Dans le cadre d’une « smart city » ou ville intelligente, les technologies de l’information et de la communication (TIC) sont utilisées pour améliorer l’efficacité des opérations municipales, diffuser des informations au grand public et améliorer les services gouvernementaux et la qualité de vie des habitants.
L’objectif fondamental d’une ville intelligente est d’améliorer la qualité de vie de ses citoyens grâce à l’utilisation de technologies intelligentes et à l’analyse des données, ce qui permet d’optimiser les opérations municipales et de stimuler la croissance économique. Ce qui est plus important que la quantité de technologie disponible, c’est la façon dont cette technologie est utilisée.
Le degré d’intelligence d’une ville est mesuré par une série de caractéristiques, telles que :
- Un système d’assistance axé sur la technologie
- Projets axés sur la protection de l’environnement
- Des bus et des métros qui fonctionnent vraiment, de manière efficace et efficiente.
- Des aménagements urbains qui expriment la confiance et la mobilité ascendante
- les personnes physiquement capables de vivre dans la ville et de l’utiliser
Une ville intelligente a besoin non seulement de la technologie pour faire fonctionner ses systèmes, mais aussi d’analystes de données pour analyser les données fournies par ces systèmes afin de résoudre les problèmes et d’apporter les modifications nécessaires.
Qu’est qu’une smart city ?
Une smart city est une « ville intelligente » qui utilise au mieux toutes les informations connectées disponibles aujourd’hui pour mieux comprendre et contrôler ses opérations et maximiser l’utilisation de ressources limitées.
Pour faire simple, dans une ville intelligente, un ensemble de technologies de l’information et de la communication est utilisé pour créer, exécuter et promouvoir des stratégies de développement qui répondent aux préoccupations urbaines et établissent un réseau d’infrastructures cohérent et respectueux de l’environnement.
L’infrastructure d’une ville intelligente peut fournir des environnements sûrs et durables qui donnent la priorité au plaisir des citoyens. Elles ont réussi à élever le niveau de bien-être social et économique dans des domaines tels que l’accessibilité, les transports, l’amélioration des soins de santé et la réduction des déchets. Mais il ne s’agit pas seulement de technologie.
Une ville intelligente est la conséquence de nombreux éléments, dont le plus important est l’innovation technologique. Une ville intelligente est une ville qui a installé un réseau de capteurs et autres nœuds de collecte de données afin d’accroître l’efficacité, d’automatiser les tâches manuelles et d’aider à la prise de décision en temps réel. Par conséquent, les solutions doivent être solides, et les villes peuvent apprendre ce qui sera essentiel à leur réussite en se tournant vers le passé comme vers l’avenir.
Quelles sont les technologies utilisées dans une Smart City ?
Les villes intelligentes offrent des solutions connectées pour le public en utilisant l’Internet des objets (IoT) et une variété de logiciels, d’interfaces utilisateur et de réseaux de communication. L’internet des objets est le plus important d’entre eux. L’internet des objets (IoT) est un réseau d’objets connectés reliés entre eux qui peuvent communiquer des informations les uns avec les autres. Ce système peut inclure tout, des véhicules aux réfrigérateurs en passant par les thermostats intelligents et les feux de signalisation. Les données recueillies par ces appareils sont ensuite conservées dans le nuage ou sur des serveurs afin d’améliorer l’efficacité des secteurs public et privé, ce qui se traduit par des avantages monétaires et une amélioration des conditions de vie de la population générale.
De nombreux dispositifs IoT utilisent l’informatique à la périphérie du réseau pour hiérarchiser les informations transmises par les câbles. Un système de sécurité est mis en place pour protéger, surveiller et réguler le flux de données du réseau de la ville intelligente afin de garantir que la plateforme de données de la ville est protégée contre tout accès non autorisé.
Outre les solutions de l’internet des objets, les villes intelligentes utilisent des technologies telles que :
- Interfaces d’application (API)
- Intelligence artificielle (IA)
- Services d’informatique en nuage
- Tableaux de bord
- Apprentissage automatique
- Communication de machine à machine (M2M)
- Utilisation des réseaux maillés
- Composants de la ville intelligente
En quoi la technologie peut-elle être qualifiée d’ »intelligente » ?
Les différentes villes sont confrontées à des difficultés différentes, s’engagent dans des activités environnementales différentes et ont des aspirations différentes quant à ce qu’une ville intelligente devrait réaliser, de sorte que les technologies qui font l’affaire sont certainement différentes. Les bâtiments, les soins de santé, la sécurité, le commerce et les transports intelligents peuvent fonctionner en tant qu’entités autonomes ou dans le cadre d’un écosystème plus large. Ces tâches, ainsi que d’autres, peuvent désormais être traitées avec l’aide de l’IA, de l’apprentissage automatique et de l’informatique en nuage.
Quelques-unes des percées technologiques urbaines les plus fascinantes
Il existe d’autres technologies qui contribuent aux infrastructures intelligentes, mais celles qui sont énumérées ci-dessous deviendront bientôt la norme dans toutes les grandes villes.
L' »internet des objets » (IoT) est un système dans lequel les appareils peuvent partager des données en temps réel sans nécessiter d’intervention humaine. L’internet des objets a plusieurs applications dans les villes intelligentes, dont l’une est la mobilité intelligente, qui réduit les problèmes d’environnement, de circulation et de population grâce à une meilleure gestion des transports en commun.
Les robots sont de plus en plus déployés dans divers contextes à travers le monde. Les villes modernes souhaitent surtout les employer pour les soins de santé, la maintenance et les services. L’utilisation de robots hautement spécialisés dans les salles d’opération va augmenter. Les robots sont désormais omniprésents dans les hôpitaux. Stryker, le leader mondial de la technologie médicale, a réparé avec succès plus de 70 000 genoux et hanches à l’aide d’un bras robotisé. Beaucoup d’entre nous ont certainement déjà été servis par un serveur robotisé, et les services de livraison à commande vocale sont déjà omniprésents dans de nombreux restaurants.
La connectivité est essentielle lorsqu’il s’agit d’idées intelligentes et de technologie en général, et la 5G est bien plus qu’une simple question de vitesse. En raison de sa capacité considérablement accrue et de ses capacités de mise en réseau, le wifi public à haut débit est essentiel. Il sera bientôt aussi répandu que les poubelles et les trottoirs. Ce type de connectivité ouvre la voie à une large application de systèmes automatisés tels que les maisons et les transports intelligents.
L’automatisation en général Les villes intelligentes sont conçues pour répondre aux « énoncés de problèmes » humains, tels que la raison pour laquelle vous ne devriez pas avoir à faire huit fois le tour du parking avant de trouver une place.
Cependant, il s’agit de bien plus qu’une simple technologie.
Comme nous l’avons dit précédemment, les villes intelligentes ne naîtront pas uniquement des améliorations techniques, et il n’existe pas de science exacte ou de cadre « taille unique » pour les développer. À moins de planifier et de construire une ville entièrement nouvelle, toutes les solutions doivent être adaptées à la démographie et aux infrastructures existantes. Les experts estiment qu’il est préférable de travailler avec une structure existante plutôt que contre elle.
Dispositifs, applications et démonstrations de l’internet des objets et des technologies des villes intelligentes.
Quels sont les exemples et cas d’usages d’une Smart City ?
- En raison de la combinaison de l’automatisation, de l’apprentissage automatique et de l’Internet des objets, les technologies des villes intelligentes peuvent désormais être utilisées à des fins diverses. Le stationnement intelligent, par exemple, peut permettre aux véhicules de trouver plus facilement des places de stationnement vacantes et permettre des transactions sans argent liquide.
- L’infrastructure d’une ville intelligente peut également gérer les services de covoiturage et surveiller la circulation pour optimiser les feux de signalisation et réduire les embouteillages.
- Les technologies d’économie d’énergie et de protection de l’environnement, telles que les éclairages qui s’éteignent lorsqu’il n’y a pas de circulation, sont également viables dans le cadre de la conception des « villes intelligentes ». De l’exploitation et de la maintenance à la planification et à l’approvisionnement à long terme, les technologies de réseau intelligent ont la capacité d’améliorer tous les aspects du réseau de distribution d’électricité.
- Les initiatives des villes intelligentes peuvent également être utilisées pour lutter contre le changement climatique et la pollution atmosphérique, ainsi que pour la gestion des déchets et l’assainissement, en utilisant des systèmes de ramassage des déchets, des poubelles et des systèmes de gestion de flotte accessibles par internet.
- Un autre avantage de vivre dans une ville intelligente est la surveillance des zones à forte criminalité ou l’utilisation de capteurs pour donner l’alerte en cas de catastrophes naturelles telles que les inondations, les glissements de terrain, les tempêtes et les sécheresses.
- Les bâtiments intelligents peuvent également permettre une gestion de l’espace en temps réel ou une surveillance de la santé structurelle et un retour d’information pour déterminer quand des réparations sont nécessaires. En plus des personnes qui signalent aux autorités des problèmes tels que les nids de poule, les capteurs peuvent surveiller d’autres problèmes d’infrastructure tels que les ruptures de conduites d’eau.
- La technologie des villes intelligentes peut aider la fabrication, l’agriculture urbaine, l’utilisation de l’énergie et d’autres industries.
- Les villes intelligentes peuvent combiner un large éventail de services pour mieux servir leurs citoyens.
Les compteurs intelligents dans les réseaux électriques
Dans le secteur des services publics, le compteur intelligent est devenu un dispositif populaire de l’Internet des objets. Ces gadgets, qui sont posés sur les bâtiments et reliés à un réseau énergétique intelligent, peuvent aider les entreprises de services publics à mieux gérer les flux d’énergie.
Les utilisateurs peuvent surveiller leur consommation d’énergie à l’aide d’un compteur intelligent, ce qui peut leur faire économiser beaucoup d’argent., L’adoption et le déploiement de compteurs intelligents permettront aux services publics d’économiser plusieurs millions d’euros aux collectivités, entreprises et à l’Etat
Le transport intelligent
De nombreux efforts ont été déployés pour rendre les transports en commun plus sûrs et plus efficaces en y ajoutant des automobiles connectées, et les avantages commencent à se faire sentir. Selon Insider Intelligence, 97 % de toutes les voitures enregistrées aux États-Unis seront connectées d’ici 2035.
Avec le développement d’applications intelligentes et la popularité croissante de fonctionnalités telles que la recherche vocale et les données de localisation, le transport intelligent va certainement gagner en popularité.
Systèmes de distribution modernes (ou « réseaux intelligents »)
Les réseaux intelligents, qui contribuent à la conservation des ressources, sont probablement l’utilisation la plus répandue de l’architecture et des infrastructures intelligentes. Amsterdam, par exemple, a expérimenté la fourniture de panneaux solaires et de dispositifs de stockage d’énergie aux propriétaires connectés au réseau intelligent de la ville.
Les gens peuvent utiliser ces batteries pour stocker de l’électricité pendant les heures creuses, ce qui réduit la pression sur le système pendant les pics de demande. Les panneaux solaires permettent aux propriétaires de revendre l’électricité supplémentaire au fournisseur d’électricité.
Méthodes novatrices d’élimination des déchets
La collecte des ordures est une tâche coûteuse, inefficace et qui engorge souvent la circulation. Les systèmes intelligents de gestion des déchets, qui peuvent surveiller la capacité des poubelles à tout moment et communiquer cette information aux organisations de gestion des déchets, peuvent contribuer à atténuer certains de ces problèmes.
La qualité de l’air est mesurée à l’aide de capteurs électroniques.
La poussière, les saletés et les produits chimiques de nettoyage sont constamment répandus dans l’air d’une maison ou d’un bureau. Ces polluants peuvent être identifiés et signalés aux consommateurs par des moniteurs de qualité de l’air de haute technologie.
Une technique améliorée d’avertissement des niveaux dangereusement élevés de pollution est l’utilisation d’un voyant lumineux ou de notifications push sur le smartphone ou la tablette d’une personne à partir d’un système qui surveille la qualité de l’air intérieur (QAI).
Comment fonctionne une ville intelligente ?
Les villes intelligentes cherchent à améliorer la qualité de vie des personnes et à encourager la croissance économique en quatre étapes, en utilisant un réseau d’objets connectés de l’Internet des objets (IoT) et d’autres technologies. Ce qui doit être fait est le suivant :
1. Entrée – Les objets connectés collectent des données en temps réel.
2. Les données sont analysées pour découvrir comment les municipalités gèrent leurs services et leurs opérations.
3. La diffusion consiste à partager les données analysées avec les autorités afin qu’elles puissent faire des choix éclairés.
4. Réponse – Des mesures sont prises pour améliorer les opérations municipales, la gestion des actifs et la qualité de vie des résidents de la ville.
Le système collecte des données en temps réel à partir de biens, d’objets et de machines connectés pour aider les gens à prendre de meilleures décisions. Les habitants peuvent également utiliser leurs appareils mobiles, ainsi que des automobiles et des bâtiments connectés, pour participer aux écosystèmes des villes intelligentes et interagir avec eux. L’utilisation d’appareils connectés permet de réduire les coûts, d’améliorer la durabilité et d’accélérer la prestation de services municipaux tels que la distribution d’énergie et la collecte des déchets.
Le développement des smart city dans le monde
Actuellement, 54 % de la population mondiale vit dans des villes ; ce chiffre devrait atteindre 66 % d’ici 2050, soit une augmentation de 2,5 milliards de personnes. L’augmentation prévue de la population aura pour conséquence un besoin accru de gestion attentive des ressources sur tous les fronts : écologique, social et économique.
Les habitants et les responsables gouvernementaux d’une ville intelligente peuvent combiner leurs ressources pour gérer le développement des infrastructures et de la population de la ville.
Pourquoi en avons-nous besoin ?
Une ville intelligente est une ville qui favorise la croissance économique tout en offrant un niveau de vie élevé à ses habitants. Il en résulte une prestation de services publics intégrée pour des dépenses d’infrastructure globales réduites.
Compte tenu des prévisions de croissance de la population urbaine, il est de plus en plus important d’utiliser les ressources actuelles de manière plus efficace. Ces innovations, qui finiront par améliorer la qualité de vie des citadins, seront rendues possibles grâce aux services et applications de la ville intelligente.
Les économies réalisées grâce aux rénovations des villes intelligentes, telles que l’établissement de nouvelles sources de revenus et l’efficacité opérationnelle, peuvent être réalisées à la fois par les gouvernements et les personnes.
Les villes intelligentes peuvent-elles être entretenues ?
La notion de « villes intelligentes » donne la priorité à l’efficacité des zones urbaines et au bien-être de leurs habitants, et l’un de ses principes directeurs est la durabilité. Les villes ont des répercussions positives et négatives sur l’environnement ; les avantages positifs incluent des éléments tels que la réduction de l’empreinte totale, tandis que les inconvénients incluent des éléments tels que la dépendance aux combustibles fossiles pour l’énergie. Toutefois, les technologies intelligentes, telles que le système de transport électrique, peuvent contribuer à atténuer ces inconvénients. Lorsqu’ils sont branchés, les véhicules électriques ont la capacité de contribuer à maintenir la fréquence du réseau.
Les véhicules autonomes devraient minimiser le besoin de la population de posséder une automobile, ce qui entraînera une baisse du nombre d’automobiles dans les zones urbaines, démontrant ainsi le succès de ces alternatives de transport écologiques.
La création de telles initiatives à long terme peut avoir des conséquences sociales et environnementales favorables.
Les défis des smart city
Les villes intelligentes offrent plusieurs potentiels, mais elles présentent également des défis. Il faut par exemple que les responsables gouvernementaux accueillent favorablement la participation du public. Chaque membre de la communauté, des entreprises aux organisations gouvernementales, doit collaborer pour le plus grand bénéfice de tous.
Un site web ou une application mobile de données ouvertes au public peut rendre les projets de villes intelligentes plus accessibles. Les habitants peuvent ainsi utiliser les données à des fins telles que le paiement des factures, la découverte de moyens de transport rentables et le calcul de leur propre consommation d’énergie.
Il est donc nécessaire d’adopter une méthode sûre et fiable de collecte et de stockage des données, qui ne soit pas vulnérable au piratage ou à une utilisation abusive. Nous devons anonymiser les données des villes intelligentes si nous voulons éviter les problèmes de confidentialité.
Comme des millions d’appareils IoT peuvent avoir besoin de communiquer et de travailler ensemble, la connectivité sera probablement le défi le plus difficile à relever. La connexion de ces services permettra des améliorations continues à mesure que la demande augmente.
Lorsqu’il s’agit de construire une « ville intelligente », les facteurs sociaux qui créent un tissu culturel attrayant et offrent un sentiment d’appartenance sont tout aussi essentiels que les avancées techniques. C’est essentiel pour les nouvelles communautés qui sont encore en phase de planification et qui cherchent à recruter des habitants.
La sécurité et protection des données pour une smart City
Les villes intelligentes contribuent à rendre les habitants plus sûrs de diverses manières, notamment par des systèmes de surveillance connectés, des routes intelligentes et le contrôle de la sécurité publique, mais comment assurer la sécurité des villes elles-mêmes ?
Il est essentiel de protéger les villes intelligentes contre la cybercriminalité, le piratage et le vol de données, ainsi que de vérifier l’authenticité des données recueillies et diffusées par ces villes.
Les coffres-forts physiques pour les données, la gestion complète de l’authentification et les solutions d’identification ne sont que quelques-unes des procédures à suivre pour gérer la sécurité des villes intelligentes. Pour gagner la confiance du public, les gouvernements, les entreprises, les développeurs, les fabricants de dispositifs, les fournisseurs d’énergie et les administrateurs de services réseau doivent travailler ensemble pour construire des villes intelligentes sûres. Ces objectifs de sécurité essentiels peuvent être subdivisés en sous-objectifs suivants :
Les données doivent être disponibles en temps réel et de manière sécurisée pour qu’elles soient utiles dans leur fonction de surveillance des nombreux composants d’une ville intelligente.
Il ne suffit pas que l’information soit largement disponible ; elle doit aussi être exacte. Il s’agit notamment de se prémunir contre les manipulations extérieures.
Les données sensibles doivent être tenues secrètes et protégées des regards indiscrets. Des pare-feu et le cryptage des données peuvent être exigés comme mesures de sécurité.
Les utilisateurs de tout système qui traite des données sensibles doivent accepter la responsabilité de leurs propres actions et interactions avec ces systèmes. Toute personne ayant accès aux données doit être inscrite dans les journaux d’utilisateurs afin qu’elle puisse être tenue responsable de tout problème survenant.
Une législation mondiale est mise en œuvre pour aider à définir et à fixer des normes de sécurité de base pour les appareils connectés dans les villes intelligentes.
Quelles sont les smart city les avancées dans le monde ?
Les technologies intelligentes n’en sont encore qu’aux premiers stades de leur développement et de leur mise en œuvre dans les villes du monde entier. Il y a cependant quelques personnes qui ouvrent la voie à des villes vraiment intelligentes. Parmi eux, on trouve les suivants :
- Tokyo, Japon.
- Melbourne, Australie.
- San Diego, en Californie.
- Toronto, Canada
- Londres, Royaume-Uni.
- Reykjavik, Islande,
- New York,
- Barcelone, Espagne
- Columbus, Ohio
- Hong Kong, Chine
- Vienne, Autriche.
- Singapour
- Dubaï
Singapour est largement considérée comme un précurseur dans la course à la construction de villes totalement intelligentes, avec des caméras de l’Internet des objets (IoT) surveillant la propreté publique, la densité de population et le trafic automobile enregistré. Singapour dispose également de systèmes de surveillance en temps réel de l’énergie, des déchets et de l’eau. Des voitures autonomes sont également testées et un système de surveillance de la sécurité des personnes âgées est mis en place.
De même, San Diego a installé 3 200 capteurs intelligents pour améliorer la circulation, le stationnement, la sécurité publique et la sensibilisation à l’environnement. Des stations de recharge de véhicules électriques alimentées par l’énergie solaire et des caméras de sécurité en réseau contribuent à maintenir la sécurité des routes pour les personnes qui en dépendent.
Dubaï dispose de diverses infrastructures « intelligentes », telles que la télémédecine, les solutions de soins de santé intelligentes, les bâtiments intelligents, les services publics, les écoles et les attractions touristiques. Les arrêts de bus de Barcelone sont équipés d’une connexion Wi-Fi gratuite et de ports de charge USB. La ville dispose également d’un programme de partage de vélos et d’un logiciel de stationnement sophistiqué avec des options de paiement en ligne. Divers capteurs détectent les précipitations, l’humidité et la température.
Études de cas sur les villes intelligentes
Les pays européens sont les pionniers de la notion de « villes intelligentes ». L’Union européenne a joué un rôle important en encourageant la création de villes intelligentes dans ses pays membres, en dépensant 365 millions d’euros de la Commission européenne à cette fin.
Bien qu’elle possède le plus grand nombre de villes de tous les continents, l’Amérique du Nord a pris du retard. Néanmoins, certains efforts en matière de ville intelligente liés à la sécurité publique et aux transports sont actuellement en cours dans les grandes villes nord-américaines.
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Paris
Une société française, Vincent Callebaut Architectures, a proposé une série d’immeubles de grande hauteur à énergie positive (BEPOS). Cette approche a été motivée par l’accord de Paris sur le changement climatique et le plan d’action climat-énergie, qui visent à réduire les émissions de GES de 75 % d’ici 2050.
Londres
Une initiative de stationnement intelligent nommée SmartPark a été mise en place en 2014 pour permettre aux automobilistes de Westminster, à Londres, de localiser des places de stationnement sans passer du temps en voiture. En conséquence, les embouteillages dans les zones urbaines sont réduits.
Copenhague
Copenhague veut avoir atteint son objectif d’être la première ville intelligente neutre en carbone au monde d’ici 2025. Nordhavn est une vitrine de l’utilisation créative que fait la ville du chauffage et de l’intégration du réseau intelligent, démontrant les possibilités de fusionner plusieurs sources d’énergie en un tout unifié et efficace.
New York
Afin de réduire les décès, les blessures et les dommages matériels liés à la circulation, l’État de New York pilote un projet de véhicules connectés (CTV). Le réseau CTV, qui est principalement destiné à des raisons de sécurité, repose sur des communications de véhicule à véhicule, de véhicule à infrastructure et d’infrastructure à piéton.
San Francisco
La ville de San Francisco a mis en œuvre le projet pilote de signaux de circulation intelligents dans le but d’améliorer la sécurité routière, de réduire le nombre d’accidents et de raccourcir le temps de réponse des véhicules d’urgence en testant l’utilisation de systèmes de signaux de circulation intelligents multimodaux, de communications dédiées à courte portée, de la priorité aux signaux de transit et de la technologie de préemption des véhicules d’urgence.
L’internet des objets et les villes intelligentes : L’avenir
Dans l’ensemble, les écosystèmes urbains et naturels ont besoin de plus de connectivité, d’inventivité et d’attention aux besoins des personnes qui y vivent. La technologie a joué un rôle essentiel dans la création de réponses aux déclarations de problèmes faites par les gens et les agences gouvernementales, et continuera à le faire. Mais, pour construire ou transformer notre ville en une ville intelligente, nous devons faire plus que simplement régler les problèmes qui existent actuellement. Lorsque l’on envisage l’augmentation de la population que les développements technologiques tendent à provoquer, il est essentiel de comprendre que cela peut entraîner des problèmes tels que des embouteillages et une pénurie de ressources. De nombreuses collectivités locales ont déjà commencé à prendre des mesures en faveur de communautés plus intelligentes en recherchant activement et en adoptant des idées qui améliorent la qualité de vie de tous les citoyens.
Les villes intelligentes ont un énorme potentiel, et leur population est susceptible de se développer dans les prochaines années. Toutefois, il s’agit simplement d’un secteur dans lequel l’internet des objets aura un impact considérable dans un avenir proche.
L’amélioration de la qualité de vie, le maintien de la durabilité et l’optimisation de l’efficacité des ressources ne sont que quelques-unes des nombreuses raisons pour lesquelles il est essentiel de mettre en place des systèmes connectés intelligents pour nos villes.
Ces changements nécessiteront un effort de collaboration de la part du gouvernement, de l’industrie et des particuliers. Cependant, avec les bonnes ressources et infrastructures, les villes intelligentes peuvent utiliser des percées comme l’Internet des objets pour améliorer la vie des résidents et créer des alternatives de logement intégrées pour la population urbaine croissante du monde.
TWI est un leader du marché de la technologie des capteurs, de l’infrastructure électrique et des énergies renouvelables. Tous ces éléments sont importants pour la réalisation d’un avenir plus brillant et plus durable.