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13 nov. 2018

Smart city : les avantages de la ville intelligente

Nul besoin d’être un génie pour saisir tout l’attrait des villes intelligentes. À mesure que les innovations et les champs d’application de l’IoT se développent, les avantages et gains d’efficacité potentiels s’accroissent. Or, s’il y a bien un domaine auquel l’innovation IoT a servi de tremplin, c’est celui des fameuses « smart cities ».

[Une ville est] intelligente lorsque ses investissements en capital humain et social, et dans les infrastructures de communication modernes (TIC [Technologies de l’information et de la communication]) et (de transport) traditionnelles impulsent un développement économique durable et une excellente qualité de vie, sans compter une gestion éclairée des ressources naturelles, le tout via un système de gouvernance participatif.” (source)

Pour faire simple, il s’agit de capitaliser sur les nouvelles technologies de communication pour améliorer les opérations traditionnelles ou créer de nouveaux services. À la clé : des villes plus efficaces, plus économiques et plus sûres. D’ici à 2050, 66 % de la population mondiale devraient vivre dans des zones urbaines. Il est donc plus urgent que jamais d’innover et d’améliorer l’efficacité des villes pour faire face à la surpopulation et optimiser l’allocation des ressources.

Si les villes et les technologies dites « intelligentes » présentent également de nombreux avantages pratiques et économiques, nous nous intéresserons aujourd’hui aux quatre grands domaines dans lesquels elles ont le plus convaincu ces dernières années.

Sécurité

Toutes les villes ont pour priorité d’assurer la sécurité de leurs habitants. Le développement accéléré des « smart cities » devrait permettre aux municipalités de surveiller davantage leurs administrés à l’aide de caméras de vidéosurveillance.

Si la vidéosurveillance n’a rien de nouveau, l’intégration de nouvelles technologies de reconnaissance faciale à ces caméras, pour l’identification d’individus suspects ou dangereux avant ou après les faits, leur offre une nouvelle jeunesse. Outre la reconnaissance faciale, les caméras de vidéosurveillance dernier cri sont également équipées de détecteurs de mouvements et de fumée, et d’alarmes incendie. Elles peuvent évaluer la qualité de l’air, verrouiller et déverrouiller des portes en fonction de leur analyse de la situation, et bien plus encore.

En matière de sécurité, les villes pourraient également mettre en place des lignes téléphoniques d’urgence et des boutons d’alarme pour réduire les délais d’intervention de la police. L’installation de boutons d’alarme fixes à travers la ville permettrait aux forces de l’ordre de repérer précisément leur lieu d’intervention et de manipuler la circulation à l’aide des technologies intelligentes pour arriver plus rapidement à destination. Au bout du compte, la réduction des temps de réponse pourrait minimiser voire éliminer les conséquences habituellement dramatiques de certains événements.

Quelques régions déjà équipées de la sécurité intelligente :

  • Nairobi, Kenya : la ville a implémenté un nouveau réseau de communication qui relie 1 800 caméras de vidéosurveillance à ses 195 postes de police et leurs 7 600 agents.
  • Nanjing, Chine : avant d’accueillir les Jeux asiatiques de la jeunesse en 2013, la municipalité de Nankin, ou Nanjing, a mis en place un système de vidéosurveillance à grande échelle similaire à celui du Kenya, qu’elle a depuis étendu à toute la ville.
  • Shanghai, Chine : depuis que la ville a implémenté un système de vidéosurveillance similaire à ceux de Nairobi et de Nankin, elle a constaté une chute de près de 30 % de son taux de criminalité. Autre progrès : un temps de réponse moyen des forces de police de 3 minutes par incident.
  • Washington, États-Unis : la ville a commencé à utiliser les « capteurs de coups de feu » de ShotSpotter qui avertissent immédiatement les autorités lorsqu’un coup de feu est détecté, sans avoir à être appelées.
  • Arabie saoudite : le pays a adopté un système national d’alertes par SMS qui utilise la fonction GPS des téléphones mobiles pour avertir les personnes qui se trouveraient dans une zone dangereuse ou à proximité d’un incident.

Gestion optimisée des eaux potables et usées

La « smart water », ou gestion intelligente des réseaux d’eau, constitue un thème récurrent des villes intelligentes. Ici, on est loin de la fameuse bouteille d’eau officielle de l’Équipe de France de Football ! Ce concept désigne « une infrastructure de gestion des eaux potables et usées qui garantit une gestion efficace et efficiente [de l’eau] et de l’énergie utilisée pour la transporter ».

Parmi les nombreux problèmes actuels liés à la gestion des eaux figurent les pertes d’eau dues à des fuites ou obstructions inconnues, la surconsommation par rapport au volume d’eau requis pour compléter une tâche donnée, une qualité de l’eau insatisfaisante pour des raisons non identifiées, ou encore la consommation d’énergie nécessaire au transport des eaux potables et usées.

Les systèmes de gestion intelligente de l’eau intègrent notamment des réseaux de distribution intelligents (« smart grid » en anglais), qui veillent à la disponibilité et à la potabilité de l’eau. Ces réseaux permettent aux professionnels du secteur de surveiller plus précisément la quantité d’eau transportée afin d’allouer les bons volumes à chaque usage. Ils leur permettent également de tester la qualité de l’eau afin de s’assurer qu’elle sera toujours potable une fois arrivée à destination.

Autre solution « smart water » : les compteurs intelligents. Contrairement aux compteurs manuels, ils sont mieux à même de détecter les faibles débits d’eau dans les canalisations et les éventuels reflux qui risquent d’altérer le fonctionnement du système.

Enfin, les pompes et vannes intelligentes peuvent adapter leur taux d’activité aux conditions ambiantes et aux informations fournies par leurs capteurs. Les pompes à vitesse variable sont capables d’analyser les données des capteurs pour pouvoir ralentir ou accélérer leur fonctionnement selon ces conditions. De la même façon, les vannes intelligentes adaptent les débits ou bloquent l’eau dans les canalisations en fonction des besoins. À la clé : une réduction des gaspillages d’eau et d’énergie pour chaque processus et des gains d’efficacité.

Cas d’utilisation concrets des technologies « smart water » :

  • Baltimore, États-Unis : la ville a installé et automatisé plus de 408 000 compteurs d’eau intelligents afin de repérer les consommations élevées, les fuites et les détournements, en permettant également aux usagers de suivre leur propre consommation.
  • Pays-Bas : le pays a équipé ses digues de capteurs et installé des stations de pompage. Il combine les données ainsi obtenues avec des modèles météorologiques afin de prédire et combattre les effets des inondations et des sécheresses dans la région.
  • Castellón de la Plana, Espagne : la ville installe actuellement 30 000 compteurs d’eau intelligents, capables de communiquer entre eux et d’ajuster les débits en fonction des besoins afin de maintenir l’efficacité du réseau tout en consommant nettement moins d’énergie que les compteurs traditionnels.

Meilleure visibilité sur les problèmes de circulation/d’infrastructure

Dans de nombreuses villes intelligentes, on utilise des capteurs embarqués pour surveiller certains modèles de trafic routier et zones d’embouteillages courantes — ce qui représente un avantage important. Les données collectées peuvent simplement mettre en évidence une zone de freinage récurrent indiquant un trafic dense, la présence d’un danger dans cette zone, ou encore les intersections à réaménager dans l’intérêt des administrés. Les intersections où se concentre un certain nombre d’accidents peuvent faire l’objet d’une surveillance accrue et être ainsi réaménagées afin de fluidifier la circulation. Les conducteurs peuvent par exemple souffrir d’une mauvaise visibilité à un carrefour, ne leur laissant que peu de temps pour réagir et éviter une collision.

Outre l’amélioration de la circulation, les technologies intelligentes permettent de détecter l’éventuelle détérioration des équipements comme les feux de signalisation et les panneaux lumineux pour les piétons, ou encore l’effet du trafic sur l’environnement. Ainsi, à Las Vegas aux États-Unis, la ville a fait installer une série de capteurs aux intersections qui mesurent les taux de CO2 dans l’air et détectent les schémas de trafic routier apparents. L’objectif : déterminer si le fait pour un feu de passer plus rapidement au vert contribue à raccourcir le temps d’arrêt des véhicules et l’émission inutile de gaz d’échappement.

Transports

Dans toutes les villes, l’efficacité du transport de marchandises, de services et de personnes est un point essentiel. Temps d’arrêt trop longs des véhicules sur la route, dépendance excessive aux voitures personnelles... qui dit transports inefficaces, dit hausse des émissions nocives. C’est pourquoi de nombreuses villes se tournent vers les technologies intelligentes dans l’espoir d’optimiser les trajets et de fournir des alternatives aux citadins.

Pour y parvenir, elles s’appuient notamment sur des applications mobiles capables d’estimer les temps de trajet en train, en bus et via d’autres moyens de transport public. Ces applications doivent savoir estimer les temps de transport pour chaque itinéraire et proposer des trajets alternatifs à travers la ville en fonction de la circulation à un instant T. Cette simple initiative peut faire toute la différence dans le choix d’utiliser les transports en commun plutôt que la voiture.

Autre grande tendance des villes intelligentes : le passage aux véhicules électriques (VE). Ces véhicules éliminent les émissions habituellement générées par les véhicules essence. Pour encourager l’utilisation de ce type de véhicules, de nombreux pays créent de véritables «?stations-service électriques?» avec bornes de recharge pour VE dans les quartiers clés de leurs villes. Les métropoles sont par ailleurs de plus en plus nombreuses à proposer la location de vélos en libre-service (souvent via des applications mobiles) comme alternative aux transports générateurs d’émissions. Sur le long terme, ces deux alternatives réduiront la pollution de l’air causée par les villes et bénéficieront à tous.

Perspectives

Les villes intelligentes commencent tout juste à être reconnues pour leurs innombrables avantages. Elles représentent un investissement pour l’avenir, synonyme d’efficacité, de développement durable et de qualité de vie. Dans un monde toujours plus connecté, les collectivités locales ont tout intérêt à rejoindre l’avant-garde de ce mouvement afin d’en bénéficier comme beaucoup d’autres avant elles. Des téléphones aux villes, en passant par l’eau, les technologies intelligentes changent le monde. À charge pour ses habitants de s’adapter.

L’équipe IoT de GlobalSign travaille actuellement avec des entreprises spécialistes de la «?smart city?». GlobalSign répond ainsi à leurs besoins de solutions PKI pour accompagner les collectivités dans la sécurisation et l’optimisation de leur infrastructure connectée.

À propos de l’auteur

L’été dernier, Ian Low a mis ses qualités rédactionnelles à profit et a découvert l’univers de la cybersécurité à l’occasion de son stage chez GlobalSign.

par Ian Low

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