.ons
Système d’informa.on On dispose d’un système d’informa.on digitalisée, vérifiée sur le terrain, comportant les données sur les réseaux, leurs équipements et les données d’interven*on
Electricité Chauffage
Assainissement Eau potable
Réalisa.ons:
1) Laboratoire commun (CEA-‐LIST, W-‐Smart, KWR)
2) Chaire Interna*onale (Région) 3) Cheire industrielle (Eaux du Nord /Suez)
4) Projets INCOM et Bio Smart (Eaux du Nord, CEA-‐LIST, Eaux de Paris, W-‐Smart, Vitens
TWUL Demo site London
Smart Caceres Caceres
VIP Leeuwarden
Sunrise Lille
Projet Européen SmartWater4Europe
108 UFC/ml
107 UFC/ml
108 UFC/ml
108 UFC/ml
107 UFC/ml
107 UFC/ml
Injec.on of E. Coli
105 CFU/ml 106 CFU/ml 107 CFU/ml 108 CFU/ml
Turbidity (S:Scan)
SunRise Site pilote de la ville intelligente et durable
Réseau d'eau Réseau de chauffage
Système de chauffage
Centre de produc.on de la chaleur
Consomma.on « théorique » avec une régula.on « op.misée » par tranche horaire ?
Régula.on par tranche horaire ?
Synthèse: On peut améliorer d’une manière sensible les performances du système de chauffage: -‐ Améliorer certains équipements techniques
(traitement d’air,..) (Energie et Santé..) -‐ Moderniser le système de régula.on (Smart) -‐ Intégrer l’occupa.on des locaux par tranche horaire
Décisions:
2) Lors du renouvellement du contrat de chauffage (2016) • Passer à un réseau de chauffage intelligent (Economie de
l’ordre de 20%) • Inves*ssement important (équipement, régula*on,..) financé
par les économies
1) Mise en place d’une cogénéra.on (2015)
Sous-‐Sta.ons H.T (20 kV)
• Passage MT -‐ BT • Mesure des consomma.ons et
des paramètres de pilotage • Pilotage
Current Levels
Minimum On Sun 9/7/2014 110 A
Average 213 A
Maximum On Tue 10/21/2014 414 A
Résidence Bachelard
Demande de charge
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
Friday, March 01,
2013
Monday, April 01, 2013
Wednesday, May 01, 2013
Saturday, June 01, 2013
Monday, July 01, 2013
Thursday, August 01,
2013
Sunday, September 01, 2013
Tuesday, October 01,
2013
Friday, November 01, 2013
Sunday, December 01, 2013
Wednesday, January 01,
2014
Saturday, February 01,
2014
Saturday, March 01,
2014
Tuesday, April 01, 2014
Consum
p.on
]kWh]
Date
Fixed Demand Charge V.S. Real Demand Charge
Suites :
• Analyse des réseaux secondaires, vérifica*on dans les bâ*ments • Recommanda*ons «travaux» • Programma*on du fonc*onnement de certains équipements ?? • Réduire la puissance d’abonnement ??
Programme de rénova.on de l’éclairage extérieur (2016) (Smart Système)
Economie de 30 à 40 %
Réseaux urbains: • Réseau d’assainissement • Eclairage public
Développements en cours ou à venir
CROUS : • Résidences universitaires • Restaurant Universitaire
Réseau social (SunRise) • Nouveaux services, informa.ons,.. • Interac.on avec les usagers • sensibilisa.on,..
Mobilité • Naviga.on extérieure • Naviga.on intérieure • Personnes à mobilité
réduite
Capteurs
-‐ Energie -‐ Miniaturisa.on -‐ Mul. paramètres -‐ Bio, chimie,.. ?? -‐ Intelligence intégrée -‐ Communica.on (portée,..) -‐ Interac.on M&M -‐ Design -‐ Fiabilité , sécurité -‐ Localisa.on, densité -‐ Coût
Ac.onneurs
Capteurs
Capteurs
• Fiabilité • Sécurité • Couverture
• Stockage • Analyse (spa.ale,
temporelle,..) • Appren.ssage • Interac.on usagers
(graphique, RV, RA,…) • Sécurité