Note Exploratoire «La ville intelligente et l industrie» Isabelle Gallaga Blettery Juillet 2013
La ville intelligente et l industrie Introduction Les villes sont aujourd hui poussées par les contraintes économiques et de développement durable à adopter des technologies innovantes afin d optimiser la gestion des services urbains (lutte contre les émissions de CO², économie et meilleure gestion des ressources, diversification de l offre de transport afin de fluidifier les déplacements), améliorer la qualité des services rendus aux usagers et créer de nouvelles formes de croissance économique. Les termes pour désigner la ville intelligente sont nombreux : «smart city», ville numérique, «green city», écocité, ville durable. La ville intelligente traduit une dynamique actuelle d innovation urbaine, où les initiatives publiques, entrepreneuriales et individuelles s appuient largement sur le numérique pour créer de nouvelles formes de régulation de la ville. 2 Les caractéristiques de la ville intelligente reposent essentiellement sur les piliers suivants : - Une approche systémique de la ville : il s agit de dépasser les approches sectorielles séparant les différentes composantes traitées par silos (transport, énergie, eau, etc.) pour mettre l accent sur les synergies, rendues possible par le développement du numérique et de les articuler au sein d un système d information intégré et évolutif ; - Un objectif de sobriété dans l utilisation des ressources : les nouvelles technologies de l information et de la communication (NTIC) ainsi que de nouveaux procédés industriels permettent une optimisation des énergies par le contrôle des consommations et l intégration des énergies renouvelables ; - Un usager au cœur des dispositifs : le citoyen usager devient lui-même producteur d informations en opérant un retour d expérience sur l état de fonctionnement des services urbains et est en relation croissante avec le politique ; - Un projet collaboratif impliquant les différents acteurs du territoire (entreprises, citoyens, partenaires académiques et institutionnels) ; - Des expérimentations en conditions réelles à différentes échelles territoriales, allant jusqu au quartier complet, visant à faire la preuve par l usage, à tester des solutions innovantes et à vérifier leur fiabilité technologique et leur modèle économique. Les expérimentations en cours Selon le cabinet ABI Research, 8,1 milliards de dollars ont été dépensés en 2010 pour la création de technologies dédiées aux villes intelligentes ; ce chiffre passera à 39,5 milliards de dollars en 2016. Il existe déjà une centaine de projets dans le monde, parmi lesquels on peut citer les principales expérimentations suivantes. A l international PlanIT Valley (près de Porto) : à partir de 2015, une nouvelle cité numérique, partenariat entre Microsoft, Cisco et Philips, hébergera 150 000 habitants et 100 millions de capteurs pour une surveillance en temps réel des flux (énergie, transports, eau) ; Songdo (près de Séoul) sera en 2015 la première ville «ubiquitaire» ou hyperconnectée du monde (concept de «U-city»), avec des écrans plats communicants installés dans les appartements et une production de CO² quasi nulle ; ce projet est porté par des promoteurs immobiliers (Gale International, Morgan Stanley Real Estate), des acteurs du BTP (OSCO E&C) et des NTIC (Cisco, LG) ; Cite (USA) : il s agit de créer une ville virtuelle, réplique de la ville de Rock Hill (65 000 habitants), destinée à être un laboratoire grandeur nature pour les industriels afin de tester leurs nouvelles technologies ;
Ile de Malte : un projet de gestion intelligente de I eau et de l électricité, basé sur le déploiement en 2006 de 250 000 compteurs intelligents par IBM, a permis une économie de 20 à 25% ; Amsterdam : modèle mondial de ville intelligente avec une structure de gouvernance («Amsterdam Innovation Motor») alliant des structures à but non lucratif et des partenariats publics-privés (avec Cisco ou Accenture) ; grâce à l emploi des NTIC et à de multiples expérimentations urbaines («living labs»), Amsterdam s est imposée comme pionnière des méthodes innovantes pour réduire les émissions de CO² tout en favorisant la mobilité de ses citoyens, en réduisant notamment les déplacements par le développement de centres de télétravail à proximité des zones d habitat ; Rio a mis en place un centre opérationnel de gestion de la ville en 2011, avec IBM et Oracle, visant à l origine à gérer les catastrophes naturelles, puis étendu afin de répondre aux problématiques quotidiennes de gestion des fuites d eau, des transports publics et de la circulation automobile. En France «IssyGrid» (Issy-les-Moulineaux) est un projet de pilotage de la consommation électrique au sein de deux quartiers de la ville, intégrant aussi l éclairage public en fonction de la circulation et un dispositif de véhicules électriques, capable de réinjecter du courant sur le réseau lors des pics de consommation ; Le projet de Nice compote trois volets : un système de multimodalité permet de connaître les places libres par le biais du téléphone mobile grâce à l intégration de capteurs dans la chaussée des parkings et d informer les voyageurs à partir des horodateurs sur les horaires des bus et locations de vélo à proximité ; «Nice Monitoring urbain» est un outil de mesures et d évaluation des principales données environnementales ; la construction d îlots démonstrateurs intègre quant à elle les smart grids 1 et des dispositifs de recharge pour les véhicules électriques. En Rhône-Alpes Le projet «GreenLys» (à Grenoble et Lyon) va tester le fonctionnement d un réseau électrique intelligent dans sa globalité en créant un démonstrateur grandeur nature qui intègre le consommateur, les installations d énergies renouvelables (photovoltaïque, hydroélectricité, etc.), les véhicules électriques et les compteurs communicants Linky ; il s agit d une expérimentation sur quatre ans impliquant à ce jour 1 000 foyers-testeurs et 40 sites tertiaires ; Le projet EcoCité «Grenoble Presqu île» dispose d un volet «énergie décarbonée et maitrisée» avec un réseau mutualisé d eau tempérée alimenté par les sources renouvelables basses températures, un réseau électrique intelligent, une centrale photovoltaïque intégrée en toiture du Synchrotron de l ESRF, une microcentrale hydroélectrique sur le Drac et un éclairage public actif ; un volet «mobilité» avec le Pass Mobilité qui donnera accès en temps réel en fonction du trafic, par internet et téléphone portable, à tous les services de nouvelles mobilités et un volet «logement» avec la construction d îlots urbains intégrés à énergie positive (îlots Cambridge) ; «Optimod Lyon» est un projet de recherche et développement (R&D) dont le cœur est une centrale de mobilité rassemblant les données collectées à partir de capteurs (solution développée par la société Citiway et gérée par le Grand Lyon) et qui proposera des services tels que le GPS multimodal prédictif en temps réel (1ère mondiale), la gestion des réseaux de carrefours à feux selon la prédiction du trafic ou l optimisation des tournées de fret en fonction de l état de la voirie, de la circulation et des transports disponibles ; le projet OptiCities doit permettre de décliner la solution à d autres villes européennes ; «Citylog» (Lyon) est un outil de guidage sur smartphone visant à décongestionner la distribution urbaine de marchandises grâce à des conteneurs modulaires et à des consignes permettant de livrer les points de vente en dehors des heures de pointe ; Le démonstrateur «Lyon Smart Community» : le nouveau quartier Lyon Confluence a été choisi par le NEDO, homologue japonais de l Agence de l environnement et de la maîtrise de l énergie (ADEME), qui a investi 60 millions d euros pour en faire son terrain d expérimentation européen. Il comprendra quatre volets 3 1 Les réseaux électriques intelligents ou «smart grids» en anglais sont des réseaux augmentés de systèmes informatifs permettant d optimiser la production, le fonctionnement et la distribution des ressources, par le biais de dispositifs de mesure en temps réel et de contrôle de la consommation d énergie et une surveillance accrue des pertes liées aux vieillissement des réseaux.
: des bâtiments à énergie positive (ilôt Hikari) et un système de gestion en temps réel et de rééquilibrage de l énergie au sein du quartier (entre les habitations, les commerces et les bureaux), selon les besoins de consommation dans la journée ; des véhicules électriques en auto-partage alimentés en électricité solaire ; la rénovation de la cité Perrache (gérée par Grand Lyon Habitat) prévoit l équipement des appartements avec des compteurs intelligents (électricité, gaz, eau) et des tablettes pour piloter la consommation ; la mise en place d un système de gestion et de pilotage global des données énergétiques du démonstrateur à l échelle du quartier, le «community management system». La transformation des acteurs industriels Quelle évolution la ville intelligente entraîne-t-elle pour l entreprise? La ville intelligente se construit à partir d un modèle industriel de croisement des compétences, avec l intégration d une nouvelle infrastructure virtuelle basée sur les NTIC qui augmente les capacités de l infrastructure physique déjà en place (réseaux routiers, de gaz, d eau, d électricité). C est pourquoi les industriels adoptent une approche décloisonnée, favorisant les synergies ; ainsi, les grands groupes tels que Cisco, Bouygues, Veolia Environnement, ERDF ou GDF SUEZ se réorganisent, à l instar d IBM et de son «Intelligent Operations Center for Smarter Cities». On observe que ces acteurs ont souvent opéré une évolution de leur cœur de métier traditionnel (équipements pour les usagers / logiciels, gestion de réseaux, infrastructures de réseaux, assistance à la maîtrise d ouvrage, etc.) vers celui d intégrateur de services, dont le rôle central repose sur la capacité à collecter, à traiter et à redistribuer l information. 4 Outre les acteurs traditionnels des villes (institutionnels, architectes et urbanistes, fournisseurs de services, opérateurs des réseaux de transport, gestionnaires des réseaux d énergie, etc.), de nouveaux acteurs apparaissent et prennent une place importante dans la construction de la ville intelligente de demain, tels que les opérateurs de télécommunications ou de services IT. Il y a encore quelques années, ces acteurs n étaient pas présents sur les thématiques liées à l énergie, du fait d un secteur d activité aux contraintes techniques et réglementaires fortes. Sachant que les projets de ville intelligente associent plusieurs compétences et plusieurs activités sectorielles, on voit se créer de nouveaux partenariats qui montrent une complémentarité entre les différents acteurs de la ville intelligente, ainsi que l acquisition de nouvelles compétences. En effet, actuellement aucun acteur n est capable d assumer seul la globalité du projet ; chacun apporte donc sa brique de compétence au projet et la solution se trouve dans le partage et la prise de risques collective. Quelles sont les nouvelles formes de partenariat? Notamment public/privé? La mise en place de partenariats public/privé permet de doter les villes d infrastructures et de services dont elles ne pourraient pas forcément être en mesure d assumer le coût à elles seules, grâce à des solutions novatrices en matière de conception, de construction, de financement, d exploitation et d entretien des installations publiques. Les projets en cours en région Rhône Alpes présentent ainsi des partenariats de grande ampleur : - Le projet «Lyon Smart Community» est issu d un vaste partenariat public-privé qui réunit Toshiba, tête de pont japonaise, Bouygues Immobilier, Veolia Transdev et Grand Lyon Habitat. C est dans ce vaste programme que s insère l initiative «Urban era», lancée par Bouygues Immobilier et associant de nombreux partenaires industriels aux compétences complémentaires pour réaliser l îlot mixte Hikari à Lyon et ceux du projet «IssyGrid» à Issy-les-Moulineaux ; - Le projet «Greenlys», premier démonstrateur grandeur nature sur les smart grids, est quant à lui animé par ERDF ; il réunit un consortium de 15 partenaires tels que GDF SUEZ, Grenoble INP, Schneider Electric et Gaz et Electricité de Grenoble (GEG).
Quelle est la place des PME, startups et autres entreprises innovantes au sein des consortiums qui travaillent sur des projets de ville intelligente? La participation des PME et startups aux projets de ville intelligente se matérialise par des partenariats de diverses natures : - Les consortiums de projets collaboratifs réunissent des PME, des grands groupes et des laboratoires de recherche. Ils reposent en bonne partie sur des financements publics européens ou nationaux (par exemple le fonds unique interministériel), permettant d assurer jusqu à 45% du financement pour les PME. La visibilité est possible pour ces entreprises, dès lors qu elles sont reconnues par des réseaux académiques (laboratoires de recherche, etc.) en relation avec les services R&D et de veille technologique des grandes entreprises ou qu elles sont membres de pôles de compétitivité qui soutiennent leurs projets ; - Les initiatives de l Etat favorisent les partenariats entre les grands groupes et les PME, à l instar du pacte PME, avec un engagement des grandes entreprises à communiquer auprès des PME et à leur faciliter l accès à leur politique en matière d achats ; - Les actions plus informelles autour de projets collaboratifs avec d autres PME pour trouver des solutions complètes permettant de répondre à des appels d offres en commun, de nouer des partenariats de confiance sur le long terme, d établir des contrats en commun ou de partager des prospects commerciaux. Quelles sont les synergies / complémentarités possibles entre les grands groupes et les PME et/ou startups? Les PME et startups qui participent à ces partenariats apportent bien souvent l innovation de rupture ou une culture logicielle externe via un transfert de connaissance ou par le biais de licences. Cette participation permet aux grands groupes, porteurs des projets, de proposer des solutions complètes et intégrées. En outre, pendant la phase d expérimentation, les PME montrent en général une forte capacité à s adapter et à tester des solutions, de manière plus rapide que les grandes entreprises. La participation à ces projets permet aux PME et aux startups d accéder à des problématiques de R&D parfois très pointues, de nouer des liens avec les industriels, d accéder à des études par le biais des partenaires académiques, d acquérir une notoriété et de tester leurs produits et solutions afin d être en avance de phase sur les évolutions à venir. En contrepartie, le grand groupe leur apporte sa capacité à gérer des projets dont le montage et la validation prend en général plusieurs années, avec des équipes aguerries aux processus d obtention de labels et de financements publics et disposant d une capacité d investissement financier en propre. Par la suite, la grande entreprise dispose de la capacité d industrialisation, de mise en valeur du produit et d accès au marché, souvent plus complexes pour les PME. 5 Enfin, la participation des PME aux projets européens et la collaboration avec des grands groupes 2 permet la recherche de partenariats locaux pour exporter les solutions locales ou de rencontrer d autres PME qui travaillent déjà à l export. La PME devra au préalable avoir validé un produit de qualité en termes de fiabilité et de documentation et dont l adaptation au pays étranger (réglementation, climat, etc.) sera possible sans avoir à s appuyer sur des spécialistes. Quels sont les besoins des PME? Les PME ont souvent des difficultés à travailler avec les grands groupes sur le long terme du fait de stratégies de développement différentes. En effet, la participation d une PME à ces projets traduit une part d investissement conséquente en termes humain et financier, alors que les débouchés commerciaux sont éloignés dans le temps et parfois incertains. La rémunération est essentiellement basée sur la prestation de services et les licences logicielles. Enfin, la question de la propriété intellectuelle est fondamentale dans les relations entre les PME et les grands groupes ; les pôles de compétitivité ont d ailleurs un rôle majeur de conseil en la matière afin de les rassurer sur 2 La société The Cosmo Company, startup lyonnaise, a développé un logiciel de modélisation des systèmes complexes adaptable au milieu urbain et travaille sur des projets, en partenariat avec Veolia et EDF, à Lyon (projet «Forcity» à Gerland) mais aussi à Mexico et à Singapour.
les partenariats auxquelles elles participent et leur faciliter l obtention du statut d entreprise innovante. L expérimentation au cœur de la ville intelligente La ville intelligente est en cours de construction ; il s agit dans un premier temps de rendre la ville communicante en expérimentant de nouvelles technologies sans barrière et sans modèle économique. Les projets «Greenlys» 3 ou «Lyon Smart Electric» se caractérisent tous deux par le test de nouveaux équipements installés chez le client (compteurs électriques intelligents) ou sur le réseau et la réalisation d études d impact sur l évolution des comportements des usagers et sur le fonctionnement du réseau. L expérimentation permet d imaginer de nouvelles fonctionnalités issues des données nouvelles, telles que la détection des pannes et des fraudes, l inclusion des énergies renouvelables, le suivi et la réduction des consommations d énergie, etc. Elle permet également aux acteurs du marché de faire des recommandations sur la réglementation et la normalisation et de déterminer les nouveaux gisements de valeur susceptibles de porter des modèles économiques viables, indépendamment des financements publics. Il est en effet complexe de réaliser des projections sur le succès de ces expérimentations dans la mesure où de nombreuses interrogations existent, concernant le comportement de l utilisateur final et notamment son appétence à accepter l installation, l utilisation et le financement de ces installations, concernant le devenir des énergies renouvelables et les conséquences sur le réseau en cas de boom des véhicules électriques par exemple, concernant la capacité à trouver des solutions en local pour répondre aux besoins de production d énergie renouvelable décentralisée. A ce stade, seule l expérimentation est susceptible d ouvrir au plus large les discussions et de poser l ensemble des problématiques en jeu. 6 La participation aux expérimentations permet aux PME de mieux comprendre les besoins et les contraintes, en affrontant de véritables situations, afin d apporter des solutions adaptées. Elles s intéressent donc à toutes les formes d actions permettant d identifier et d accéder à des sites pilotes ou à les mettre en relation avec des utilisateurs finaux, que ce soit au travers des pôles de compétitivité et clusters ou bien des collectivités. Quelles sont les nouvelles activités? Les processus en œuvre au sein des projets de ville intelligente, essentiellement basés sur l innovation technologique et l intégration de l innovation aux activités déjà existantes, conduisent aussi à l apparition de nouveaux métiers et de nouvelles activités dans le milieu urbain. Voici quelques-uns de ces nouveaux métiers : - L agrégateur de production, d effacement de consommation et de stockage (APECS) est un nouvel acteur qui surveille et pilote des installations de production et de consommation décentralisés (énergies renouvelables) ; la fonction d opérateur d effacement est récemment apparue dans la loi dite «loi Brottes» 4, afin de répondre au besoin d équilibrer à tout instant la production d électricité et la consommation, lié à l incapacité de stocker l électricité en masse sur le réseau. Ainsi, en cas de pics de consommation, plusieurs moyens d ajustement peuvent être mis en œuvre tels que le démarrage de groupes de production supplémentaires basés sur l énergie fossile (au coût financier et environnemental élevé) ou les techniques d effacement de consommation, basées sur la réduction de la consommation de sites industriels ou de manière diffuse par le biais des installations électriques des particuliers (radiateurs, ballon d eau chaude, climatisation, etc.), dont la consommation flexible est susceptible d être arrêtée ponctuellement sans perturbation notable 5 ; - La société de services énergétiques («Energy service company» ou ESCO en anglais) propose une gamme de services permettant la réalisation d économies d énergie ; l ESCO réalise une analyse approfondie 3 Gaz et Electricité de Grenoble a lancé il y a plusieurs années une démarche forte d expérimentation sur son réseau, laquelle a débuté avec une approche centrée sur les smarts grids («Greenlys»), depuis étendue aux plateformes multi-énergies («EcoCité») ; GEG est une SEM dont la ville de Grenoble est actionnaire à 50 % et GDF SUEZ à 42,53 %. 4 Loi n 2013-312 du 15 avril 2013 visant à préparer la transition vers un système énergétique sobre et portant diverses dispositions sur la tarification de l eau et sur les éoliennes. 5 La société Voltalis, basée en région parisienne, est le premier opérateur électrique spécialisé dans la production et l ajustement en temps réel ; sa solution d effacement est très développée en région Bretagne.
des lieux, met en œuvre des solutions et maintient le système pour assurer des économies pendant la durée du contrat 6 ; - Les opérateurs de télécommunications spécialisés dans la télérelève des compteurs d eau ou d énergie (gaz, électricité) ; les deux principaux acteurs sur le marché français sont issus de partenariats étroits entre des acteurs de l eau et des opérateurs de télécommunications : m2ocity, joint-venture entre Veolia Eau et Orange Business Services, dont le centre national est basé à Lyon et Ondeo, association entre Suez Environnement et SFR Business Team ; - Les acteurs spécialisés dans le traitement de données à forte valeur ajoutée sur le cloud. Potentiellement ces nouveaux métiers peuvent être tenus par les opérateurs de télécommunications qui transportent l information, par les fournisseurs d énergie qui installent du matériel d effacement en aval du compteur électrique intelligent ou par les prestataires de services informatiques qui gèrent les données. On pourrait également imaginer un acteur indépendant, qui aurait la capacité à investir dans un système central, capable de gérer les données issues aussi bien des réseaux d eau, de gaz ou d électricité, dès lors que des solutions de mutualisation des infrastructures entre les différents réseaux seront mises en place. La question de l acteur légitime va se poser. Les modèles économiques de la ville intelligente Le marché de l efficacité énergétique (résidentiel ou tertiaire) est en pleine expérimentation de ses modèles économiques. La plupart des expérimentations en cours est basée sur le financement des installations par les industriels, avec le soutien des pouvoirs publics. Il y a beaucoup d initiatives dans l énergie mais surtout dans les bâtiments neufs, alors que le gros chantier de l existant manque cruellement de solutions avec un retour sur investissement rapide. Par exemple, les économies générées par la mise en place des techniques d effacement 7 chez les particuliers, estimées à 40 euros maximum par an (avec les coûts actuels de l énergie), ne permettent pas un retour sur investissement rapide, du fait d un investissement initial lourd (entre 500 et 1000 par logement). Le marché actuel est donc essentiellement de niche, dans la mesure où il est souvent réalisé pour des raisons de confort plutôt que pour les perspectives d économie qu il pourrait générer. 7 Néanmoins, plusieurs facteurs sont susceptibles de rendre les projets futurs plus rentables : - Le déploiement des compteurs intelligents multi usages et l augmentation des tarifs de l énergie devraient sensibiliser les utilisateurs au suivi et au contrôle de leurs consommations par la mise en place d automatismes dans leur logement ; - L évolution de la réglementation peut favoriser l émergence de modèles économiques, ainsi : La réglementation thermique (RT 2012) impose la mise en place dans les logements neufs de moyens de suivi de la consommation énergétique, auxquels des modules de pilotage pourraient s ajouter sans surcoût majeur ; on pourrait également imaginer des labels à l avenir basés sur la RT 2012 ou des dispositifs d aide à l équipement à l instar de la prime instaurée jusqu à fin 2012 par le Grand Lyon pour l achat de vélos à assistance électrique ; La réglementation (loi Grenelle 2) prévoit que, depuis 2012, tout nouvel habitat collectif équipé d un parking couvert ou sécurisé et tout nouveau bâtiment à usage tertiaire (bureaux, commerces, équipements publics, etc.) employant des salariés et équipé d un parking, dispose d un local à vélos sécurisé. Pour les bâtiments d activités tertiaires existants, des locaux à vélos seront obligatoires au 1er janvier 2015 8 ; 6 La société Probayes, basée près de Grenoble, propose aux collectivités, une solution pour réduire leur consommation énergétique, par l installation de capteurs et l utilisation de leur modèle d analyses de données et de prévision du comportement thermique, assurant ainsi une surveillance de l installation et l optimisation du démarrage du chauffage. 7 Le projet «Lyon Smart Electric», basé sur le compteur intelligent Linky, propose de réaliser des économies d énergie par la mise en place de l effacement diffus pendant les jours de pointe (21 jours par an de 18h à 20h). 8 La société Emotion System, basée en Savoie, propose notamment des solutions d abris à vélos sécurisés, éco-conçus et communicants, adaptables à toutes sortes de lieux et d utilisateurs.
La loi dite «loi Brottes» envisage de valoriser la prestation d effacement sur le marché de l énergie (les conditions d application de la loi devraient être connues fin 2013) ; cela devrait permettre de développer le métier d agrégateur ; L évolution de la réglementation pourrait favoriser le développement de programmes de rénovation dans l ancien ; à ce jour il n existe pas d obligation en la matière. Par ailleurs la plupart des normes actuelles en matière de consommation énergétique sont basées sur des dépenses théoriques d énergie, mais pas encore sur la vérification réelle de celles-ci (y compris pour les nouvelles constructions) ; on pourrait imaginer la mise en place de labels garantissant le contrôle a posteriori des mesures énergétiques ; L évolution de la réglementation qui structure les marchés par nature (électricité, gaz, eau, etc.) et l organisation des concessions locales qui délimitent chacun des services pourraient évoluer à l avenir, notamment à l occasion du renouvellement des concessions, et favoriser les approches transversales. - La technologie des capteurs devient progressivement moins coûteuse, tout comme celle des courants porteurs et des prises intelligentes, contrôlables depuis internet. De manière générale, le développement de passerelles ouvertes permettant la communication entre divers protocoles propriétaires et divers équipements doit permettre de garantir aux utilisateurs l évolution et la maintenance des solutions 9 ; - Les sociétés de services énergétiques (ESCO) qui proposent des services de réduction de la consommation énergétique ont un modèle économique basé sur une rémunération fixe et une rémunération variable basée sur les économies générées ; l ESCO est chargée de lever les financements nécessaires aux projets d économie d énergie, elle fait procéder à la réalisation des travaux ou à l achat des équipements nécessaires et garantit un résultat. Ce sont les économies en coûts d énergie qui sont souvent utilisées pour rembourser l investissement initial pendant une période pouvant aller de cinq à vingt ans. 8 Le rôle de l Etat et des collectivités pour promouvoir les projets de ville intelligente La phase actuelle d expérimentations qui caractérise les projets de ville intelligente repose en partie sur l appui financier de la puissance publique, par le biais des programmes nationaux (tels que les investissements d avenir, le fonds national d amorçage dédié aux PME, le fonds national pour la société numérique, le fonds ville de demain ou les actions d OSEO en direction des pôles de compétitivité) et des programmes européens (tels que le plan SET, plan stratégique pour les technologies énergétiques, qui a succédé aux initiatives CONCERTO et CIVITAS ou la convention des maires, le programme-cadre pour la recherche et le développement ou le programme-cadre pour l innovation et la recherche destiné aux PME innovantes, lequel sera remplacé à partir de 2014 par le programme COSME pour la compétitivité des entreprises et des PME). En général les projets validés dans le cadre de ces programmes permettent des subventions et des avances remboursables pouvant aller jusqu à 30 % pour les industriels, 40% pour les établissements de recherche et 45% pour les PME, en coordination avec la Caisse des dépôts et consignations (CDC) et l Agence de l environnement et de la maîtrise de l énergie (ADEME). Par ailleurs, pour répondre aux enjeux urbains du développement durable, l Etat a lancé en 2008 son Plan Ville durable, lequel s est notamment traduit par le lancement de l appel à projets EcoQuartiers qui promeut des projets exemplaires d aménagement durable et de la démarche EcoCités, laquelle s est traduite par la sélection fin 2009 de treize premières EcoCités 10 avec un soutien financier de plus de 750 millions d euros pour la période 2010 à 2017 (y compris les infrastructures de transports en commun), auxquelles devraient s ajouter de nouveaux projets portés par les collectivités, comme celui du Grand Lyon 11. La création début 2013 du label national EcoQuartier achève la phase d expérimentation de la démarche et inaugure une nouvelle phase de consolidation et de développement sur l ensemble du territoire. Ces démarches EcoCités et les labels associés aux projets urbains de développement durable permettent une 9 La société Dombox, basée près de Lyon, propose des solutions de monitoring énergétique (électricité, eau, gaz), de passerelle domotique pour agir sur les équipements du logement et l intégration de la production d énergie photovoltaïque. 10 Le projet «Grenoble Presqu île» compte parmi les 13 premiers projets «EcoCité» labellisés par le Ministère du développement durable et bénéficie de 17,4 millions d de participation financière. 11 Le territoire de l EcoCité du Grand Lyon est celui de «Gerland/Confluence - Vallée de la chimie».
mise en lumière des initiatives portées par les collectivités territoriales. L arrivée du projet EcoCité, porté par la ville de Grenoble, a ainsi permis de passer d une approche technologique orientée «smart grids» à une approche transversale à l échelle d un quartier, englobant les thématiques de l énergie, de la mobilité et du développement urbain. Quel rôle les collectivités devraient-elles prendre dans l animation et le soutien des acteurs pour que la ville intelligente devienne un facteur de croissance pour les entreprises? Les collectivités peuvent agir de multiples façons en tant que facilitateur, financeur, en prenant l initiative ou en mettant en lumière des initiatives ; elles fournissent des données brutes (open data) ou jouent le rôle de tiers de confiance en orientant les usagers sur les sites et applications crédibles, etc. Elles peuvent aider les entreprises à trouver des sites d expérimentation ou des utilisateurs finaux susceptibles de participer aux expérimentations et ainsi leur faciliter l accès au marché en concevant des solutions adaptées ; elles ont également un rôle à jouer pour faire connaître les initiatives, en valorisant l utilisation des nouvelles technologies au service de la ville et des citoyens et en faisant le lien avec des clients publics ou privés. Par exemple, le «Paris Region Lab» est une association créée à l initiative de la ville de Paris fin 2009, en partenariat avec la région Ile-de-France, avec pour objectifs d organiser l expérimentation de solutions innovantes 12 et d accompagner la création d entreprises innovantes. La collectivité du Grand Lyon s est quant à elle réorganisée afin d être proactive et tenter de mieux répondre sur le long terme aux initiatives des industriels en matière de ville intelligente, par la création d un guichet unique (la cellule «Lyon Expérimentation») regroupant l ensemble des référents innovation de chaque direction et facilitant l accès des entreprises au territoire en conditions réelles, afin de tester des solutions technologiques, trouver des modèles économiques indépendants des fonds publics et faciliter le développement économique 13. L implication croissante dans les projets de ville intelligente conduit les collectivités à développer les compétences en interne permettant de construire une cohérence politique de long terme, en clarifiant ses propres besoins en matière de services urbains, en rendant plus transparents ses plans de développement et en donnant accès aux données publiques. Bien que les conditions du partage des données fasse débat, la démarche «open data» 14 doit permettre l accès à des données publiques, avec des modalités d accès adaptées selon le type d information, afin de faciliter la création de nouveaux services urbains, payants ou gratuits, tout en veillant à la maîtrise des politiques publiques 15. La collectivité a par ailleurs la responsabilité de s assurer de la propriété des données dans le cadre des partenariats qu elle met en œuvre (par exemple au sein des délégations de service public) afin de faciliter la création de valeur. Dans les villes intelligentes, il faudra donc repenser la gouvernance et les modes de fonctionnement afin d améliorer la coopération de tous les acteurs de la ville mais, également, leur coopération avec les autres organisations à l échelle locale, régionale, nationale et européenne. Quelles sont les atouts de notre territoire en matière de ville intelligente? L histoire industrielle de Grenoble en matière d énergie, l expertise d acteurs locaux à dimension internationale (tels que Cap Gemini, Schneider Electric ou STMicroelectronics) et la culture scientifique en Rhône-Alpes du fait d un vivier R&D très dynamique (CEA, INSA, Grenoble INP, etc.) expliquent les atouts du territoire en matière de ville durable. Par ailleurs, la volonté politique qui s est traduite par de grands programmes de développement urbain (tramway, ZAC, etc.) a facilité le lancement des projets. 9 Le Grand Lyon a également mis en place une politique ville intelligente volontariste, visant le développement économique à l échelle de ses 58 communes, à l origine centrée sur la mobilité puis étendue à l énergie (du fait 12 C est le «Paris Region Lab» qui a mis en lumière la solution d abris à vélo de la société Emotion System au travers de son palmarès MUI (mobilier urbain intelligent). 13 Le projet «Lyon Smart Electric», basé sur le compteur intelligent Linky, propose de réaliser des économies d énergie par la mise en place de l effacement diffus pendant les jours de pointe (21 jours par an de 18h à 20h). Le Grand Lyon a lancé officiellement sa démarche «Grand Lyon ville intelligente» le 21 février 2013. 14 Le «Grand Lyon Smart Data» est la démarche d ouverture des données publiques lancée fin mai 2013 par le Grand Lyon à la suite d une phase d expérimentation. 15 Au sein du projet de centrale de mobilité «Optimod Lyon», la collectivité est le garant de la qualité et de l exhaustivité des données, ainsi que de leur interopérabilité.
de la présence des compteurs électriques Linky), au numérique et aux conditions de l innovation. La région Rhône-Alpes dispose par ailleurs de pôles de compétitivité actifs en la matière, tels que Tenerrdis (énergies renouvelables), Minalogic (micro nanotechnologies et logiciel), Axelera (chimie et environnement), LUTB (transports collectifs urbains de personnes et de marchandises) et de nombreuses structures dédiées à l innovation. 10
Liste des personnes interviewées Jean-Michel Lefèvre Directeur Général de PROBAYES Jean-Claude Carle Président d EMOTION SYSTEM Thomas Lacroix Directeur Technique de THE COSMO COMPANY Nicolas Fléchon Directeur Adjoint des réseaux, de l innovation et smart énergie chez GAZ ET ELECTRICITE DE GRENOBLE Jean-Pierre Gilet Vice-Président de la CCIT de Grenoble, Président de la Commission régionale «Industrie et Services - Appui aux Entreprises» à la CCIR Rhône-Alpes, ancien Directeur des sites de Grenoble de SCHNEIDER ELECTRIC Timothée David Chargé de mission en charge de la stratégie ville intelligente et de la cellule «Grand Lyon Expérimentation» au GRAND LYON Thomas Bondoux Directeur Général de DOMBOX Nous tenons à remercier chaleureusement les personnes qui ont participé à l élaboration de cette note pour leur disponibilité et leur enthousiasme. 11
Sources d informations Documents «La ville 2.0, complexe et familière», édité par la FING, 2008 «La ville 2.0, plateforme d innovation ouverte», édité par la FING, 2008 «Le 5ième écran les médias urbains dans la ville 2.0», édité par la FING, 2009 «Le point sur les villes intelligentes», Commissariat général au développement durable, n 143, septembre 2012 «La ville intelligente : état des lieux et perspectives en France», Commissariat général au développement durable, n 73, novembre 2012 «Villes du futur, futur des villes», rapport d information n 594 du Sénat, 9 juin 2011 «Espaces publics : conception innovante, nouvelles technologies et convivialité», Agence d urbanisme pour le développement de l agglomération lyonnaise, 31 janvier 2013 «L effacement des consommations électriques résidentielles», avis de l ADEME, 8 octobre 2012 Articles de presse 12 «Les villes intelligentes s assemblent brique par brique», 01Business&Technologies, 7 juin 2012 «Lyon expérimente la ville intelligente en temps réel», La tribune, 9 avril 2013 Dossier de presse concernant «Lyon Smart Community», 21 novembre 2012 Dossier de presse concernant «Grand Lyon la ville intelligente», 21 février 2013 «Le Grand Lyon multiplie les expériences sur la ville intelligente», Le moniteur, 22 février 2013 «Les villes intelligentes», Libération, 7 mai 2013 «Veolia Transdev et IBM s associent pour améliorer le transport en ville», Le monde informatique, 28 juin 2012 «La ville intelligente sera-t-elle citoyenne», Localtis.info, 6 septembre 2012 «Nice lance son système de stationnement intelligent», Localtis.info, 13 janvier 2012 «Un smart grid de quartier expérimenté à Issy-les-Moulineaux», Localtis.info, 12 avril 2012 «La ville du futur sort de terre en Corée du Sud», Novethic, 5 août 2011 Sites internet Commission de régulation de l énergie (CRE) : http://www.smartgrids-cre.fr/ La FING (fondation internet nouvelle génération) : http://fing.org/ IBM : http://www.ibm.com/smarterplanet/us/en/smarter_cities/overview/ Le projet «Greenlys» : http://www.greenlys.fr/ Le projet «EcoCité Grenoble» : http://www.grenoblepresquile.fr/ Paris Region Lab : http://www.parisregionlab.com/ Commission européenne : http://ec.europa.eu/energy/technology/initiatives/smart_cities_en.htm Ministère du développement durable : http://www.developpement-durable.gouv.fr/-ecocites,4069-.html JC Decaux : http://www.jcdecaux.fr/flip-cdt/ Grand Lyon : http://www.economie.grandlyon.com/smart-city-lyon-france.346.0.html
Annexe Les nouveaux services de la ville intelligente La ville intelligente se traduit par l émergence de nouveaux usages en matière d optimisation des déplacements, de gestion intelligente de l eau et de l électricité, de gestion technique centralisée des services, l apparition de lieux plus intelligents tels que les «smart buildings» et les nouveaux lieux de travail, ainsi que l émergence de nouvelles fonctionnalités urbaines. Voici un éventail non exhaustif des nouvelles solutions 16 qui fleurissent au sein des villes : - En matière de transport Le guidage automatique pour trouver une place de parking et limiter l attente et la congestion ; La billettique 17 offre un système d interopérabilité entre les différents réseaux de transport et facilite le passage d un réseau à un autre ; Le NFC 18 est une solution intégrée permettant l accès aux services offerts par le secteur des transports (billettique, information personnalisée), aux services d informations offerts par la ville (culture, tourisme, etc.) ou une fonction de terminal bancaire ; La multiplication de l offre de modes de transport, notamment de transports publics individuels (véhicules électriques, vélos, etc.) ou de mise en commun (covoiturage, autopartage, etc.) ; La gestion des déplacements par l information multimodale permettant d optimiser en temps réel le choix du mode de déplacement. - En matière de réseaux intelligents Les «smart grids» 19 permettent une optimisation de la gestion de l énergie par une meilleure régulation de l offre et de la demande et l intégration sur le réseau de distribution de la production locale d énergies renouvelables ; L extension des systèmes de production locaux de l énergie a pour but de répartir le risque et d éviter les blackouts généralisés, tout en facilitant l essor des véhicules électriques, dont la recharge des batteries est susceptible de générer des pics de demande d électricité ; Les «smart water networks» sont des dispositifs (capteurs et compteurs intelligents) permettant de gérer de façon dynamique les informations sur l état du réseau d eau, les ressources disponibles et la consommation. 13 - Une gestion technique centralisée des services Les systèmes automatisés tels que la télégestion de l éclairage public en fonction des conditions météorologiques ou l arrosage des espaces verts ; Le système d information déployé via des capteurs dans la chaussée calcule instantanément le nombre de places de parking disponibles ou permet au service de la voirie d optimiser ses tournées de déneigement ; Les véhicules du service public équipés d un GPS et d une interface numérique permettent de se repérer plus aisément dans la ville et de collecter des informations. - Des lieux plus intelligents tels que les «smart buildings» Les bâtiments à énergie positive ont des réseaux alimentés par les énergies renouvelables ; Le pilotage de la consommation énergétique est possible grâce au «smart grid» et le lissage de la 16 Le commissariat général au développement durable présente un large panorama des initiatives nationales dans son «Ville intelligente : état des lieux et perspectives en France», édité en novembre 2012. 17 La billettique désigne l ensemble des opérations liées aux titres de transport et des offres de transport dans laquelle les billets papier ont été remplacés par des supports de technologie cartes à puce ou téléphone mobile. 18 La communication en champ proche (Near Field Communication ou NFC en anglais) est une technologie de communication sans-fil à courte portée et haute fréquence, permettant l échange d informations entre des périphériques jusqu à une distance d environ 10 cm. La NFC autorise de nombreux usages, dans la continuité des cartes sans contact (billettique, paiement, accès) ou basés sur l interaction de l individu avec son environnement (objets, personnes). 19 Les réseaux électriques intelligents ou «smart grids» en anglais sont des réseaux augmentés de systèmes informatifs permettant d optimiser la production, le fonctionnement et la distribution des ressources, par le biais de dispositifs de mesure en temps réel et de contrôle de la consommation d énergie et une surveillance accrue des pertes liées aux vieillissement des réseaux.
production et de la consommation d énergie à l échelle du bâtiment ou même du quartier ; L ajustement des besoins énergétiques en fonction des activités avec le basculement des flux d énergie selon les heures entre les logements, les commerces et les bureaux ; L automatisation des fonctions du bâtiment (système de chauffage et de refroidissement, sécurité, éclairage, ascenseur, etc.) grâce à des unités de régulation et de gestion autonomes. - De nouveaux lieux de travail Les «smart work centers», lieux de travail rapprochés du lieu de vie, permettent de travailler de manière flexible et de diminuer les temps de trajet ; Les espaces de «co-working» sont des lieux de travail qui réunissent différents types de métiers et favorisent les interactions entre les individus ; Les zones de transit (aéroports, gares, etc.) deviennent des lieux connectés. - De nouvelles fonctionnalités urbaines : Le «cloud computing» permet l archivage des données à distance et l accès depuis n importe quel endroit grâce à une connexion internet ; L ouverture des données publiques ou «open data» répond à l impératif de transparence des activités publiques et rend possible le développement de nouveaux projets en donnant accès à une source nouvelle d informations qui, croisées avec d autres, facilitent l émergence de services innovants ; Les applications sur smartphone permettent d envoyer des demandes aux pouvoirs publics ou d accéder en temps réel aux informations délivrées par la collectivité ; Le mobilier urbain devient interactif afin de mieux informer les usagers.
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