Conférence d'Isam Shahrour à l'Ecole Nationale Polytechnique d'Oran sur le thème de la Smart City en 3 questions :Pourquoi ?Concept? Quel retour d’expérience ?

1. • Pourquoi
?
• Concept?
• Quel
retour
d’expérience
?
Isam
Shahrour,
professeur
Lille1/Polytech’Lille
Responsable
du
projet
SunRise-­‐
Smart
City
Oran,
Algérie,
27
Septembre
2015
La
Smart
City
«
Solu3on
innovante
pour
la
ville
»
en
3
ques3ons:

2. Projet
de
recherche
structurant
sur
la
«Ville
de
demain»?
2010

3. La
Technologie
Numérique
a
révoluKonné
et
conKnue
à
révoluKonner
de
nombreux
secteurs
:
musique,
photo,
édiKon,
tourisme,
distribuKon,
banque,
ndustrie,…
Quel
peut
être
son
apport
à
la
ville
?
Constat
Ville
Technologie
Numérique
Difficultés

4. Collec3vités
:
• AMGVF
• Région
NPdC
• Lille
Métropole
•
ArtoisComm
Interna3onal:
• W-­‐Smart
• Villes
• Opérateurs
• Académiques
(NYU,
KWR
Opérateurs
:
• Suez/Eaux
du
Nord
• Eaux
de
Paris
• Veolia
• Dalkia,
ERDF
• Eiffage
Energie
• IBM,
Orange,..
Laboratoires:
• Ingénierie,
STIC,
• Sciences
sociales
Forma3on
• Master
interna3onal
•
Mastère
CréaCity
Start-­‐ups
:
• Stereograph,
NooliTc,
•
Inodesign,
Calmwater
Centres
d’innova3on
(Numériques),
• Clusters
(ubiquitaire,..)
• CITC

5. 4
ans
après,…
• Un
projet
de
très
grande
visibilité
au
niveau
naKonal
et
internaKonal
• Large
partenariat
public
privé,
naKonal
et
internaKonal
• Modèle
pour
les
autres
universités
et
pour
d’autres
systèmes
urbains
(ville,
quarKer,..)

6. Contrat
de
plan
Etat
-­‐
Région
CPER
(2015
–
2020)
«Territoire
catalyseur
d’innova3on»

7. Créa3on
d’un
centre
d’exper3se
et
de
conseil
«
Smart
City
»
aux
collec3vités
et
aux
maitres
d’ouvrages

8. • Pourquoi
?
• Concept
de
la
Smart
City?
• Quel
retour
d’expérience
?
La
Smart
City
ville
»
en
3
ques3ons

9. Ville
• QuarKer
• Parc
de
BâKments
• BâKment
• Réseau
(eau,
électricité,
gaz,..)
• Service
(transport,
déchet,..)
Intelligente
SoluKon
«innovante
»
Intérêt
«collecKf
»
• Environnement
• Société
Défis,
difficultés,
ambiKons

10. Défis
de
la
ville
• Croissance
démographique
• Qualité
de
vie
–
accès
aux
services
urbains
• Les
Infrastructures

11. Développés
En
voie
de
développement
Urbain
En
voie
de
développement
Rural
Croissance
démographique

12. En
2030:
• Près
de
2
milliards
de
nouveaux
résidents
dans
les
villes.
• Besoin
de
400.000
km2
de
construcKon
en
zone
urbaine
(doublement
de
la
surface
construite
dans
le
monde)

13. Tau
de
dépendance
:
Popula3on
hors
âge
de
travail/popula3on
en
âge
de
travail
Vieillissement
de
la
popula3on

14. Tau
de
dépendance
Vieillissement
de
la
popula3on
2010
2030
2050
Le
Japon

15. Tau
de
dépendance
:
Vieillissement
de
la
popula3on
60

16. Pourquoi
?
Défis
de
la
ville
• Croissance
démographique
• Qualité
de
vie
–
accès
aux
services
urbains
• Les
Infrastructures

17. • 1
milliard
sans
accès
aux
services
d'eau
potable
• Fuite:
50%
dans
certaines
villes
• Grande
dégradaKon
de
la
qualité
Eau
potable

18. • 2,4
milliards
sans
accès
au
service
d’assainissement
• InondaKon,
polluKon,
santé
publique
Assainissement

19. Transport
:
Des
heures
dans
les
bouchons
:
perte
de
temps,
consomma4on
d’énergie,
émission
de
pollu4on
Sécurité

20. Pollu3on
de
l’air
OMS
:
PolluKon
de
l’air
tue
près
de
7
millions
chaque
année

21. La
ville
:
80%
du
gaz
à
effet
de
serre
Réchauffement
Clima3que

22. La
précarité
-­‐
Les
bidonvilles
La
popula3on
dans
les
bidonvilles:
• Près
de
780
million
en
2000
• 900
and
1,500
million
en
2020
Bidonville
de
Bombai
:
Près
d’un
million

23. Pourquoi
?
Défis
de
la
ville
• Croissance
démographique
• Qualité
de
vie
–
accès
aux
services
urbains
• Les
Infrastructures

24. Infrastructures urbaines

25. Electricité
:
• Ligne
haute
tension:
600
000
km
• Ligne
basse
tension:
670
000
km
• Transformateur:
726
000
Bâ3ment
et
infrastructures
en
France
Eau
:
• Réseau
d’eau
portable
:
1
050
000
km
• Réseau
d’assainissement
:
370
000
km
(un
patrimoine
de
près
de
200
milliards
€)
Logement
:
Près
de
34
millions

26. 80%
(France)
Vieillissement
des
infrastructures

27. 10
mars
2015
Vieillissement
des
infrastructures
En
France
:
Un
pont
est
fermé
chaque
jour

28. Vieillissement
des
infrastructures
Aux
Etats
Unis
(ASCE,
2013):
• Infrastructures
fortement
dégrées
(D+)
• Besoin
:
$
3.6
Billions
d’invesKssement

29. Pays
en
voie
de
développement
:

30. Besoin
annuel
en
inves3ssements:
1,8
à
2,3
trillions
Transport
Electricity
Water
Telecom

31. • Pourquoi
?
• Concept
de
la
Smart
City?
• Quel
retour
d’expérience
?
La
Smart
City
ville
»
en
3
ques3ons

32. La
ville
Popula3on
:
• Croissance
(explosion)
• Vieillissement
Services
urbains
défaillants:
• Transport
• Eau,
Energie
• Déchets
• Télécom
Pollu3on
• Santé
publique
• Réchauffement
climaKque
• Disponibilité
des
ressources
Infrastructures:
• Vieillissement
• Absence
Exigence
accrue
:
• PopulaKon
• Environnementale
Crise:
• Economique
• Sociale
• Financement

33. Croissance
urbaine
Patrimoine
Vieillissement
Pollu3on
Gouvernance
Socio-­‐responsable
Eco-­‐responsable
Future
généra3on
Crise
financière
Transformer
la
ville
Révolu3on
Numérique
?

34. Révolu3on
numérique
• Accès
internet
• Réseaux
sociaux
• Téléphone
portable
• Internet
des
objets

35. Chaque
objet
• IdenKfiant
unique
• Localisé
Internet
des
objets
Peut
effectuer
:
•
Des
mesures
•
Stockage
de
données
•
Analyse
(intelligence
embarquée)
•
CommunicaKon
avec
d'autres
«objets»

36. Internet
des
objets

37. Capteurs
et
ac3onneurs
intelligents

38. Concept
«
Smart
City
»
Comment
gérer
d’une
manière
op3male
un
système
très
complexe
(la
ville)
qui
est
cons3tué
de
plusieurs
systèmes
(système
de
système)
?
Deux
piliers
:
• ExploitaKon
opKmale
des
données
(la
connaissance)
• Partage
acKf
de
la
connaissance
et
de
la
décision
(L’intelligence
collecKve)

39. Concept
«Smart
City
»
Numériser
les
données
de
patrimoine
•
Réseaux
(SIG)
•
Bâ3ments
(BIM)

40. Concept
«
Smart
City
»
2)
Instrumenter
le
patrimoine
Données
de
fonc3onnement
1)
Numériser
les
données
de
patrimoine
•
Réseaux
(SIG)
•
Bâ3ments(
BIM)

41. Concept
de
Smart
City
3)
Collecter
les
données
d’usage
2)
Instrumenter
le
patrimoine
:
Données
de
fonc3onnement
1)
Numériser
les
données
de
patrimoine
•
Réseaux
(SIG)
•
Bâ3ments(
BIM)
Système
d’informa3on

42. Concept
de
Smart
City
• Stocker
• Analyser
• Commander
• Sécurité
• OpKmisaKon
Système
d’informa3on

43. Concept
de
Smart
City
• Stocker
• Analyser
• Commander
Système
d’informa3on
Partager
Décider

44. • Pourquoi
?
• Concept
de
la
Smart
City?
• Quel
retour
d’expérience
?
(Projet
SunRise
Smart
City
»
La
Smart
City
ville
»
en
3
ques3ons

45.
Projet
SunRise
Smart
City

46. Expérimenta4on
(Démonstrateur)
Implémenter
dans
la
ville
?

47. Collec3vités
:
AMGVF
LMCU,
Région,
ArtoisComm
Interna3onal:
W-­‐Smart
New
York
University
Pays
Bas
(Vitens)
Grande
Bretagne
(Thames)
Espagne
(Acciona)
Opérateurs
:
• Eaux
du
Nord/Suez
• Eaux
de
Paris
• Dalkia
• ERDF
• Eiffage
Energie
• Lille
Métropole
Habitat
Laboratoires
de
recherche
:
Ingénierie,
STIC,
Sciences
sociales
Forma3on
:
Master
(…),
Mastère
CréaCity
Diplômes
d’ingénieurs
Centres
d’innova3o,
pole,…
Pole
Ubiquitaire
CITC
–EURARFID
PRN
Starts-­‐ups
:
Stereograph,
NooliTc,
Inodesign,
Calmwater,
Planete
oui,
IXsane
Projet
SunRise
:
large
partenariat

48. Pe3te
ville
(110
Hectares)
• 25
000
usagers
• 140
bâKments
(320
000
m2)
• 100
km
de
réseaux
urbains
Projet
SunRise
«Cité
Scien3fique»

49. C1
–
Chimie
(1966)
Polytech’Lille
(2000)
IUT
(2006)
Learning
Center
(2016)
BâKment
D
(RénovaKon
/Extension,
2019)

50. 100
km
de
réseaux
urbains
• Eau
potable
• Assainissement
• Chauffage
urbain,
• Gaz
• Électricité
(HT,
BT)
• Eclairage
public
• Voiries

51. Plateforme
de
pilotage
Système
d’informa3on
• Données
de
patrimoine
(SIG)
Ou3ls
d’analyse
Communica3on
Serveur
web
• Equipes
Techniques
• Equipes
de
ges3ons
• Usagers
• Equipes
Académiques
Architecture
du
système
«SunRise
»
Communica3on
:
• Réseaux
filaires
• Réseaux
sans
fils
• Bâ3ments
• Réseaux
urbains
Mesure
et
contrôle
des
infrastructures
• Mesures
capteurs
Autres
Données
• Environnement
• Transport
• ISecours
• Autres
données

52. Travail
réalisé
1)
Système
d’informa3on
:
• Réseaux
urbains
et
bâKments
dans
un
SIG
(80
%
du
patrimoine)
• InstrumentaKon
des
réseaux
• Collecte
des
données
de
foncKonnement
2)
Analyse
des
données
3)
Premiers
résultats
et
recommanda3ons

53. Système
d’informa3on
On
dispose
d’un
système
d’informa3on
géo-­‐localisée
(SIG)
et
vérifiée
sur:
• L’ensemble
des
infrastructures
• Leurs
équipements
• Les
données
de
maintenance

54. Système
d’informa3on
Assainissement

55. Réseau
d’eau
Intelligent

56. Réalisa3ons:
Chaire
InternaKonale
(Région)
Chaire
industrielle
(Eaux
du
Nord
/Suez)
Projets
INCOM
et
Bio
Smart
(Eaux
du
Nord,
CEA-­‐LIST,
Eaux
de
Paris,
W-­‐Smart,
Vitens)

57. TWUL
Demo
site
London
Smart
Caceres
Caceres
VIP
Leeuwarden
Sunrise
Lille
Projet
Européen
SmartWater4Europe

58. • 90 compteurs télé-relevés
• 6 Capteurs de pression
16
km
de
réseaux
Réseau
d’eau

59. Consomma3on
bâ3ment
P2
-­‐
Mai
2014

60. Intellisonde
Qualité:
contrôle
en
temps
réel

61. Pilote
en
laboratoire
:
qualifica3on
et
recherche

62. 108
UFC/ml
107
UFC/ml
108
UFC/ml
108
UFC/ml
107
UFC/ml
107
UFC/ml
Injec3on
of
E.
Coli
105
CFU/ml
106
CFU/ml
107
CFU/ml
108
CFU/ml
Turbidity
(S:Scan)

63. Chauffage
Urbain

64. SunRise
Site pilote de la ville
intelligente et durable
Réseau
d'eau
Système
de
chauffage
Produc3on
de
la
chaleur
Réseau
primaire
Réseau
secondaire

65. Sta3ons
d’échange
-­‐ Mesure
des
consomma3ons
et
des
paramètres
de
pilotage
-­‐ Pilotage
local
Réseau
primaire
Réseau
secondaire

66. Exemple
de
mesure:
Bâ3ment
«M1»
Consomma3on
Température
extérieure

67. Courbe
de
chauffe
Jours
de
la
semaine
Consomma3on
Température
extérieure

68. Synthèse:
On
peut
améliorer
d’une
manière
sensible
les
performances
du
système
de
chauffage:
-­‐ Améliorer
certains
équipements
techniques
(traitement
d’air,..)
(Energie
et
Santé..)
-­‐ Moderniser
le
système
de
régula3on
(Smart)
-­‐ Intégrer
l’occupa3on
des
locaux
dans
la
ges3on

69. Décisions:
2)
Lors
du
renouvellement
du
contrat
de
chauffage
(2016)
• Passer
à
un
réseau
de
chauffage
intelligent
(Economie
de
l’ordre
de
20%)
• InvesKssement
important
(équipement,
régulaKon,..)
financé
par
les
économies
1)
Mise
en
place
d’une
cogénéra3on
(2015)

70. Réseau
Electrique

71. Réseau
Electrique
A2
M6
HT:
20
kV
LT:
380
V
Supply
FAULT!!
A2

72. Building
C4
Month
Consump3on
[kWh]
January
58,969
February
59,275
March
68,045
April
64,659
May
65,339
June
66,324
July
65,984
August
51,273
September
59,666
Total
559,534
kWh
1
800
1
900
2
000
2
100
2
200
2
300
2
400
Saturday,
March
Monday,
March
Wednesday,
Friday,
March
07,
Sunday,
March
Tuesday,
March
Thursday,
March
Saturday,
March
Monday,
March
Wednesday,
Friday,
March
21,
Sunday,
March
Tuesday,
March
Thursday,
March
Saturday,
March
Monday,
March
0
20
40
60
80
100
120
03/01/14
03/03/14
03/05/14
03/07/14
03/09/14
03/11/14
03/13/14
03/15/14
03/17/14
03/19/14
03/21/14
03/23/14
03/25/14
03/27/14
03/29/14
03/31/14
kWh
Hourly
Consump3on
[March
2014]
0
10
000
20
000
30
000
40
000
50
000
60
000
70
000
80
000
kWh
Monthly
Consump3on
[March
2014]
Daily
Consump3on
[March
2014]
kWh

73. Demande
de
charge
0
1
000
2
000
3
000
4
000
5
000
6
000
Friday,
March
01,
2013
Monday,
April
01,
2013
Wednesday,
May
01,
2013
Saturday,
June
01,
2013
Monday,
July
01,
2013
Thursday,
August
01,
2013
Sunday,
September
01,
2013
Tuesday,
October
01,
2013
Friday,
November
01,
2013
Sunday,
December
01,
2013
Wednesday,
January
01,
2014
Saturday,
February
01,
2014
Saturday,
March
01,
2014
Tuesday,
April
01,
2014
Consump3on
]kWh]
Date
Fixed
Demand
Charge
V.S.
Real
Demand
Charge

74. Suites
:
• Analyse
des
réseaux
secondaires
•
VérificaKon
dans
les
bâKments
• RecommandaKons
«travaux»
• ProgrammaKon
du
foncKonnement
de
certains
équipements
??
• Réduire
la
puissance
souscrite
??

75. Suites
:
En
2016
:
Rénova3on
de
l’éclairage
public
(Smart
Système)
Economie
de
40
à
50
%

76. Logement
social

77. Logement
social
en
France
:
4,8
millions
d’unités
Qualité
de
Construc3on

78. Comment
la
technologie
«
Smart
»
peut
aider
à
:
-­‐ Réduire
les
consommaKons
des
charges
-­‐ Améliorer
le
cadre
de
vie
-­‐ Développer
de
nouveaux
services

79. Cahier
des
charges
LMH/LGCgE
• Suivre
en
temps
réel
Ø Les
paramètres
de
confort:
• Température
• Humidité
• Qualité
de
l’air
• Luminosité
• Bruit
Ø Les
consomma3ons:
• Électricité
• Chauffage
• Eau
Ø D’autres
paramètres:
• Présence
• Ouvertures
• Alarme
incendie

80. Système
d’instrumentaKon
:
ConcepKon,
fabricaKon
et
intégraKon

81. T
=
19°
H
=
45%
T
=
19°
H
=
45%
Qualité
=
A
T
=
19°
H
=
45%
T
=
19°
H
=
45%
19:35
T
=
19°
H
=
45%
Consomma3on
• Electricité
• Eau
Froide
• Eau
Chaude
Actuellement
Historique
Commande
Alertes
Analyses
Interface
convivial

82. Appartement
pédagogique

84. Réseaux
urbains:
• Réseau
d’assainissement
• Eclairage
public
Développements
en
cours
ou
à
venir
CROUS
:
• Résidences
universitaires
• Restaurant
Universitaire
Réseau
social
(SunRise)
• Nouveaux
services,
informa3ons,..
• Interac3on
avec
les
usagers
• sensibilisa3on,..

85. Forum
SUNRISE
–
Smart
City
Lille
–
2015
Le
rendez-­‐vous
InternaConal
des
acteurs
de
la
Smart
City
9
–
10
Novembre
Cité
ScienCfique,
Polytech’Lille,
France