smartcity : la transformation digitale de la ville

MASTERCLASS #SMARTCITYMBADMB #MBADMB | Mai 2017MASTERCLASS #SMARTCITYMBADMB #MBADMB | Mai 2017

MASTERCLASS #SMARTCITYMBADMB #MBADMB | Mai 2017

Le « Smart » Board

Stéphanie MarieAimée

Marine Céline

Isabelle



1. Introduction 2. Contexte & Problématique3. La naissance de la Smart City4. Evolution5. Marché6. Les technologies7. Les missions de la Smart City8. Les freins9. Les perspectives

Sommaire


1 - Introduction



Introduction : qu’est ce qu’une ville ?

“ Un groupement de populations agglomérées caractérisé par un effectif de population et par une forme d'organisation

économique et sociale. ”



Les missions de la ville

Gestion desressources & sécurité

Gestion du citoyenGestion desinfrastructures

Social

Construction

Culture

Infrastructures

Sécurité

Gouvernance

Eau

Circulation

Parking

Traffic

Déchets Energie

Pollution

SantéTransports


2 - Contexte & problématique



A l’origine de la transformation des villes, il y a un constat :celui du « Mal de Terre »

Une concentration critique d’individus

Concrètement, quels maux ?

Des impacts directs sur l’énergie

La raréfaction des ressources naturelles renouvelables

L’augmentation de la pollution et le réchauffement climatique


Une concentration critique d’individus

• Pendant presque toute son histoire, l’humanité n’a compté que quelques centainesde milliers d’habitants. En 1800, elle franchit le milliard, puis 2 milliards en 1927 et 3fois plus à la fin du XXe

• On estime que la population mondiale augmente de 1,2% /an soit de90 millions d’habitants/an

• En 2050, la Terre comptera 10 milliards d’humains

10 mdsc’est le nombre d’humains

que la planète comptera en 2050


• En 2017, la planète a dépassé les7 milliards d’habitants

• Et pour la 1ère fois, plus de 50% habitenten ville (vs 13% seulement début XXe)

• A l’horizon 2050, 75% à 80% de lapopulation mondiale sera urbaine

• Soit, sur 10 milliards d’humains, plus de 7milliards vivront dans les villes

• Un pays comme la Chine comptera 250métropoles de la taille de Paris


(Source Giles Pison | Directeur de recherche à l’INED)

Qui s’accompagne d’une urbanisation galopante


Une explosion de la consommation énergétique mondiale

• Sur le plan écologique, l’urbanisation massive a un impact indirect énorme sur lesécosystèmes non urbains, via une demande croissante en ressources alimentaires,matérielles et énergétiques

• En 2017, alors qu’elles n’occupent que 2% de la surface terrestre, les villes consomment75% de l’énergie mondiale

• En 2050, 80% de l’augmentation de la demande d’énergie viendra des villes

186%c’est l’augmentation de la consommation énergétique de ces 40 dernières années


• consomme autant d’énergieque la ville de Bordeaux pour fairefonctionner ses data centers

• Toutes les heures, 10 milliards d’emailssont envoyés dans le monde


Amplifiée par les nouvelles technologies

10 mdsc’est le nb d’emails / heure

envoyés dans le monde


La raréfaction des ressources naturelles

La Terre vit à crédit

• 8 Aout 2016 : jour du dépassement ; en moins de 8 mois, l'humanité a consommél'ensemble des ressources que la planète peut produire en 1 an

• Nous émettons plus de CO2 que ce que les océans et les forêts ne peuvent absorberet dilapidons le capital naturel de la planète via l'extraction de ressources nonrenouvelables

§ Il y a 50 ans, la Terre ne consommait encore que 50% de sa bio capacité

2c’est le nb de planètes qu’il faudrait en 205O

pour subvenir aux besoins de l’humanité


La pollution et le réchauffement climatique

• Les villes produisent 80% des émissions de gaz à effet de serre etconcentrent 75% de la consommation d’énergie

• Les transports représentent 27% de ces émissions de CO2 et17% de la consommation d’énergie

Sources : C'estpassorcier-TRANSPORTSENCOMMUN

x 2En 50 ans (de 70 à aujourd’hui), les émissions

de CO2 résultant des déplacements des particuliers ont plus que doublé


La vraie question

§ L’humanité n’échappera pas à un surcroît de 1 à 3 milliards d’habitants d’ici à 50 ans

§ La société est arrivée au bord de ses limites et a besoin d’être réinventée

§ Si on ne change rien, tous les clignotants –ceux de la température, des émissions deCO2, de la pollution… vont progressivement passer du rouge au cramoisi

?Comment la transformation digitale de la ville peut elle

contribuer à sauver l’humanité ?


3 – La naissance des smart cities



Smart City, quèsaco ?

Un concept à la mode ?

Il y autant de définitions que d’initiatives,de points de vue que d’acteurset des centaines de résultats sur Google … Alors de quoi s’agit-il ?

De la science fiction ?

Une vraie promesse intelligente et durable pour le futur ?

4 - Evolution



D’où vient le terme smart city ?

C’est grâce à Bill Clinton que le termede Smart City fait son apparition en2005 lors d’un défi lancé au géant dunumérique CiscoClinton avait vu la convergence de 2grandes révolutions du XXIe siècle :l'urbanisation massive et l'explosiondes technologies de l'informationCisco y consacrera un budget de 25millions de dollars et commercialiserases résultats en 2010


Pourquoi ne pas utiliser les fascinantsoutils technologiques pour développerdes plans de décongestion des villes-à commencer par San Francisco, afin dediminuer les émissions de CO2, etéconomiser du temps et de l'argent ?

Bill Clinton | Président des États-Unis de 1993 à 2001


2000

2010 | Cisco lance son département Smart and Connected Communities

Très vite rejoint par d’autres géants du numérique (IBM "Smarter Cities", Microsoft) et par des start-up

Des 1ère initiatives de villes intelligentes voient le jour aux Etats-Unis, en Europe (Amsterdam, Barcelone) ainsi qu’en Corée (Sondgo, Seoul) suivi par la Chine et l’Inde

2010

2017 | Plus de 600 villes auraient déjà mis en place des solutions connectées

En France, on dénombre 20 communes ayant lancé des services intelligents

2017

2003 | En Corée du Sud, le projet U- Korea(Ubiquitous Computing) voit le jour

2005| Cisco, le géant du numérique investit $25 millions en R&D pour répondre au défi que lui a lancé Bill Clinton et développer des plans de décongestion des villes

Timeline


5 - Marché



Un marché à 13% de croissance

• En 2020, le marché mondial de la smartcity atteindra 1,4 trillion de dollars

• La mobilité connectée, l’énergie et lasécurité seront les secteurs les plusporteurs

• Le marché de l’IoT connaitra lui aussiune croissance fulgurante avec plus de28 milliards d’objets connectés dans lemonde

(Source Cabinet d’étude Grand View Research)

1,4 trillionEn 2020, le marché des Smart City devrait

atteindre 1,4 trillion de dollarsC’est 3X plus qu’en 2013


Pour s’épanouir

Pour vivre ensemble

Pour vivre facilement

Pour vivre

Pour survivre Eau

Santé

Energie

WiFi Batterie

Construction

Sécurité

Mobilité urbaine Habitat

Gouvernance

Vie privée

CultureGestion du citoyen

Gestion desinfrastructures

Gestion desressources & sécurité

Social

Une chaîne de valeur façon Maslow

Education


6 – Les technologies



City

Data

IARobotique

IOTRéseau

Panorama des technologies au service de la smart city


City

Data

IARobotique

IOTRéseau

Circulation Qualité de l’air

Construction ServicesMaîtrise de

L’énergieTransports


La data


City

IA

IOTData

RéseauRobotique

BâtimentsGestion des

déchetsEau Circulation

Optimisation de l’énergie

VidéoSurveillance


L’intelligence artificielle


City

IOT

RéseauIA

RobotiqueData

Gestion des déchets

Feux de circulation Smart grids Panneaux de

signalisationMoniteurs de

pollutionEclairage


L’internet des objetshttps://youtu.be/YYDqpgA6kTA


City

Robotique

DataRéseau

IAIOT

Gestion des déchets Transports Parking Informations Eclairage Services


La robotiquehttps://youtu.be/YNBte-xNGUghttps://youtu.be/sqOPnPVTJ74


Robotique


La 5G (small cells) arrive en 2020 (prévisions)

Débit 100 fois supérieur à la 4G (300Mbits/s) Temps de réaction des réseau < 1 milliseconde (vs. ½ seconde actuellement)

Diminution de l’exposition des usagers aux ondes

Amélioration de l’autonomie du terminal

Les réseaux


7 – Les missions



Gestion des ressources

Gestion des citoyens

Gestion de L’infrastructure


Les missions de la smart city

Déchets, Sécurité, Energie durable

Santé, Gouvernance

Mobilité intelligente, Infrastructure connectée, Smart building


Les déchets




Les déchets sont contemporains de toutes les périodes de l’humanité. En atteste l’étymologie de ce mot qui remonte à l’époque latine médiévale :

De quoi parle t’on ?


• 345 millions de tonnes de déchets par an (France)

10%

20%

70%

Qui produit les déchets en France ?

Ménages Secteurprivé* SecteurBTP

* industriels et autres activités économiques hors BTP

Source : ADEME, chiffres clés édition 2015

• 511 Kilos par an par habitant ( France)

De quoi parle t’on ?


Les déclencheurs :• Augmentation du nombre d’habitants• Enjeux liés à la santé : GES (Gaz à effet de serre) • Enjeux liés à l’environnement : enfouissement &

incinération• Loi LTE

Système linéaire

Système circulaire

CollecterConsommerFabriquer Jeter

Fabriquer

Consommer

Collecter

les villes tentent de passer d’un système linéaire à un nouveau système circulaire favorable au recyclage et à la valorisation énergétique.

Un modèle économique qui évolue


Une chaine de valeur qui évolue

Robotique et IOT : Tri télé opéré

Robotique : collecte pneumatique, camion poubelle autonomeIOT : optimisation des tournées avec l’indicateur de taux de remplissage des poubelles

Création de Marketplaces pour la commercialisation des matières transforméesRecycleries

Alimentation de quatiers et de fermes urbaines en bioénergieUrban data hypervision

Tri

Collecte

Transformation

Réemploi


Sécurité




La sécurité : pour qui et pour quoi ?


Sécurité des citoyens

https://www.youtube.com/watch?v=HI-vH5GVbKQ


• 90 % de l’ensemble des données aujourd’hui disponibles ont été créées ces deuxdernières années

• 28 Md d’objets connectés en 2020

• 70 % des objets connectés utilisés présentent le plus fréquemment des vulnérabilités

Frein : la perception des enjeux de sécurité par les collectivités territoriales et les responsables politiques

Pourquoi ?• Complexité technique des objets connectés • Le niveau de la prise de décision concernant la digitalisation dans les collectivités


Sécurité des infrastructures et des données


Un cadre légal pour renforcer la protection des données

Objectifs

• Préparer la France aux enjeux de la transition numérique et permettre de développer l’économie qui lui est liée

• Faire de la donnée une nouvelle politique publique locale

• Mais un cadre légale qui doit s’accompagner d’une nouvelle gouvernance des données


Energie durable




La ville concentre 75% de la consommation de l’énergie mondiale et 80% des rejets de CO2 dans l’atmosphère.

Les villes devront :

• renforcer leur action en matière d’efficacité énergétique : développement de l’éclairage public à faible consommation

• mettre en place des systèmes de production locale d’énergie : panneaux solaires sur les toits des édifices, production d’électricité à partir des déchets, etc.


Energie durable


• L’énergie utilisée est analysée pour recueillir des informations pertinentes : lesbâtiments, résidentiels et commerciaux, sont efficaces et utilisent moinsd’énergie : Novaldi

• Un éclairage public plus adapté : en France de nombreuses villes tentent deréduire la facture de l’éclairage public, à Issy-les-Moulineaux (92), l’éclairages’adapte au nombre de personnes dans la rue, à Préfailles (44), l’éclairagefonctionne au détecteur de mouvement mais aussi à la demande : il suffit toutsimplement “d’appeler” le lampadaire avec votre Smartphone pour lui“demander” de s’allumer


Energie durable


• Des compteurs communicants sont installés dans lesmaisons : Linky, Gazpar

• Près de 200 millions de compteurs intelligents pourl'électricité et 45 millions pour le gaz seront déployésdans l'UE


Energie durable

A horizon 2020 :• Près de 72% des consommateurs européens

auront un compteur intelligent pourl'électricité

• Environ 40% pour le gaz

SourcerapportUE


L’IoT : un nouvel eldorado pour les villes et les opérateurs.

Il contribue à une meilleure gestion du réseau, optimise la production et ladistribution d’énergie

On estime à 2 milliards le nombre d’objets connectés en 2020Source:IDATEDigiworld


Energie durable


La Mobilité intelligente ou Smart Mobility


Gestion de l’infrastructure


• Entre 2010 et 2050, la demande entransport va doubler

• Congestion des villes, perte de temps etd’argent dans les embouteillages,émission de CO2, consommation accrued’énergie, nuisances sonores...

• Les métropoles doivent repenser lamobilité pour une ville plus fluide etrespectueuse de l'environnement

La mobilité : un enjeu majeur

x2Au cours des 30 prochaines années, la

demande en transport individuel va doubler

1,6%C’est le % de son PIB que la France perd

chaque année dans les embouteillages. En RP, un français passe 5 jours dans les transports


C’est une ville où on parle de partage. Le partage des espaces et des véhicules. Donc ce n’est pas une ville sans voiture, mais une ville où on réduit le nombre de véhicules et où on optimise les systèmes de transport et leur exploitation (dans le temps et dans l’espace).

Emmanuel François | President chez Smart Building Alliance | Interview de Jean Leymarie France Info

Une ville intelligente et "fluide ", qu’est-ce que c’est ?



Vous avez dit "smart mobility" ?

• Des voitures volantes et connectées, commedans le New York du futur du 5è élément ?

• Appliquées au transport, les TIC permettentde connaître en temps réel l’environnementet d’interagir avec lui et les usagers, pourfluidifier les déplacements et conciliercroissance des transports avec sécurité,efficacité et respect de l’environnement


• Système de guidage, gestion du stationnement, du trafic, des accidents (afficheurs dynamiques, radars, capteurs, caméras)

• Localisation de véhicules ou de voyageurs (GPS, RFID)

• Enregistrement de données (capteurs)• Bornes de rechargement


• Décongestionner la ville, fluidifier lesdéplacements et réduire le temps passé

• Faciliter le stationnement et encouragerles modes doux

• Faciliter l’orientation des voyageurs• Mieux desservir l’ensemble des quartiers

en ayant une offre multi modale• Réduire les nuisances : CO2 et bruit• Renforcer la sécurité

Les services rendus Et les Technologies

bénéficient à tous : usagers comme entreprises privées et collectivités


Un développement rapide et généralisé

• Gestion du flux, du stationnement,système de guidage, la mobilitéintelligente est déjà porteuse d’emplois etd’innovations

• En France, ce marché pèse 4,5 milliardsde CA annuels

• A l’échelle mondiale en 2013, c’était 16,1%du marché de la Smart City

15,2%c’est la croissance annuelle que va connaitre

le marché de la mobilité intelligente d’ici à 2020 favorisant la création de centaines

de milliers d’emplois


En résumé

• Un réseau d’informations est créé aucœur de la ville intelligente, dans les rues,les parkings, les infrastructures et lestransports connectés

• Toute cette donnée est recueillie, analyséepuis transmise pour permettre des prisesde décisions et de nombreusesapplications

Découvrons-les applications !


Thales : le partenaire des administrations

• Thales a lancé une plateforme de simulation 3D de la ville, Terra dynamica• Dotée d’IA elle permet d’animer jusqu’à 30000 acteurs urbains• En simulant les flux des piétons et des véhicules, elle aide les acteurs de la ville à trouver

les meilleures solutions en termes d’aménagement et de gestion des déplacements


Veolia : le compagnon du citoyen

• Veolia vient de lancer Urban Pulse, uneapplication mobile qui rassemble lesinformations et services urbains en tempsréel : événements, adresses, transports,itinéraires, lieux d’intérêt, pollution, trafic,actualités…

• L’Appli croise l’information multimodale, lagéolocalisation du citoyen et les RéseauxSociaux

https://youtu.be/q1ZCYWXIRjY


L’Appli Park indigo : l’ami du stationnement

• Grâce à l’appli, au lien de tourner en rond pendantdes heures à la recherche d’une place libre, l’usagerlocalise en temps réel le parking le plus proche,vérifie le nombre de places disponibles, les tarifs etservices et se fait guider par GPS

• Avantage : il circulera moins longtemps, réduisant saconsommation et ses émissions de CO2 etcontribuera à fluidifier le trafic

• Le petit + : des beacons installés dans les parkings etun plan 3D embarqué dans l’appli, permettentmême aux utilisateurs de localiser l’emplacement deleur véhicule

• L’appli est disponible dans 6 pays en Europe et auCanada


Eco Cycle au japon : accroitre le nombre de cyclistes

• Le parking souterrain Eco Cycle exclusivementdédié aux vélos, permet de stocker 204 vélosenfouis sous la ville à 11 mètres de profondeur

• Finie la crainte du vandalisme ou du vol, ondépose et récupère son vélo depuis des bornesdédiées en seulement une dizaine de secondes

• Avantage : ses parkings à vélo futuristesencouragent les modes de transport doux plutôtque les véhicules pour préserver l’environnement

https://youtu.be/pcZSU40RBrg


Surtrac : la signalisation intelligente

• La solution qui combine capteurs et IA permetd’adapter la signalisation des feux au trafic

• Les feux, équipés de capteurs et caméras sontconnectés entre eux ainsi qu’aux véhicules. Enfonction du trafic détecté, les feux restent au vertce qui entraîne moins d'attente inutile au feurouge, une congestion réduite, desdéplacements plus courts et moins de pollution

• Avantage : testée à Pittsburg, la solution a permisde réduire de -25% le temps de parcours et de -20% les émissions de CO2

• Le + : quand le feu est sur le point de changer, leconducteur reçoit l’information ce qui l’incite àralentir et réduit les risques d’accident


Smart Moov’ : le compagnon numérique plein de talent !

• Véritable « compagnon numérique de mobilité »,Smart Moov’ est la 1ère application de mobilitéau monde à intégrer dans ses calculs de tempsde trajet, le temps réel et prédictif

• Choix modal, horaires, sites à visiter … les usagersont accès à tous les paramètres depuis n’importeoù, pour définir leur trajet selon leurspréférences (TER, Tram, voiture, parking, marche àpied, vélo…)

• Smart Moov’ a été lancé par Transdev en 2014dans le cadre du projet Optimod’Lyon


Les navettes électriques autonomes

• Equipés de capteurs et d’IA, les navettes peuventdonner leur position, déceler les obstacles sur laroute, gérer les données et communiquer entreelles ainsi qu’avec les passagers

• Avantage : une approche : « zero-emission » et unmode de transport 10 X plus sûr que la conduitehumaine

• Depuis 2005 : + de 2 millions de passagerstransportés et 330 000 km parcourus

• A l’étude : une app qui permettra aux usagers decommander un véhicule autonome pour quecelui-ci vienne à lui plutôt que de l’attendre


Les voiture autonomes

• Et en stabilisant la circulation, 40% de la consommation de carburant pourrait êtreéconomisée

Le saviez-vous ?


Wayzup : la solution est dans la voiture !

• Puisque la voiture fera partie de la mobilitéde demain, il faut la penser électrique,connectée et partageable !

• Nouveaux mode de transport « collectifindividuel », l’autopartage et le covoiturageapportent une réponse aux enjeux de laSmart Mobility

• iDVRoom (filiale de la SNCF) : plateforme decovoiturage pour les courts trajets, 120.000utilisateurs (son business model reposenotamment sur la commission prélevée surchaque trajet

• WayzUp : 37.000 utilisateurs réguliers(1x / semaine), 72 232 trajets / jour et+ de 30 grandes entreprises partenaires

Léa Marzloff | Directrice du Cabinet Chronos


Lemétroautomatique :l’avenirdes« Mega-Cities »de2030

• Grande cadence de transport, rapidité, régularité,fiabilité, sécurité, réduction des coûts d’exploitationet respect de l’environnement : le métroautomatique est LA réponse au transport de massependulaire pour les « Mega-Cities » qui vontapparaître en Asie, en Afrique et Amérique du Sud àl’horizon 2030

• L’enjeu : optimiser les infrastructures existantes aucœur des villes (automatiser les lignesconventionnelles) et développer les services 2.0

Alstom choisi pour la fourniture du métro automatique de Riyad

Pierre Mongin| PDG de la RATP


Les drones : par les airs, ça va plus vite !

• Amazone a déjà recours aux drones poureffectuer ses livraisons, notamment en zonesrurales ou difficiles d’accès

• En France, La Poste a inauguré en décembredernier pour la 1ère fois au monde, une lignecommerciale régulière pour livrer des colis pardrones

• Avantages : accélérer l’acheminement en évitantles problèmes de circulation au sein desmétropoles saturées, ou la mauvaise qualité desinfrastructures

• D’ici à 2020, le marché des drones s’élèvera à$13 milliards


Après les drones, à quand les aéronefs urbains ?

• Airbus a crée le projet Urban AirMobility pour développer les véhicules dessmart cities : des engins électriques, mi-roulant, mi-volant, pilotés automatiquementet pouvant être utilisés aussi bien commetaxi individuel automatisé que pourtransporter du fret

• Uber travaille sur un concept de « VTOL »pour faire décoller ou atterrir verticalementdes véhicules individuels ou collectifs etdésengorger la ville

• La ville de Paris est pilote sur le projetSeabubble, une sorte d'immense catamaranqui volerait au-dessus de la Seine


Infrastructure connectée




Les infrastructures

70% de la population mondiale sera concentrée dans des villes

A l’horizon 2050

Comment repenser les infrastructures de manière durable et vivable ?


Produire de l’énergie

Renforcer la sécurité

Avoir une meilleure

gestion de l‘information

Réduire les consommations

énergétiques


Les infrastructures intelligentes & connectées


En France 9 millions de lampes fonctionnent entre 3500 et 4300 heures par an.

Le poids de l’éclairage public dans la facture des collectivités est donc très important.

L’éclairage public représente la moitié de la consommation d’électricité des collectivités

territoriales.


L’éclairage


Installés sur chaque luminaire d’une zone, les capteurs Kara fonctionnent en réseau et analysent

en temps-réel le mouvement dans la rue

Testés à Toulouse ils ont permis une économie de 60 % sur la consommation habituelle.

Ils communiquent entre eux pour optimiser l’éclairage public général.


Les lampadaires connectés KARA, de Kawantech


L’éclairage luminescent

Les Glowing lines, de l’innovateur néerlandais Dann Roosegaarde

https://youtu.be/heYGD2Cbx1k


LespanneauxculturelsàBesançon

LespanneauxPoints,àNewYork


La signalisation intelligente

blob:https://www.dailymotion.com/d0771cfd-6068-466b-a4cb-11965afba49e


L’éclairage luminescent

Les routes sont occupées par des véhicules seulement 10%

du temps en moyenne

Equipées de panneaux photovoltaïques, 20m2 de routes produisent l’énergienécessaire à l’alimentation

d’un foyer

Les dalles Photovoltaiques Wattway de Colas


https://youtu.be/YtB_u_PvQrQ


Nicolas Hautière | Ingénieur des Ponts, des Eaux et des Forêts, Directeur du projet à l'Ifsttar

• Une route de 5° génération, qui« suppose » un environnement connecté

• Des voies de transport de l'énergie, quiéchange avec les bâtiments proches,entretient la signalisation routière et aidela recharge des véhicules électriques, lacaptation d’énergie et la restitution descalories


Un prototype experimental de route intelligente à Marne la Vallée


PlasticRoad, société KWS : Un projet néerlandais soutenu par Total et Wavin

Sans entretien , il a une durée de vie 3 X supérieure à l’asphalte

Ecologique, entièrement conçue à partir de plastiques recyclés

Non affecté ni par la corrosion ni par la météo il peut supporter des températures de – 40° à 80°

Espace intégré sous la route pour permettre d’intégrer d'intégrer les câbles électriques, réseaux

d'évacuation et conduites d'eau et capteurs chauffants


Une route connectée en plastique recyclé


Les systèmes de transmission de l’information


LescapteursnouvellegénérationHikob

Données transmises à un boitier radio situé au bord de la route.

Sans fil et autonomes, ils détectent les véhicules sur les places de parking et les voies de circulation

Equipés de capteurs de température qui permettent d’anticiper la formation de verglas et déclencher les

actions de salage.


Les capteurs innovants HIKOB

https://youtu.be/c2BdVPUEcVM


M-City,Michigan

Ville test à Singapour

Dijon


Quelques exemples


Les infrastructures de demain selon Nissan

https://youtu.be/zLs7YOjC2mE


Les Smart Buildings




Avant de parler smart city, il faut parler bâtiment intelligent […] des bâtiments intelligents pour des territoires responsables et durables.

Emmanuel François | President chez Smart Building Alliance


Le bâtiment intelligent : un maillon clé de la Smart City


• L’urbanisation croissante, le développement dutélétravail, le maintien des personnes âgées àdomicile, le développement des technologies…impactent nos manières de vivre, deconsommer et d’habiter

• Nos habitations et nos bâtiments setransforment et s’interconnectent entre euxmais également avec l’environnement, leshabitants, le quartier et la ville

• Maillon clé de la Smart City, le bâtimentintelligent est le lieu de nombreusesexpérimentations où se conjuguent numériqueet durable

Le bâtiment intelligent : un maillon clé de la Smart City

Le saviez-vous ?

Source : Ministère de l’Écologie, du Développement durable, des Transports et du Logement).

42,5%de la consommation

énergétique française provient du secteur du bâtiment

20%L’enjeux dans le bâtiment est

d’arriver à 20% d’économie sur les factures énergétiques


Un bâtiment a pour vocation première d’héberger ses occupants. Le bâtiment intelligent est un bâtiment connecté, connecté sur ses occupants, connecté à l’extérieur avec d’autres pour proposer ses services.

Jean-Christophe Bourgeois| Expert systèmes d'information Efficacité Energétique & Environnementale Engie Cofely


Le numérique au cœur du bâtiment intelligent

Le bâtiment intelligent est un bâtiment producteur de données. Il s’agit de tirer le meilleur parti de la donnée

pour optimiser les consommations et développer les gains.

Arnaud Legrand| Fondateur Energiency classée parmi les 20 startup à la pointe de l’IA


• Des bâtiments intelligemmentconçus et intelligemment gérésgrâce à la donnée dans le but de :

• Améliorer la gestion de l’énergie etaider à réduire la consommation

• Réduire l’impact environnementaldu bâtiment

• Améliorer le confort et la sécuritédes habitants

• Maitriser les couts

Des bâtiments connectés, serviciels et durables


• Demain, les bâtiments intelligents combinerontl’utilisation des NTIC à la production localed’énergie

• Ils sauront non seulement piloter parfaitement leurconsommation mais aussi être autosuffisants enénergie voire être à énergie positive

• Ci-contre, les projets de l’architecte VincentCallebaut pour re-végétaliser la ville et réduire de75 % les émissions de CO2

Desbâtimentsautonomesàénergiepositive

1. Des tours végétales, solaires et hydrodynamiques pour bio climatiser la vile tout en permettant sa

densification à la verticale

2. Une ruche de logements imbriqués les uns aux autres, énergétiquement solidaires, grâce aux

toitures recouvertes de panneaux solaires thermiques et photovoltaïques

�

�


• Au cœur d’un des quartiers les plus denses de laplanète, l’Oasia Hotel est en quelque sorte unetour « vivante »

• L’urbanisation croissante des villes a réduit lesespaces verts, engendré la congestion du traficet la pollution accrue avec des impacts gravessur l’environnement.

• L’enjeu pour rendre les villes du futur habitables,consiste à introduire la nature dans nosbâtiments

Desbâtimentsoùonréintroduitlanature…ASingapour:l’Oasia Hotel asonpropreécosystèmeetestdevenuunbiotope


• A pour Autonome dans sonfonctionnement, car le bâtiment neconsomme que ce qu’il produit (à partir dusoleil, de la terre, de l’eau, du vent) oustocke

• Le biogaz obtenu par les déchets chauffele bâtiment ; l’eau de pluie stockée estréutilisée

• C pour Citizens car l’habitant au cœur de ladémarche, est un acteur majeur dansl’autonomie du bâtiment. Informés enpermanence de leurs consommations, leshabitants peuvent l’ajuster ou développerdes usages de mutualisation (créateur delien social)

LeconceptABCdeBouyguesConstruction:unbâtimentautonomeenEau,Energieetsurlagestiondesdéchets

https://youtu.be/zXdj3-sNiIo


• Les trois bâtiments communiquent entre eux pouranalyser l’énergie produite, stocker l’excédent et larépartir au mieux selon les besoins

• Par ex, si les bureaux désertés le week-endfabriquent de l’énergie, celle-ci pourra êtreautomatiquement injectée dans les appartements

• Des capteurs mesurent la température, le CO2 maisaussi la présence de personnes dans chaque piècespour réguler en temps réel la consommation enfonction des vrais besoins : chauffage, ventilation,éclairage …

• Un "cerveau central" pilote toutes les appli de cebâtiment intelligent

Hikari à Lyon : le premier îlot urbain d’Europe à énergie positive


Verdigris : accroître l’efficacité énergétique de l’immeuble

• La firme américaine Verdigris fournit aux habitantsdes recommandations en temps réel pouraccroître l’efficacité énergétique de leur logementet réduire leur facture

• Comment ça marche ? Des capteurs placés sur lescircuits peuvent par exemple détecter un chargeurd’iPhone ou un sèche linge défectueux quiconsommerait plus d’énergie que la normale

• Les utilisateurs reçoivent une notification sur leurSmartphone

Le saviez-vous ?

70%de la consommation d’énergie aux Etats-Unis est consacrée

aux bâtiments (logements, bureaux ou commerces)

60%de l’énergie est gâchée et pourrait être économisée


SI@Go : optimiser la performance énergétique des immeubles de bureaux et améliorer le rendement

• Des sondes multi-détecteurs mesurent latempérature ambiante et extérieure, laluminosité et la présence des salariés

• Le + de SI@GO : la solution fonctionnecomme un Energy Management System(traçabilité des informations, alertes etreportings en temps réel).Si un utilisateur déclare à la hotline unincident (ascenseur en panne), l’informationva automatiquement être diffusée à tous lessalariés évitant des appels redondants à lahotline et une perte de rendement

• L’éclairage est automatiquement arrêté après 15 min d’absence

• Le pilotage des stores se fait en fonction de l’ensoleillement pour éviter d’allumer inutilement

• En période chaude, la température de la nuit est détectée et si celle-ci est fraîche, du free cooling refroidit le bâtiment avec une sur-ventilation nocturne pour diminuer la clim durant la journée


Sans open data et interopérabilité, pas de smart building

Emmanuel François| Directrice du President chez Smart Building Alliance

• Les smart building ne peuvent pas fonctionnersans une culture de l'open data et del'interopérabilité


Alors, prêts à vivre dans un Smart Building ?

?


Santé & pollution




La pollution de l'air selon l’OMS

5 milliards de dollars

1 300 000 décès par an

COMMENT LA SMART CITY PEUT IMPACTER POSITIVEMENT LA SANTÉ DE CES USAGERS ?


Smart City & santé


Un des défis reste de sensibiliser davantage les décideurs et de trouver les moyens pour les encourager à mettre en œuvre ce qui semble pourtant évident.

James Sallis, professeur de médecine familiale et de santé publique à l’Université de Californie


Smart City & santé


La planification urbaine pour faire diminuer les maladies et permettre jusqu’à 15 % de maladies cardiaques en

moins grâce aux villes de demain *

*Selon une étude menée par l’Université de Melbourne, en Australie et l’Université de Californie à San Diego


Smart City & santé : la planification urbaine


Source : Richard Rogers, éditions du Moniteur, 2000

En Europe 30 % des trajets motorisés sont inférieurs à 2,5–3 km et 50 % sont inférieurs à 5 km


Smart City & santé : la planification urbaine


L’accroissementdufluvialpourleFret

Divisionpar2duparcautomobileMultiplicationdestransportsen

communsetdesvéhiculesélectriques

Une réorganisation des transports


Paris, capitale sans émissions en 2050 ?

Diminution de 75% des émissions dès transports


Agricultureurbaineetmenusmoinscarnés

Un changement des modes de consommation

70% DES ÉMISSIONS ET DIVISION

DES DÉCHETS PAR DEUX

Recoursàl’économiecirculaire




Le développement du télétravail




SystèmedepéageencentrevilleenEurope

Réductionde15à20%dutraficautomobile Réductionde15à20%dutraficautomobile

CasdestronçonspayantàSingapour


Les péages ou la régulation intelligente


Les tours vertes de Stefano Boeri

Ces tours de 200 et 108 m de hauteur devraient voir le jour à Nanjing, en Chine, en 2018

25 tonnes de CO2 absorbé par an

Un système d’irrigation automatisé qui recycle l’eau des climatisations

Des tours, fabriques à air pur

6000 m2 de verdure capable de produire 60 kg d’oxygène par jour


.

La Smog Free Tower de l’artiste néerlandais Dann Roosegaarde.

Cette tour permet de recycler l’air pollué en air pur

La première a été installée à Pékin, une des villes les plus polluées au monde

Un air 51% plus pur à la

sortie

Des tours, fabriques à air pur


Le Smog Free Bycicle, de l’artiste néerlandais Dann Roosegaarde.

Des vélos producteurs d’air pur



Gouvernance


Le développement des smart cities implique une modification profonde des modèles existants.


Une modification en profondeur

Adhésion massive de la population

Adhésion des dirigeants politiques

La gouvernance entre les acteurs de la smart city, clé de réussite ?


Adhésion des dirigeants politiques


Jusqu’où peut-on aller en termesd’utilisation de données ?• Légiférer, encadrer le développement de

ces nouveaux services, de ces nouvellesinfrastructures.

Quel pilotage de ces villes intelligentes ?

• La création d’un grand service publicnational des données


Adhésion massive de la population


• La technologie doit permettre au citoyen de seréapproprier l’espace urbain.

• Chaque nouveau service devra être construit demanière collective en associant les institutionspubliques, les citoyens et les entreprises.

• La question de l’acceptabilité des nouveauxservices est posée, elle révèle deux inquiétudesmajeures :

1.La protection des données personnelles2.Une fracture numérique accentuée

9 – Les freins



La technologie offre des solutions pour créer de nouveaux services,mais les défis à relever sont nombreux et complexes :


Les freins technologiques

Anonymisation des données

Coût de l’infrastructure pour un déploiement à large échelle

Intégration de capteurs dans une infrastructure existante

Restitution des données aux usagers


L’enchevêtrement des compétences


Conciliation des piliers sociaux, culturels et environnementaux par une gestion éclairée des ressources naturelles allée à une gouvernance participative

La complexité du cadre juridique et réglementaire qui définit les différents régimes

L’organisation - le développement d’un projet transversal requiert intégration stratégique et mutualisation des infrastructures entre les différents services


L’enchevêtrement des compétences


Le droit contractuel public, le droit de la régulation des services publics et le droit de la concurrence ne sont pas adaptés.

Des «contrats ensembliers» doivent être créer.

Une organisation segmentée : la ville actuelle s’appuie sur de nombreux contrats publics qui font fonctionner des services publics

(gaz, d’électricité, d’eau).


De nombreux acteurs interagissent, outre les acteurs traditionnels des villes, denouveaux acteurs apparaissent et prennent une place importante dans la constructionde la ville intelligente de demain, les spécialistes des nouvelles technologies AI, IOT…

La multiplicité et la variété d’acteurs



Une nouvelle forme de coopération public/privée


• Issy Grids une alliance unique d’acteurs publics et privésUn projet expérimental du consortium d’entreprises composé de Bouygues Immobilier, Alstom, Bouygues Energies et Services, Bouygues Telecom, EDF, ERDF, Microsoft, Schneider Electric, Steria et Total

• L’objectif de ce laboratoire grandeur nature est de réaliser des économies et de réduire l'empreinte carbone en optimisant les consommations et en mutualisant les ressources entre les bureaux, les logements et les commerces

Experimentation

9 – Les perspectives



La Smart city s’est avant tout :• un portage politique fort pour accompagner le

développement urbain • une vision prospective respectueuse des

ressources, génératrice de fluidité et dotée de sensibilité

• une gouvernance entre les différents acteurs pour piloter, arbitrer et co-créer

Alain KERGOAT | Co-fondateur | Urban Practices (membre Smart Building Alliance )


Paroles d’experts


La ville intelligente sera sobre dans sa production de déchets et mettra à disposition des habitants des solutions intelligentes de recyclage. Sur les techniques certes mais surtout sur l'identification des déchets, leur traçabilité, et l'intelligence qui doit être mise en œuvre dans la logistique de la collecte. Elle connectera donc les acteurs et leurs outils pour moins produire de déchets, mieux recycler et mieux transporter ce qui doit l'être.


Pascal Peslerbe| 2EI Veolia –Conseil & Innovation pour la ville| Veolia Environnement

Paroles d’experts


L’enjeu pour nos collectivités est de réussir la transition digitale pour un meilleur service à nos concitoyens et une plus grande proximité, y compris pour les personnes fragiles. Les réseaux sociaux, la sphère technologique et ses outils numériques, nous en offrent extraordinairement l’opportunité.


Jean-François Grimaud | Directeur général des Services | Conseil départemental de la Mayenne

Paroles d’experts


Notre regard

CONSCIENTE DES ENJEUXDÉSIREUSE D’AMÉLIOER LA QUALITÉ DE VIE

AVEC LA DATA AU CŒUR DE L’INNOVATIONUNE GESTION ECLAIRÉE DES RESSOURCES

RESPECTUEUSE DE L’ENVIRONNEMENT

AGILE, CRÉATIVEDOTÉE D’UNE VISION GLOBALE

PARTICIPAT IVE ET DANS LE PARTAGE LOYALE


Et en vidéo, ça donne quoi la ville du futur ?

https://youtu.be/cNYGoMTBT2Ihttps://youtu.be/gbNXX1ewxSE


Sources

• De la smart city aux territoires d’intelligences. Rapport au Premier Ministre sur l’avenir des smart cities. Rapport confié à Luc Belot, Député de Maine-et-Loire – Avril 2017

• Les nouveaux défis de la sécurité et de la sûreté des villes intelligentes - Conférence Safe and Smart City 2017 • Données sur les déchets : OCDE• Données sur les déchets : http://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/dechets_chiffres-cles2016_8813.pdf• Drones lampadaires : http://www.smart-magazine.com/fr/fleetlight-drones-lampadaires/• Bioénergie / troittoirs electriques : https://technologie-innovation.fr/viha-concept-trottoirs-production-electricite-marche• IOT : http://www.objetconnecte.com/smart-city-solutions-2712/• 5G : http://www.01net.com/actualites/5g-demain-vous-verrez-ces-mini-antennes-partout-en-ville-1155337.html• 5G : http://www.atlantico.fr/rdv/minute-tech/bientot-arrivee-5g-que-changera-vraiment-ou-pas-yvon-moysan-2967561.html• Robotique / déchets : https://humanoides.fr/ces-robots-qui-ramassent-les-poubelles-automatiquement/• Réseau LoRa & Sigfox : https://www.webdyn.com/comparaison-sigfox-lora-lte/• Smart city & intelligence artificielle : http://www.iim.fr/smart-city-digital-intelligence-artificielle-service-citoyen-grands-enjeux-

futur-de-nos-villes-metropoles/• GES : https://data.oecd.org/fr/air/emissions-de-ges-et-de-polluants-de-l-air.htm• Données sur les déchets : https://hoedic.carto.com/viz/d2c96ace-28fb-11e6-a2dd-0ef24382571b/embed_map• Données sur les déchets : http://www.planetoscope.com/recyclage-dechets• Open data & transports : https://www.nextinpact.com/news/102717-apres-an-retard-mise-en-open-data-donnees-transport-

toujours-dans-l-impasse.htm


• http://www.atelier.net/trends/articles/dit-voiture-autonome-dit-route-intelligente_445747• http://www.hikob.com/• https://www.rtbf.be/info/dossier/bon-a-savoir/detail_les-routes-du-futur-et-leur-eclairage-intelligent-c-est-pour-

demain?id=9589516• https://www.youtube.com/watch?v=fsyAr_VLQ_E• http://www.lerepairedesmotards.com/actualites/2016/actu_161025-route-connectee-plastique-recycle.php• http://www.latribune.fr/regions/smart-cities/climat-comment-paris-peut-devenir-en-2050-une-capitale-sans-emissions-

662834.html• http://www.agoravox.fr/tribune-libre/article/les-smart-cities-ou-l-usage-des-188301• https://www.revuetec.com/2016/01/13/43eme-rencontres-de-la-mobilite-intelligente-2016/http://www.les-

smartgrids.fr/innovation-et-vie-quotidienne/30092016,smart-cities-quels-effets-sur-la-sante-,1822.html• https://siecledigital.fr/2017/02/17/tours-vertes-purifier-lair-chine/• http://www.institut-economie-circulaire.fr/Qu-est-ce-que-l-economie-circulaire_a361.html• http://creapills.com/velo-pollution-recyclage-air-20170524

Sources


Sources

Mobilité et Habitat • http://www.agoravox.fr/tribune-libre/article/les-smart-cities-ou-l-usage-des-188301• https://www.revuetec.com/2016/01/13/43eme-rencontres-de-la-mobilite-intelligente-2016/• https://www.lesechos.fr/idees-debats/cercle/cercle-165747-la-ville-intelligente-une-avancee-dabord-economique-

2062557.php• https://www.lesechos.fr/13/04/2011/LesEchos/20911-141-ECH_alstom-et-la-ratp-unissent-leurs-forces-sur-le-marche-

du-metro-automatique.htm• http://www.lemonde.fr/la-france-connectee/article/2017/04/13/smart-city-un-marche-a-13-de-

croissance_5110625_4978494.html• http://www.images-et-reseaux.com/fr/blogs/2014/10/after-15-maitrise-de-lenergie-du-batiment-un-batiment-connecte-

producteur-de-donnee#sthash.LxplC9GU.dpuf• http://www.bouygues-construction.com/innovation/toutes-nos-innovations/le-concept-abc-une-approche-globale-de-

lhabitat-durable• http://www.lemonde.fr/planete/article/2015/09/17/a-lyon-hikari-le-premier-ilot-mixte-intelligent-a-energie-

positive_4761665_3244.html• http://verdigris.co/• https://www.soprasteria.com/docs/librariesprovider29/Success-stories-Sopra-Steria/siago--la-solution-de-smart-

building-pour-rendre-les-b%C3%A2timents-plus-intelligents.pdf?sfvrsn=0• http://www.parismatch.com/Vivre/High-Tech/L-hotel-qui-a-cree-son-propre-ecosysteme-1265684


Pour aller plus loin

Citizen Report par Salesforce : https://www.salesforce.com/solutions/industries/government/city/

La troisième révolution industrielle de Jeremy Rifkin

La nouvelle société coût marginal zéro de Jeremy Rifkin

smartcity : la transformation digitale de la ville

Marketing