les villes intelligentesles villes intelligentes enjeux et méthodologie de modélisation pr. claude...

Les villes

intelligentes

Enjeux et méthodologie de modélisation

Pr. Claude Rochet

Rabat le 23 septembre 2014

Sommaire

• La ville intelligente: pourquoi?

Comment?

• La ville intelligente comme système• La ville intelligente comme système

• Méthodologie

• Où en sommes nous?

Smart: une boucle cybernétique

d’apprentissage

Action Effet

RétroactionCapteurs

Données

TraitementInterprétation

Usage

Décision

TechnologiesSciences sociales

Les villes anciennes étaient intelligentes

Bien commun

Vivere politico

03/10/2014

Bien économique

Bien individuel

Comment la ville est devenue non

durable?

• La frontière de ce système et celle entre la ville et ses périphéries. La II°révolution industrielle permet l a « mort de la distance » qui n’est plus l’élément structurant de ces écosystèmes territoriaux.

• Conséquence : croissance de la consommation d’énergie et urbanisation dysfonctionnelle – entre les fonctions d’habitation, urbanisation dysfonctionnelle – entre les fonctions d’habitation, de travail, d’administration.

• Ce modèle urbain est non-durable en ce qu’il ne peut gérer la réduction des atteintes à l’environnement (consommation de ressources fossiles et production de déchets), les atteintes à son propre capital social et humain et devient un obstacle au développement.

une approche par la modélisation

systémique

L’efficience de la ville croît avec sa taille… et ne

meurt jamais!

Effi

cien

cy

L’efficience de la production de la ville

est suPRAlinéaire en TOUT: x 1,15Geoffrey West:

Effi

cien

cy

Le coût des infrastructures de la

ville est suBlinéaire: x 0,75La question de la frontière (dedans � dehors) est primordiale en ingénierie système des villes

Le coût de la ville inintelligente

Le coût de l’obsolescence des infrastructures aux Etats-Unis :

• 28 milliards de litres d’eau potable perdus par jour du fait des fuites des réseaux.

• 40 milliards de litres d’eau usée non traitée rejetés dans les canaux chaque année

• 254 millions de tonnes de déchets solides.• 254 millions de tonnes de déchets solides.

• 4 milliards d’heures perdus par an par les automobilistes chaque année, avec leur coût en temps et en carburant.

• Un pont sur quatre est soit structurellement déficient soit fonctionnellement obsolète.

• La demande d’électricité s’est accrue de 25% depuis 1990, pesant sur les réseaux de transport et de distribution.

• Source : Association américaine des ingénieurs civils

Un modèle économique non durable

Les

économies

du court du court

terme sont la

faillite à

moyen terme

Les fausses pistes• Masdar (Abou-Dahbi), Songdo

(Corée)…

• Des démonstrateurs « techno-pushed »

• Le citadin est une variable d’ajustement

• Pas d’enracinement dans la « vraie vie » et dans l’histoirevie » et dans l’histoire

• Pas de vision évolutionniste du système urbain

Les échecs• Les cités jardins:

- Une conception hiérarchique

non systémique

- Pas d’interactions avec

l’environnement et le

territoire

- Pas de capacités d’évolution

Sommaire


Comment?


• Méthodologie


Notre approche: une vision

évolutionniste de la ville

• Penser de la ville durable à partir de la recherche des

synergies entre ses fonctions économiques, politiques

et sociales et de leur intégration par l’architecture

système

• Intégrer les potentialités nouvelles du numérique

• La ville étant un lieu de vie elle doit permettre

l’existence d’une vie civique

• Cette vision suppose le développement d’une culture

et de compétences nouvelles, notamment pour la

décision publique, pour concevoir les écosystèmes

urbains de demain

Ecosystèmes?

• Ecosystème: ensemble dynamique de sous-systèmes en interaction(systèmes de gestion de l’énergie, systèmes de transports, systèmes de gestion de l’eau, systèmes sociaux, écosystèmes climatiques locaux, habitants…) et qui interagit avec son environnement en étant capable de conserver son identité et d’enrichir sa diversité interne.

• Ecosystème urbain: construit par l’homme, ensemble des • Ecosystème urbain: construit par l’homme, ensemble des éléments constitutifs d’une ville qui interagissent de manière naturelle, entre eux et avec leur environnement, dans un état global d’équilibre : prélèvement de ressources, création de richesse et de bien-être, rejet et recyclage de déchet.

• Le caractère « éco » du système signifie que les interactions entre les fonctions du système urbain sont capables de générer des lois de comportements qui lui permettent de conserver son identité et de se reproduire de manière autopoïetique.

Ce qu’i faut éviter: l’architecture

spaghettis

L’accumulation

couche par

couche

d’infrastructures: d’infrastructures:

exemple de New-

York

L’écosystème urbain durable

Energie

Eau

Habitat

Administration

La valeur de ces paramètres va changer selon les contextes…

… et la capacité d’innovation va dépendre de la résilience

Habitant

Paramètreenvironnent Paramètre

environnent

Paramètreenvironnent

Moteur

Transports

Activités économiques

Santé

Activités sociales

des systèmes en place

=> D’où l’intérêt d’une recherche comparée sur les deux rives de la Méditerranée




Moteurnumérique

Cartographie générique d'un écosystème urbain durable

Un écosystème évolue dans les valeurs limites que peuvent prendre les variables de chaque paramètre

Qu’est-ce qu’un « moteur numérique »?

• Un tel moteur, en tant que tel, n’existe pas à ce jour.

• Il s’agit plutôt d’un « système des moteurs » comprenant les infrastructures de l’Internet, les réseaux des parties prenantes, les systèmes d’information (organisationnels et logiciels), les d’information (organisationnels et logiciels), les moteurs de chaque fonction…

• La performance d’un tel système de moteurs suppose l’existence d’un référentiel d’architecture pour permettre la mise en cohérence et l’interopérabilité de tous les moteurs.

Sommaire


Comment?


• Méthodologie


Méthodologie en trois temps

• Analyse stratégique

• Inventaire des “building blocks”

• Intégration de l’écosysteme• Intégration de l’écosysteme

03/10/2014 Claude Rochet 18

1- Analyse stratégique

Why building a city & what

are the strategic goals? Who

are the stakeholders?

Conception,

metamodel

framework,

steering

Why designing this ecosystem?

Who will live in the city?

What are its activities?

How the city will be fed?

Where the city is located ? (context)

What are the functions to be performed to

03/10/2014 19

What are the generic

functions to be performed by

a smart city?

With which organs?

Technical devices,

software…

With which smart

people?

Subsystems

and processes

People and

tools

What are the functions to be performed to

reach the goals and how do they interact?

With which organs and

ressources?

How people will interact with the

artifacts?

How civic life will organize?

2- Inventaire des“building blocks”

Issues

• Defining “smartness” and “sustainability”

• Wealth creation

• Finance and taxes

• Controlling pollution

• Equilibrium center –periphery

• Migrations

Resources

• Work

• Budgeting

• Transportation

• Feeding

• Caring

• Protecting

• Securing

• Housing policy

Functions

• Energy

• Water

• Data

• Digital Systems

• Traditions

• Sociology

• Technologies as enablers and enacters

Capabilities

• The New Business Models:

• Public

• Private

• Project management

• Institutional arrangements

• The day to day decision

03/10/2014 cClaude Rochet 20

• Migrations

• Poverty

• Education

• Health

• Crime

• Segregation (social and spatial)

• Leisure

• Quality of life

• How people interact with people and artifacts?

• Housing policy

• Education

• Leisure

• Social benefits

• Health care system

• Migrations control

and enacters

• Culture and traditions

• Institutions and public organizations

• Process modeling

• Software

• Tech providers

• Open innovation

• The day to day decision making process in an evolutionary perspective

• Empowerment

• Direct democracy

• Government

• Governance

• Project management

• Social innovation

• The state as a system engineer

• Mastering ULM

3- L’intégration systémique de la ville intelligente

Soft domains Hard domains

SMART city

Go

vern

me

nt

Periphery

Commercial

exchanges

Food

City

Territory

TransportationIndustry

WorkHousing

Sanitation

EnergyWater

Waste recycling

Public services Health care

Civic life Leisure

Education Social integration

Go

vern

me

nt

Eco

no

my

Institutional

scaffoldingSocial life

Un outil : l’ULM (Urban Lifecycle

Management©)e

cosy

ste

mic

pro

pe

rtie

s

City 1.0

Gathering data and

Sustainable City

1.0

City 2.0Permanent

improvement

Socio political cycle

Ville nouvelle

03/10/2014 Claude Rochet 22

Ma

turi

ty o

f e

cosy

ste

mic

Development

From history, social

intelligence, idea, to

frameworkIntegrating off-the-

shelves innovation

Functional integration

Technical

integration

Designing the

engineering ecosystem

Project

management

Gathering data and

understanding

ecosystem evolution

Evaluating,

correcting and

upgrading

Integrating

innovation

Risk of collapse

Unlike a product or a

company, a city never

dies, even if not

sustainable (except in a

case of collapse)

Losing ecosystemic properties

Financial

governance

Innovation

cycle

Sommaire


Comment?


• Méthodologie


Espaces urbains

désarticulés

Gouvernance par

rattrapage

Le quanti l’emporte

sur le quali

Primauté du global

sur le local

La politique urbaine comme levier de développement

Infrastructures techniques et institutionnelles de l’environnement

Revoir les attentes du

Qualité

Vision stratégique

Attentes sociales

Convergence global <=> local

Points faibles Maroc Axes d’action

Droit et technologie de l’environnement

Revoir les attentes du système urbain

Nuisances

Mobilité intermodale

Programme de recherche

Culture de la durabilité

Décloisonnement disciplinaire par la modélisation systémique

Citoyenneté et habitants acteurs

Enracinement dans la culture et dans l’histoire

Coût x rareté du

foncier

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Documents