La ville intelligente (smart city)

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Une ville intelligente est une municipalité qui utilise les technologies de l’information et de la communication (TIC) pour accroître son efficacité opérationnelle, partager des informations avec le public et améliorer à la fois la qualité des services gouvernementaux et le bien-être des citoyens.

Bien que la définition exacte varie en fonction de la personne à qui vous parlez, la mission principale d’une ville intelligente est d’optimiser les fonctions de la ville et de stimuler la croissance économique tout en améliorant la qualité de vie de ses citoyens grâce à une technologie intelligente et à l’analyse des données. La valeur d’une ville intelligente est déterminée par ce qu’elle choisit de faire avec la technologie, et non pas seulement par la puissance de la technologie dont elle dispose.

Quatre caractéristiques majeures sont utilisées pour déterminer l’intelligence d’une ville. Ces caractéristiques sont les suivantes

Une infrastructure basée sur la technologie ;
Les initiatives environnementales ;
Un système de transport public performant ;
Un sens aigu de l’urbanisme
Facilité la vie et le travail des habitants en gérant intelligemment ses ressources

Le succès d’une ville intelligente dépend de sa capacité à établir une relation solide entre le gouvernement – y compris sa bureaucratie et sa réglementation – et le secteur privé. Cette relation est nécessaire parce que la plupart des travaux effectués pour créer et maintenir un environnement numérique axé sur les données se font en dehors du gouvernement. L’équipement de surveillance des rues fréquentées pourrait inclure des capteurs d’une entreprise, des caméras d’une autre et les serveurs d’une dernière.

En outre, des entrepreneurs indépendants peuvent être engagés pour analyser les données qui sont ensuite communiquées au gouvernement de la ville. Ces données pourraient alors conduire à l’incorporation d’une équipe de développement d’applications qui est engagée pour trouver une solution aux problèmes trouvés dans les données analysées. Cette société pourrait faire partie du système si la solution nécessite une mise à jour et une gestion régulières. Par conséquent, le succès d’une ville intelligente est d’avantage axée sur l’établissement de relations positives que sur la réalisation d’un seul projet.

Technologie de la ville intelligente

Les villes intelligentes utilisent une combinaison de dispositifs, de solutions logicielles, d’interfaces utilisateur et de réseaux de communication de l’internet des objets (IoT). Toutefois, elles s’appuient avant tout sur l’IoT. L’IoT est un réseau d’appareils connectés, tels que des véhicules, des capteurs ou des appareils ménagers, qui peuvent communiquer et échanger des données. Les données collectées et fournies par les capteurs et les appareils de l’IoT sont stockées dans le nuage ou sur des serveurs. La connexion de ces dispositifs et l’utilisation de l’analyse des données (DA) facilitent la convergence des éléments physiques et numériques de la ville, améliorant ainsi l’efficacité des secteurs public et privé, permettant des bénéfices économiques et améliorant la vie des citoyens.

Les dispositifs IoT ont parfois des capacités de traitement appelées « edge » computing. L’informatique de pointe garantit que seules les informations les plus importantes et les plus pertinentes sont communiquées sur le réseau de communication.

Un système de sécurité par pare-feu est également nécessaire pour la protection, la surveillance et le contrôle du trafic réseau au sein d’un système informatique. Les pare-feu garantissent la sécurité des données transmises en permanence au sein d’un réseau de ville intelligente en empêchant tout accès non autorisé au réseau de l’IoT ou aux données de la ville.

Parmi les autres technologies de la ville intelligente, on peut citer

Les interfaces de programmation d’applications (API)
L’intelligence artificielle (IA)
Le Cloud Computing
Tableaux de bord (Dashboard)
L’apprentissage machine (ML)
Machine à machine (M2M)
Réseau maillé

Les caractéristiques d’une ville intelligente

Les tendances émergentes telles que l’automatisation, le machine learning et l’IoT favorisent l’adoption des villes intelligentes.

Théoriquement, tout domaine de la gestion urbaine peut être intégré dans une initiative de ville intelligente. Un exemple classique est le parcmètre intelligent qui utilise une application pour aider les conducteurs à trouver des places de stationnement disponibles sans avoir à tourner en rond dans des pâtés de maisons bondés. Le parcmètre intelligent permet également le paiement numérique, de sorte qu’il n’y a aucun risque de manquer de pièces pour le parcmètre.

Toujours dans le domaine des transports, la gestion intelligente du trafic est utilisée pour surveiller et analyser les flux de circulation afin d’optimiser l’éclairage des rues et d’éviter que les routes ne deviennent trop encombrées en fonction de l’heure de la journée ou des horaires de pointe. Le transport public intelligent est une autre facette des villes intelligentes, utilisée pour s’assurer que les transports publics répondent à la demande des usagers. Les sociétés de transport intelligentes sont capables de coordonner les services et de répondre aux besoins des usagers en temps réel, ce qui améliore l’efficacité et la satisfaction des usagers. Le covoiturage et le partage de vélos sont également des services communs dans une ville intelligente.

Les économies d’énergie et l’efficacité énergétique sont les principaux objectifs des villes intelligentes. Grâce à des capteurs intelligents, les lampadaires intelligents s’éteignent lorsqu’il n’y a pas de voitures ou de piétons sur la chaussée. La technologie des réseaux intelligents peut être utilisée pour améliorer l’exploitation, la maintenance et la planification, ainsi que pour fournir de l’énergie à la demande et surveiller les pannes d’énergie.

Les initiatives de villes intelligentes visent également à surveiller et à traiter les problèmes environnementaux tels que le changement climatique et la pollution de l’air. La gestion des déchets et l’assainissement peuvent également être améliorés grâce à la technologie intelligente, que ce soit en utilisant des poubelles connectées à Internet et des systèmes de parc automobile compatibles avec l’IoT pour la collecte et l’enlèvement des déchets, ou en utilisant des capteurs pour mesurer les caractéristiques de l’eau et garantir la qualité de l’eau potable en amont du système, avec une évacuation et un drainage adéquats des eaux usées en aval.

La technologie des villes intelligentes est de plus en plus utilisée pour améliorer la sécurité publique, de la surveillance des zones de forte criminalité à l’amélioration de la préparation aux situations d’urgence grâce à des capteurs. Par exemple, les capteurs intelligents peuvent être des éléments essentiels d’un système d’alerte précoce avant les sécheresses, les inondations, les glissements de terrain ou les ouragans.

Les bâtiments intelligents font également souvent partie d’un projet de ville intelligente. Les infrastructures existantes peuvent être modernisées et les nouveaux bâtiments construits à l’aide de capteurs, non seulement pour gérer l’espace en temps réel et assurer la sécurité publique, mais aussi pour surveiller la santé structurelle des bâtiments. L’installation de capteurs sur les bâtiments et autres structures permet de détecter l’usure et d’avertir les autorités lorsque des réparations sont nécessaires. Les citoyens peuvent apporter leur aide en la matière, en avertissant les fonctionnaires par le biais d’une application de ville intelligente lorsque des réparations sont nécessaires dans les bâtiments et autres infrastructures publiques, telles que les nids de poule. Les capteurs peuvent également être utilisés pour détecter les fuites dans les conduites d’eau et autres systèmes de canalisation, ce qui permet de réduire les coûts et d’améliorer l’efficacité des fonctionnaires.

Les technologies de la ville intelligente apportent également des gains d’efficacité à la fabrication et à l’agriculture urbaines, notamment en matière de création d’emplois, d’efficacité énergétique, de gestion de l’espace et de produits plus frais pour les consommateurs.

Comment fonctionne une ville intelligente

Les villes intelligentes utilisent leur réseau de dispositifs IoT connectés et d’autres technologies pour atteindre leurs objectifs d’amélioration de la qualité de vie et de croissance économique. Le succès des villes intelligentes passe par quatre étapes :

Collecte – Des capteurs intelligents répartis dans la ville recueillent des données en temps réel.
Analyse – Les données recueillies par les capteurs intelligents sont évaluées afin d’en tirer des enseignements utiles.
Communication – Les informations recueillies au cours de la phase d’analyse sont communiquées aux décideurs par le biais de réseaux de communication solides.
Action – Les villes utilisent les informations tirées des données pour créer des solutions, optimiser les opérations et la gestion des actifs et améliorer la qualité de vie des habitants.

Promouvoir la durabilité avec les villes intelligentes

La durabilité est une autre facette majeure des villes intelligentes. L’urbanisation devrait s’accroître encore plus dans les années à venir. Les Nations unies indiquent qu’environ 55 % de la population mondiale réside actuellement dans une zone ou une ville urbaine ; ce chiffre devrait augmenter à 68 % au cours des prochaines décennies. La technologie intelligente aidera les villes à soutenir la croissance et à améliorer l’efficacité pour le bien-être des citoyens et l’efficacité du gouvernement dans les zones urbaines dans les années à venir.

Si les villes présentent déjà des avantages environnementaux, tels que des empreintes géographiques plus petites qui ont un impact sur moins de systèmes écologiques, elles ont également un impact négatif sur l’environnement, telles que leur haute utilisation de combustibles fossiles. Le réseau de technologies des villes intelligentes pourrait atténuer ces effets néfastes.

Le passage à un système de transport public électrique permettrait non seulement de réduire les émissions de carburant, mais pourrait également présenter l’avantage de travailler en étroite collaboration avec l’infrastructure électrique de la ville afin de minimiser l’impact de la charge des batteries pendant les heures de pointe de l’utilisation électrique. En outre, avec une coordination adéquate, les véhicules électriques pourraient également être utilisés pour réguler la consommation la ville lorsqu’ils ne sont pas en service.

Le nombre de voitures utilisées dans les villes devrait également diminuer à mesure que les municipalités deviennent plus intelligentes. Les véhicules autonomes ou les voitures qui se conduisent seules, pourraient potentiellement changer le point de vue d’une population sur la nécessité de posséder une voiture. On soupçonne que l’adoption de véhicules autonomes réduira le nombre de véhicules appartenant à des civils, diminuant ainsi le nombre de voitures dans les rues et réduisant davantage les émissions de gaz nocifs.

Les défis et les préoccupations des villes intelligentes

Les initiatives des villes intelligentes doivent inclure les personnes qu’elles visent à aider : résidents, hommes d’affaires et visiteurs. Les dirigeants municipaux doivent non seulement sensibiliser les citoyens aux avantages des technologies de la ville intelligente mises en œuvre, mais aussi promouvoir l’utilisation de technologies open data. Si les gens savent à quoi ils participent et les avantages que cela peut apporter, ils sont plus enclins à s’engager.

Encourager la collaboration entre le secteur public et privé et les habitants de la ville est essentiel pour influencer un citoyen qui sera engagé et responsabilisé et qui contribuera positivement à la ville et à la communauté. Des méthodes de collaboration nouvelles et innovantes peuvent améliorer l’engagement. Les projets de villes intelligentes devraient inclure des plans visant à rendre les données transparentes et accessibles aux citoyens, souvent par le biais d’un portail de données ouvert ou d’une application mobile. Cela permet aux résidents de s’informer avec les données et de comprendre à quoi elles servent. Grâce à une application de ville intelligente, les habitants peuvent également être en mesure d’effectuer des tâches personnelles, comme par exemple consulter la consommation d’énergie de leur maison, payer des factures et trouver des transports publics efficaces.

Les opposants aux villes intelligentes craignent que les gestionnaires des villes ne gardent pas la confidentialité et la sécurité des données en tête de leurs préoccupations, craignant l’exposition des données que les citoyens produisent quotidiennement au risque de piratage ou d’utilisation abusive. En outre, la présence de capteurs et de caméras peut être perçue comme une atteinte à la vie privée ou une surveillance gouvernementale. Pour y remédier, les données recueillies par les villes intelligentes doivent être anonymes et ne pas être identifiable.

Cependant, le plus grand défi auquel les villes intelligentes sont confrontées est peut-être le problème de la connectivité. Les milliers ou millions de dispositifs IoT disséminés dans la ville seraient hors service sans une connexion solide et la ville intelligente elle-même serait morte.

En outre, les transports publics, la gestion du trafic, la sécurité publique, la gestion de l’eau et des déchets, l’approvisionnement en électricité et en gaz naturel peuvent être peu fiables, surtout lorsqu’un système vieillit et se développe. Cependant, l’importance de ces opérations ne fera que croître à mesure que la ville s’étend et que les demandes sur ses infrastructures augmentent. Ces systèmes doivent être constamment entretenus et testés pour garantir leur bon fonctionnement.

Les villes intelligentes doivent également relever le défi de trouver des moyens d’attirer et de retenir les résidents sans tissu culturel. L’essence culturelle d’une zone est souvent ce qui attire le plus les résidents ; c’est quelque chose qui ne peut être programmé ou contrôlé par un capteur. Par conséquent, les villes intelligentes peuvent échouer parce qu’elles ne peuvent pas donner un sentiment d’authenticité, de spécificité aux lieux.

De plus, les villes intelligentes qui sont créées de toutes pièces – comme les villes de Neom en Arabie Saoudite et de Buckeye en Arizona, qui sont construites dans le désert – n’ont pas de population établie et se heurtent donc à l’obstacle du recrutement de résidents. Ces futures villes intelligentes n’ont pas non plus de succès passé pour donner confiance. La construction de Neom et Buckeye a suscité des inquiétudes quant à la disponibilité d’une source d’eau durable.

Pourquoi nous avons besoin de villes intelligentes

L’objectif premier d’une ville intelligente est de créer un environnement urbain qui offre une qualité de vie élevée à ses habitants tout en générant une croissance économique globale. Par conséquent, l’un des principaux avantages des villes intelligentes est leur capacité à faciliter la fourniture d’un plus grand nombre de services aux citoyens avec moins d’infrastructures et de coûts.

La population des villes ne cessant de croître, il devient nécessaire que ces zones urbaines puissent accueillir une population croissante en utilisant plus efficacement leurs infrastructures et leurs atouts. Les ville intelligentes peuvent permettre ces améliorations, faire progresser les opérations de la ville et améliorer la qualité de vie des habitants.

Les applications de villes intelligentes leurs permettent de trouver et de créer une nouvelle valeur à partir de leurs infrastructures existantes. Les améliorations apportées facilitent la création de nouvelles sources de revenus et l’efficacité opérationnelle, aidant ainsi les gouvernements et les citoyens à économiser de l’argent.

Exemples de villes intelligentes

Si de nombreuses villes du monde entier ont commencé à mettre en œuvre des technologies intelligentes, quelques-unes se distinguent comme étant les plus avancées en matière de développement. Parmi ces villes, on peut citer

Kansas City, Missouri
San Diego, Californie
Columbus, Ohio
New York City, New York
Toronto, Canada
Singapour
Vienne, Autriche
Barcelone, Espagne
Tokyo, Japon
Reykjavik, Islande
Londres, Angleterre
Melbourne, Australie
Dubaï, Émirats arabes unis
Hong Kong, Chine

La plupart des nouveaux projets de villes intelligentes sont concentrés au Moyen-Orient et en Chine, mais en 2018, Reykjavik et Toronto ont été classées, avec Tokyo et Singapour, parmi les villes les plus intelligentes du monde.

Souvent considérée comme l’étalon des villes intelligentes, la ville-État de Singapour utilise des capteurs et des caméras compatibles avec l’IoT pour surveiller la propreté des espaces publics, la densité de la foule et le mouvement des véhicules immatriculés localement. Ses technologies intelligentes aident les entreprises et les habitants à surveiller en temps réel la consommation d’énergie, la production de déchets et la consommation d’eau. Singapour teste également des véhicules autonomes, y compris des bus robotisés de grande taille, ainsi qu’un système de surveillance des personnes âgées pour assurer la santé et le bien-être de ces dernières.

L’initiative « smart city » de Kansas City, Mo., comprend des lampadaires intelligents, des bornes interactives et plus de 50 blocs de Wi-Fi publics gratuits le long de la ligne de tramway de 5 kilomètres de la ville. Les places de stationnement , le flux de circulation et les points d’accès pour les piétons sont tous accessibles au public grâce à l’application de visualisation des données de la ville.

San Diego a installé 3 200 capteurs intelligents au début de 2017 pour optimiser la circulation et le stationnement et améliorer la sécurité publique, la sensibilisation à l’environnement et l’habitabilité générale pour ses habitants. Des stations de recharge solaire sont disponibles pour permettre l’utilisation de véhicules électriques, et des caméras connectées aident à surveiller la circulation et à repérer les délits.

À Dubaï, aux Émirats arabes unis, la technologie de la ville intelligente est utilisée pour l’acheminement du trafic, le stationnement, la planification des infrastructures et les transports. La ville utilise également la télémédecine et les soins intelligents, ainsi que des bâtiments intelligents, des services publics intelligents, une éducation intelligente et un tourisme intelligent.

Le système de transport intelligent de Barcelone, en Espagne, et les systèmes d’autobus intelligents sont complétés par des arrêts d’autobus qui offrent gratuitement aux usagers une connexion Wi-Fi, des stations de recharge USB et des mises à jour des horaires de bus. Un programme de partage de vélos et une application de stationnement intelligente qui comprend des options de paiement en ligne sont également disponibles. La ville utilise également des capteurs pour surveiller la température, la pollution et le bruit, ainsi que pour contrôler l’humidité et les niveaux de pluie.

Histoire de la ville intelligente

Le concept de la ville intelligente remonte aux années 1960 et 1970, lorsque le Bureau d’analyse communautaire a commencé à utiliser des bases de données informatiques, des analyses de clusters et des photographies aériennes infrarouges pour collecter des données, publier des rapports et orienter les ressources vers les zones qui en ont le plus besoin pour lutter contre les dévastations potentielles et réduire la pauvreté. Depuis lors, trois générations différentes de villes intelligentes ont vu le jour.

Smart City 1.0 était dirigé par des fournisseurs de technologie. Cette génération s’est concentrée sur la mise en œuvre de la technologie dans les villes malgré l’incapacité de la municipalité à comprendre pleinement les implications possibles de la technologie ou les effets qu’elle peut avoir sur la vie quotidienne.

En revanche, Smart City 2.0 a été menée par les villes. Dans cette deuxième génération, les dirigeants avant-gardistes de la municipalité ont contribué à déterminer l’avenir de la ville et la manière dont les technologies intelligentes et d’autres innovations pourraient être déployées pour créer cet avenir.

Dans la troisième génération, Smart City 3.0, ni les fournisseurs de technologie ni les dirigeants des villes ne prennent le contrôle ; au contraire, un modèle de co-création citoyenne est adopté. Cette dernière adaptation semble s’inspirer de questions d’équité et d’un désir de créer une communauté intelligente avec inclusion sociale.

Vienne, en Autriche, est l’une des premières villes à adopter ce nouveau modèle de troisième génération. À Vienne, un partenariat a été établi avec une entreprise énergétique locale appelée Wien Energy. Dans le cadre de ce partenariat, Vienne a inclus des citoyens en tant qu’investisseurs dans des centrales solaires locales. Vienne a également mis en avant l’engagement des citoyens dans la résolution de problèmes tels que l’égalité des sexes et le logement abordable.

Vancouver, au Canada, a également adopté le modèle Smart City 3.0 en impliquant 30 000 de ses citoyens dans la co-création du plan d’action Vancouver Greenest City 2020.