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Association des Centraliens de Lyon

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05 février 2020

Smart City : terrain de jeu privilégié des smart grids

Pendant ses études àCentrale Lyon dont elle est sortie diplômée en 2019, Clémence Lebreton a suivi le double cursus ingénieur/architecte qui lui permet aujourd’hui de poursuivre sa formation en Master1 à l’École nationale supérieure d’architecture de Lyon. Un parcours qu’elle a enrichi lors de son année de césure en obtenant un Msc « Engineers for smart Cities » à l’Institut Méditerranéen du Risque de l’environnement et du Développement Durable (IMREDD). Elle analyse pour Technica les enjeux, défis et bénéfices associés aux villes intelligentes, et le rôle que devront jouer les smart grids dans ces nouveaux écosystèmes.


On a souvent tendance à associer la ville intelligente - ou smart city - à la collecte de données, aux capteurs et au big data censés répondre aux défis liés à la densification urbaine. Cette approche techno-centrée ne doit pas faire oublier que le numérique reste avant tout un outil au service d’une intelligence collective et citoyenne qui a pour objectif d’atteindre un modèle urbain plus durable et plus sobre.

La CNIL définit ainsi la ville intelligente comme « un concept de développement urbain qui vise à améliorer la qualité de vie des citadins en rendant la ville plus adaptative et efficace ».

Un nouveau mode de gestion des villes qui concerne les infrastructures publiques (bâtiments, mobiliers urbains, domotique, etc.), les réseaux (eau, électricité, gaz, télécoms), les transports (transports publics, routes, covoiturage, mobilités douces etc.), et les e-services et e-administrations.

La population urbaine ne cesse en effet d’augmenter, avec des villes qui doivent gérer des flux croissants d’énergie, de matériaux, de services, de personnes, d’eau, de nourriture... Cela crée des externalités négatives qui participent aux défis climatiques et énergétiques actuels. Pour y faire face, les smart cities s’appuient sur des outils numériques pour décloisonner la gestion en silos des services de la ville (eau, déchets, énergie…) et optimiser l’usage des ressources en limitant le gaspillage. Ainsi demain, il sera par exemple possible de méthaniser les déchets organiques afin de les réutiliser comme gaz dans le réseau de transport urbain. Ce qui n’est pas le cas aujourd’hui.

Reconnecter les différents secteurs de la ville entre-eux, avoir une vision globale des problématiques liées à la ville, anticiper la conception des quartiers pour intégrer ces nouvelles solutions intelligentes, c’est ainsi que les smart cities permettront de réaliser des économies en ressources et en budget, tout en garantissant le bien être de leurs habitants.

En France de nombreuses villes se veulent « Smart » avec des applications multiples comme l’open data qui permet aux entrepreneurs et aux citoyens d’avoir accès à certaines données sur ce qui se passe dans la ville (état des transports en commun, niveau de pollution atmosphérique, circulation etc.) en vue de la création d’éventuels nouveaux services. D’autres ont lancé des plateformes participatives destinées à redonner la parole aux habitants que ce soit pour apporter des idées, des observations, ou signaler un problème aux services de la mairie. Enfin sur ces 27 villes, 11 ont lancé des programmes de smart grids.

Les smart grids dans la Smart City

Les villes sont en effet un terrain de jeu privilégié pour les smart grids qui visent à gérer de façon plus efficace et citoyenne les consommations d’énergie. Pour y parvenir, celles-ci peuvent compter sur les nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC) et l’internet des objets (IoT) qui permettent de traiter en temps réel ou de façon prédictive la demande en énergie. Un préalable indispensable non seulement à l’optimisation des sources d’approvisionnement et de consommation d’énergie, mais aussi à une gestion plus intelligente des réseaux. Les smart grids permettent enfin un meilleur équilibre entre la production et la consommation en vue de faciliter l’insertion des énergies renouvelables (éolien et photovoltaïque) ainsi que des nouveaux usages (mobilité électrique, etc.).

Les smart grids sont ainsi une brique technologique indissociable du développement de la ville connectée et intelligente. Sans un réseau d'infrastructures déployé et piloté, pas de maison intelligente, ni d’autoproduction d’énergie renouvelable, ni d’optimisation de l’utilisation des ressources. Cette interconnexion des différents systèmes électriques existants pour les mettre en réseau implique de repenser la manière de construire la ville, moins en silo. A titre d’exemple, demain les quartiers pourraient accueillir bureaux et habitations qui n’ont pas les mêmes usages énergétiques aux mêmes moments.


Smart City et architecture

Qui dit smart cities dit également smart building. Le travail de l’architecte est logiquement impacté par cette nouvelle approche, en intégrant dès la phase de conception des bâtiments, les systèmes de production d’énergie, mais aussi la domotique, en passant par les bornes de détection sur les places de parking. Des études ont en effet démontré qu’il était possible de réduire le nombre de places de stationnement imposé actuellement par le Plan Local d’Urbanisme. Pour y parvenir, il suffirait qu’une même place de parking soit partagée entre un employé de bureau le jour et un résident le reste du temps. Des applications signalant les places disponibles quand elles se libèrent pourraient également avoir un impact positif.

Dans la façon même de concevoir l’habitat, de nouveaux usages plus collectifs pourraient ainsi changer la donne, avec dans l’esprit du co-voiturage, ou du co-working, des espaces de vie partagé au sein même des nouveaux bâtiments d’habitation (co-toitûrage) comme c’est le cas en Allemagne où dans certaines régions où 1 immeuble sur 5 est construit sur un modèle coopératif (laverie, cuisine, salle de travail etc.).

Les smart cities vont pousser les villes à repenser leurs modèles économiques actuels, en passant d’une logique de propriété à un droit d’usage. Autant de bouleversements dont doit tenir compte l’architecte dans la conception d’un bâtiment, d’un quartier ou d’une ville. L’occasion pour la profession d’intégrer des profils à même de comprendre et d’intégrer toutes ces nouvelles données et contraintes techniques dans les projets dont ils s’occupent.

Les smart cities, carrefour des intelligences

La smart city doit être vue comme la ville des intelligences avec de nouveaux modèles de fonctionnement et de gouvernance économique. Un ecosystème dans lequel le citoyen doit prendre toute sa place en devenant lui-aussi acteur de ces changements. Les smart cities doivent être pensées pour être codétenues à la fois pas le secteur privé, public et la population. Demain, les habitants des smart cities ne seront plus en bout de chaîne, simples utilisateurs/consommateurs de services. Ils pourront partager l’énergie, ou une simple place de parking, à condition que chacun participe et s’engage à changer ses habitudes.

Auteur

Ingénieur (Centrale Lyon) - Architecte (ENSAL) | MSc "Engineers for Smart Cities" (UCA)

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