La technologie derrière les villes intelligentes et l’entretien nécessaire pour les garder connectées

Alors que la 5G redessine radicalement nos villes, la mise à profit de technologies de modélisation de l’information urbaine pour rendre les choses plus intelligentes est une tendance croissante. Les promoteurs des grandes villes du monde entier cherchent à construire des sociétés durables et écologiques où il fait bon vivre et travailler.

Capteurs

La première étape pour construire une ville plus intelligente consiste à doter le mobilier urbain et les infrastructures de capteurs afin qu’ils puissent tous être interconnectés. Les abribus, les lampadaires, les panneaux d’affichage, les bancs publics et même les poubelles ont le potentiel de devenir des systèmes « intelligents » au service du bien commun. Nous voyons rapidement apparaître la ville du futur proche.

Les infrastructures urbaines et le mobilier urbain sont chacun chargés d’une multitude de capteurs, qui doivent tous faire l’objet d’une maintenance prédictive. Associé à l’intelligence artificielle, l’Internet des objets (IdO) ouvre la voie à une maintenance prédictive qui peut anticiper les pannes avant qu’elles se produisent. Grâce à l’innovation technologique, les professionnels de l’entretien des villes n’ont plus à faire des aller-retour pour déceler un problème qui doit être corrigé ici ou remplacer une ampoule là. Au lieu de cela, ils peuvent voir le problème en un seul endroit, sur leur écran.

Maintenance prédictive

La maintenance prédictive repose sur une comparaison entre l’état de santé en temps réel de l’équipement et son historique. En analysant les écarts de performance, on peut détecter rapidement les signes avant-coureurs de problèmes. Si une pièce d’équipement présente des signes d’usure, on peut planifier et prévoir son remplacement dès que possible. De même, si on détecte une fuite dans un réseau de distribution d’énergie, par exemple, le technicien approprié sera alerté et envoyé sur place immédiatement.

Cependant, les capteurs ne sont pas la seule technologie qui peut rapporter l’information aux services d’entretien municipaux. Certaines villes d’Amérique du Nord ont installé des codes QR sur le mobilier urbain afin que les citoyens puissent simplement balayer le code à partir de leur téléphone intelligent pour signaler une panne ou un dommage et participer activement à la qualité des services publics.

L’hyperviseur : le cœur de la ville intelligente

Un hyperviseur est comme une tour de contrôle pour la ville intelligente et c’est le cœur de tout le système. Ce poste de pilotage de surveillance recueille toutes les données sur le terrain et les utilise pour contrôler l’équipement de la ville et assurer une coordination entre les services. Pour augmenter la réactivité, on peut modéliser des scénarios potentiels au sein du système afin qu’il fonctionne de façon semi-autonome.

Prenons l’exemple d’une fuite de gaz dans un quartier de banlieue. Chaque second compte. L’hyperviseur donnera accès aux caméras de surveillance et aux feux de circulation sur place afin de réserver une voie pour les véhicules de service d’urgence et de faciliter la gestion des opérations de terrain en cas de fuite de gaz dangereuse.

Renforcer la résilience des villes

Incendies, inondations, tremblements de terre, vagues de chaleur, attaques terroristes et cyberattaques nous rappellent que nos villes sont vulnérables. Avec le changement climatique, la pression démographique et la mondialisation, ces phénomènes devraient se multiplier.

Cela soulève la question de la résilience urbaine, en particulier la capacité d’une ville de maintenir des services essentiels, même s’ils ne sont que partiels. Les stratégies décrites par les villes membres du Réseau des villes résilientes, une initiative de la Fondation Rockefeller, montre que le salut des villes passe essentiellement par le numérique.

Les outils de modélisation de l’information jouent un rôle important 

La technologie de la 5G est déjà disponible, et, grâce à sa vitesse supérieure à celle de la lumière de plusieurs gigabits par seconde et à sa latence inférieure à une milliseconde, elle permettra d’améliorer davantage la performance du réseau. Par exemple, en augmentant la couverture du réseau et en l’étendant à l’intérieur des immeubles, la 5G permet de faire face à l’explosion des objets communicants dans les villes intelligentes.

Grâce à la modélisation de l’information urbaine, les villes intelligentes peuvent également interagir avec l’infrastructure privée, parce que le modèle associe les données de terrain provenant du Système d’information géographique (SIG) avec les données du système de modélisation des données d’un bâtiment.

Ce système crée un jumeau numérique d’un bâtiment. Ce modèle virtuel permet de détecter plus rapidement les pannes et réduit le temps d’intervention des techniciens. La modélisation des données d’un bâtiment relie les infrastructures publiques et privées pour améliorer la circulation de l’information entre les diverses parties prenantes qui jouent un rôle dans l’entretien des villes intelligentes.

Même avant la construction du bâtiment, la modélisation peut être utilisée pour le projeter dans son environnement urbain futur. Ainsi, les équipes d’intervention sur le terrain pourront rapidement accéder au bâtiment en cas d’urgence. Avec la modélisation de l’information urbaine, ces équipes disposent de tous les renseignements dont elles ont besoin pour exécuter leurs tâches d’entretien et de réparation.

La possibilité d’une “Ville Google”

Sidewalk Labs, une filiale de Google, expérimente ce qui pourrait être une ville « axée sur les données » dans un quartier de Toronto, pour le meilleur ou pour le pire. Dans cette « ville Google », une multitude de capteurs enregistrent chaque mouvement dans le quartier en temps réel. Des systèmes d’intelligence artificielle analysent les comportements et les utilisations, donnant corps au rêve (ou au cauchemar) d’une ville entièrement administrée au moyen de données.

Des cartes d’identité pour l’infrastructure municipale

Dans les villes intelligentes, chaque élément d’infrastructure possède une carte d’identité avec sa géolocalisation et son histoire. En cas de défaillance, les employés de la ville sont avisés immédiatement et peuvent accélérer le service. Les équipes sur le terrain reçoivent une liste des tâches à accomplir sur leur appareil mobile et peuvent rapidement envoyer une notification une fois le travail terminé.

Les analyses et les rapports générés à l’aide de logiciels aideront aussi à optimiser le fonctionnement de l’équipement à des fins environnementales. L’éclairage le long des routes peut être réduit en fonction du niveau de circulation. Le passage à l’éclairage à DEL à lui seul devrait générer plus de 65 % d’économies d’énergie sur 12 ans.