UNE APPROCHE THÉMATIQUE DES PROJETS DE VILLE INTELLIGENTE

Thématique Bâtiment

L'immobilier doit jouer un rôle majeur dans la réduction de la consommation d'énergie, puisque les bâtiments sont responsables de 40 % de la consommation d'énergie totale en Europe, et de 36 % des émissions de gaz à effet de serre 7.

Les bâtiments font face à des enjeux majeurs pour diminuer leur consommation énergétique dans le neuf et le bâti existant, mais aussi pour produire de l'énergie de manière décentralisée, afin de favoriser une consommation locale. Le cadre bâti est confronté à des défis en termes d'évolution des usages, mais aussi aux évolutions des attentes nécessitant une réversibilité, mixité et flexibilité croissante des bâtiments. Une problématique centrale du cadre bâti réside dans le choix des matériaux utilisés, tout au long du cycle de vie du bâtiment, de la construction à la déconstruction. Ces enjeux impliquent aussi de

nouvelles fonctions pour le bâtiment , notamment en termes d'énergie et de réseaux (voir thématique Énergie et réseaux urbains).

I - Le cadre bâti face au défi énergétique et à l'évolution des usages

Face à ces enjeux, différentes solutions peuvent être mises en place en employant des éléments intelligents. L'efficacité énergétique d'un bâtiment, à la fois passive (emploi de matériaux isolants) et active (gestion de l'énergie, régulation) doit être améliorée. Pour ce faire, l'autoconsommation, peut être utilisée ainsi que l'effacement. Le repositionnement sur le « Building as a Service », proposé par Schneider Electric constitue également une innovation, puisqu'il envisage les immeubles comme une coquille vide, un squelette offrant « un bouquet de services à la carte pour ses occupants ». De plus, l' économie circulaire peut être source d'opportunités, pour éviter des gaspillages de matériaux et favoriser le recyclage (exemple D). La ville intelligente implique de nouvelles collaborations avec un large spectre d'acteurs, et notamment avec le secteur du numérique (recours au Building Information Modeling), en phase de conception notamment ou des entreprises de réseaux (pilotage de l'énergie).

A - Conception et construction durables

Le déploiement de dispositifs pour la ville intelligente doit être pensé dès la conception des bâtiments, afin d'en améliorer l'efficacité énergétique dès la construction, dans le sillage par exemple des quartiers à énergie positive. Afin de faire face aux défis auxquels sont confrontés les bâtiments, il apparaît indispensable d'intégrer des éléments intelligents pour tous les nouveaux projets, car certains services connectés ne peuvent être installés que s'ils ont été prévus au cours de la construction. Les possibilités en termes d'effacement et d' auto-consommation, au niveau du bâtiment ou de l'îlot, sont également plus facilement mises en place si elles sont envisagées dès la conception. Toutefois, l'enjeu porte principalement sur l'existant puisque le parc immobilier se renouvelle lentement (environ 2 % par an en France).

Exemple : Lyon Smart Community piloté par le Grand Lyon et NEDO (voir étude de cas Lyon) : projet Hikari premier îlot lyonnais à énergie positive

Le projet Hikari implique la construction d'un îlot mixte à énergie positive avec notamment une production photovoltaïque, et de la cogénération chaleur-électricité à l'huile de colza. L'îlot Hikari inclut un Building Energy Management System pour piloter la gestion de l'énergie. Ce projet est issu d'une coordination franco-japonaise. Une coopération entre cabinets d'architectes français et japonais est mise en place pour la conception du bâtiment. Le savoir-faire en termes de bâtiments est supervisé par Bouygues Immobilier (maîtrise d'ouvrage), assisté par des entreprises lyonnaises et des sociétés de conseil sur l'efficacité énergétique du bâtiment (Manaslu Ing). Toshiba coordonne le système central de production d'énergie, avec l'appui de firmes japonaises pour la domotique. Des entreprises plus spécialisées coordonnent les différentes interventions ponctuelles (Setec concernant l'électricité, Ingélux pour l'éclairage, Tecsol pour le photovoltaïque, et Ijenko pour le home management).

B - Le bâtiment entre mixité et flexibilité des usages

Face aux évolutions des modes de travail, l'immobilier tertiaire doit s'adapter aux nouveaux usages des immeubles de bureaux, qui se réorganisent au profit de modes de travail et d'organisation plus collaboratifs, flexibles et collectifs, comme le flex-desk ou le coworking et le corpoworking.

Exemple : Une entreprise spécialisée dans le partage de bureaux, WeWork

Entreprise américaine, WeWork s'installe en France et propose des espaces de travail selon différentes formules, incluant des bureaux privés à abonnement mensuel, la location de salles de réunion, la location d'un poste de travail fixe ou non au sein d'un espace collectif. Ces locations sans engagement sont accessibles tous les jours 24h/24 et ont vocation à fournir un espace de travail flexible, avec services compris (internet, imprimantes, etc.) et organisation d'événements (happy hours, networking, etc.). L'entreprise propose 139 bureaux dans 34 villes dans le monde entier. Le 3 avril, le premier espace parisien a ouvert rue Lafayette à Paris, prêt à accueillir 2 400 personnes. D'ici fin 2017 d'autres ouvertures sont à prévoir, dont une deuxième à Paris dans le Marais. Outre la flexibilité, WeWork valorise la dimension Communauté.

Ces bâtiments peuvent également offrir une mixité d'activités au sein d'un même immeuble, entre espace résidentiel, de travail et de loisirs, avec différents services (sport, restauration, etc.). Intégrer la possibilité de mutation ou de divers usages du bâtiment dès la conception permet de réduire les coûts d'adaptation au moment de changement d'usage, et d'adapter le bâti aux nouvelles attentes, sans démolition.

Exemple B : Les Grands Voisins dans le XIVe, à Paris : une utilisation temporaire des bâtiments vacants

Les Grands Voisins est un projet qui utilise temporairement l'ancien hôpital Saint- Vincent-de-Paul pour loger des personnes en situation d'urgence, accueillir des porteurs de projets associatifs, solidaires et culturels ainsi que du public extérieur 5 jours par semaine. En 2018 commenceront les travaux pour un futur éco-quartier. Le projet des Grands Voisins propose donc une mixité des usages pour des publics variés. La gestion du site a été confiée à l'association Aurore, spécialisée dans l'hébergement d'urgence et l'accueil de personnes vulnérables. Les associations « Plateau urbain » et « Yes we camp » viennent en appui pour l'accueil des associations, la coordination de l'occupation des lieux et l'animation (organisation d'activités régulières, programmation culturelle, aménagement d'espaces de convivialité, etc.).

C - Objectif rénovation : améliorer l'efficience énergétique et répondre aux nouvelles attentes

La rénovation des bâtiments permet d'améliorer leur efficacité énergétique par l'emploi de matériaux plus isolants et durables mais aussi avec l'implantation d'éléments connectés comme les systèmes de pilotage et de gestion technique des bâtiments. Par ailleurs, une rénovation peut permettre de s'adapter aux nouvelles attentes de ses occupants. Toutefois, les rénovations ont un impact carbone très élevé, notamment lorsqu'elles impliquent une démolition partielle. En effet, il est estimé qu'il faut environ 35 ans pour compenser l'impact carbone d'un chantier de rénovation d'un bâtiment de bureaux grâce à l'amélioration de l'efficacité énergétique selon Maxime Lanquetuit, vice-Président de l'Observatoire de l'immobilier durable (OID) 8. Par conséquent, les acteurs doivent veiller à ce que les coûts (financier et environnemental) de la rénovation ne soient pas supérieurs à ses gains, ce qui requiert notamment un plus grand recours à des matériaux réutilisés ou recyclés.

Exemple : Lyon Smart Community piloté par le Grand Lyon et NEDO (voir étude de cas Lyon) : ConsoTab, une nouvelle approche de la rénovation

Ce projet prévoit l'installation d'un système de suivi des consommations énergétiques sur tablette au sein de la Cité Perrache (275 logements sociaux) qui permet aux locataires de connaître leur consommation en temps réel, afin qu'ils puissent optimiser leur usage, et est ensuite suivi d'une éco-rénovation. Il s'agit d'une coopération pilotée par Grand Lyon Habitat, le bailleur social, assisté par le bureau d'études Matte. L'ingénierie du projet est gérée par la société CSD ingénieurs. Toshiba Tokyo Meter systems fournit les capteurs et le système de gestion.

D - Le cadre bâti et l'économie circulaire : vers des villes sans déchets ?

L'économie circulaire est une économie fonctionnant en boucle, sans notion de déchet, afin de refermer le cycle de vie des biens et services et de faire face à la raréfaction des ressources naturelles. Cela permet une diminution du gaspillage et favorise l'utilisation de ressources locales, notamment des matériaux présents dans les bâtiments précédents détruits ou rénovés. Cette dimension est à prendre en compte par les acteurs dès les phases de conception et construction pour employer des matériaux recyclés et/ou recyclables et réutilisables mais aussi pour anticiper les éventuelles rénovations et démontages du bâtiment.

Exemple : le quartier Buiksloterham à Amsterdam : la mise en place d'une charte de la ville circulaire

Dans ce quartier, ancienne zone industrielle polluée, les habitants se sont fixés pour objectif de n'utiliser que des matériaux recyclés et recyclables. La municipalité vend des terrains à prix modérés aux nouveaux résidents construisant eux-mêmes leur maison selon les principes du développement durable. Le bailleur social de Alliantie construit également avec des matériaux recyclés, avec l'appui de l'entreprise de consulting Metabolic, spécialisée dans les « clean techs ». La ville d'Amsterdam a décidé de mettre en avant ce quartier comme « Livin-gLab », soit un espace d'expérimentation dans le cadre d'une charte de la ville circulaire, qui prévoit 3 500 maisons et 200 000 m2 d'espaces de travail autosuffisants et en matériaux recyclés.

II - Exploitation et gestion des bâtiments : piloter et réutiliser l'énergie

L'« Internet of Things » dans la ville intelligente peut permettre d'améliorer l'exploitation et la gestion des bâtiments, au service de bâtiments plus durables, notamment par des outils de mesures et de gestion de l'énergie.

Une des principales problématiques concerne la sécurisation des réseaux et données afin d'en garantir la fiabilité. Par ailleurs, trouver des acteurs partenaires pour monter un tel projet intelligent est complexe face à l'évolution permanente du secteur.

De plus, les acteurs pouvant intervenir dans l'exploitation des bâtiments étant extrêmement divers, un temps d'apprentissage de la collaboration et de construction d'un langage commun est nécessaire. Cela requiert aussi l'accès à des données fiables. Les collectivités ont donc un rôle à jouer dans l'ouverture des données, pour permettre aux associations et entreprises de développer différentes applications intelligentes (disponibilité de vélos en libre-service, etc.).

A - Mesurer la consommation d'énergie, premier pas de son optimisation

La mesure de la consommation est un préalable à toute stratégie d'optimisation de la consommation énergétique, pour établir une référence et un niveau d'objectif. Pour cela, les bâtiments peuvent intégrer des capteurs, pour mesurer l'utilisation d'énergie selon différents scénarios (saisons, heures de la journée, etc.). Pour cela, une mesure fiable et représentative de l'énergie est nécessaire, comme la courbe de charge par exemple. Grâce à l'analyse des courbes de consommation d'électricité, elle permet de comparer facilement deux périodes de consommation d'électricité afin d'identifier des sources d'économies potentielles. En effet, la mesure permet aux occupants de prendre conscience de leur consommation et de l'améliorer si nécessaire, mais aussi de repérer les éventuels écarts entre prévisions de consommation et consommation effective, et ainsi d'identifier des fuites énergétiques ou problèmes d'utilisation.

Exemple : Deepki, la data au service de l'efficacité énergétique

Deepki collecte et analyse les données existantes des bâtiments (données patrimoniales, techniques, énergétiques) afin d'une part de digitaliser la gestion immobilière et d'autre part, de détecter des économies d'énergies et de charges à l'échelle du parc. Grâce au data-analytics, Deepki propose des plans d'actions concrets de réduction de la consommation d'énergie et aide à fluidifier les processus de gestion immobilière. Les analyses sont effectuées à distance, sans installation de compteurs ou réalisation d'audit.

B - Les nouveaux smart grids : vers un pilotage décentralisé de l'énergie

Les pics de consommation d'énergie surviennent l'hiver, en période de froid, au moment où la production des énergies renouvelables intermittentes (notamment photovoltaïque) est faible (voir thématique Énergie et réseaux urbains). Face à cette dissociation entre pics de consommation et pics de production, mieux gérer la consommation d'électricité est indispensable. Les systèmes de gestion de l'énergie et les smart grids permettent ainsi de diminuer la consommation à un instant donné, via un pilotage directement par les usagers ou par un contrôle centralisé en temps réel. Ces systèmes peuvent prévoir les niveaux de production et de consommation (en combinant données météorologiques, architecturales, énergétiques, etc.) et réorienter les flux énergétiques entre différents bâtiments, favorisant l'intégration d'énergies renouvelables intermittentes. La gestion décentralisée et locale de ces réseaux pourrait être favorisée par la blockchain. Appliquée à la gestion de l'énergie dans l'immobilier, elle permet une gestion décentralisée et automatique de la répartition de l'énergie, et donc pourrait révolutionner le secteur.

Exemple : Brooklyn MicroGrid à New York, les blockchains au service du partage décentralisé d'énergie

Les blockchains sont des bases de données décentralisées qui exécutent des logiciels et qui ne peuvent pas être rétroactivement modifiées, c'est-à-dire qu'elles font office d'intermédiaires de confiance pour une transaction, sans opérateur central. Lorsque les conditions sur lesquelles deux parties d'un contrat se sont accordées sont réunies, alors l'échange a lieu automatiquement selon le protocole défini, en toute transparence. La coopérative énergétique TransActive Grid à Brooklyn a mis au point un smart grid basé sur la blockchain pour rendre possible l'échange local d'énergie solaire. Lorsque les maisons équipées de panneaux solaires n'utilisent pas cette énergie, celle-ci est redirigée vers les autres maisons de la coopérative, permettant donc d'adapter ressources locales et besoins. TransActive Grid regroupe Lo3 Energy pour le domaine des réseaux d'énergie et ConsenSys pour les aspects touchant au Bitcoin.

C - Chauffage, climatisation et eau chaude entre les bâtiments : vers la réutilisation des déperditions thermiques

La gestion de la température au sein des bâtiments est un domaine gourmand en énergie, dans lequel de nombreuses économies sont possibles. En effet, afin de mieux s'adapter aux variations de températures extérieures et de garantir le confort des occupants, le chauffage, la climatisation et l'eau chaude peuvent intégrer des éléments intelligents à la fois pour améliorer leur utilisation mais aussi pour effectuer des économies d'énergie dès leur production. Des dispositifs particulièrement novateurs sont employés dans ce domaine, comme la réutilisation des déperditions thermiques, permettant d'envisager une économie circulaire pour éviter les pertes de chaleur, voir même la thalassothermie à plus grande échelle (voir thématique Énergie et réseaux urbains).

Exemple C : Stimergy et la réutilisation de la chaleur

Stimergy utilise la chaleur produite par les serveurs informatiques pour chauffer l'eau, afin d'éviter le gaspillage de chaleur et d'assurer le refroidissement sans climatisation. Elle propose la création de « chaudières numériques » composées de serveurs informatiques performants d'entreprises pour en recycler la chaleur, au sein de logements collectifs pour le chauffage central ou pour produire de l'eau chaude. Stimergy fait donc office d'interface entre utilisateurs de ressources informatiques (stockage et traitement de la donnée) et gros consommateurs de chaleur, comme les universités pour les douches (gymnase de Lyon 3), les piscines (la Butte-aux-Cailles à Paris), ou les bâtiments résidentiels collectifs (Nantes Métropole Habitat et OPAC 38).

Conclusion : penser l'intégralité du cycle de vie des bâtiments

Les défis auxquels fait face le secteur de l'immobilier dans la ville intelligente amènent les bâtiments à remplir de nouvelles fonctions et à faire intervenir de nouveaux acteurs. Cela concerne particulièrement la production d'énergie (pour favoriser l'auto-consommation ou le recours à une énergie disponible localement), la mixité des usages afin de répondre aux nouvelles attentes des occupants et éviter la vacance ainsi que la conception Building as a service, le bâtiment offrant un bouquet de services à ses locataires.

La ville intelligente amène à considérer le bâtiment dans la durée , car au-delà des questions de réduction des consommations d'énergie en exploitation, envisager le bâti dans tout son cycle de vie est nécessaire. Cela est encouragé par l'économie circulaire (matériaux recyclés et recyclables) et les bâtiments bas carbone. Éviter la déconstruction est également un enjeu majeur au vu de ses conséquences en termes de production de déchets et de gaspillage, et pour cela la question de la réversibilité des bâtiments doit être considérée, afin d'adapter le bâti à l'usage qu'en font ses occupants.

Thématique Énergie et réseaux urbains

Aujourd'hui plus de la moitié de la population mondiale est concentrée dans les villes, représentant les deux-tiers de la demande d'énergie mondiale et 70 % des émissions de gaz à effet de serre 9. De plus, dans l' Union Européenne la production d'électricité et de chaleur représente 42 % des émissions totales des combustibles brûlés 10. Dans ce contexte, la mise en place d'outils intelligents dans les réseaux urbains est un enjeu central de la décarbonisation des villes. Les principaux objectifs sont d'assurer des réseaux à faibles émissions de carbone, en intégrant des énergies renouvelables, ainsi que de créer des réseaux efficaces, c'est-à-dire permettant la réduction de la consommation et des pertes d'énergie.

I - Les dispositifs intelligents dans la production et le pilotage de l'énergie

Les énergies renouvelables décentralisées permettent de mettre en avant la participation active des citoyens non seulement comme consommateurs mais aussi comme producteurs d'énergie, c'est-à-dire en tant que « prosumers ». Les villes aspirent à réduire les coûts d'électricité et lutter contre la précarité énergétique en se reposant sur un mix entre réseau national et réseaux complémentaires locaux. Un défi majeur est le renforcement du réseau de distribution d'électricité afin d'assurer l'intégration d'énergies renouvelables, notamment intermittentes à l'aide de systèmes blockchains (voir thématique Bâtiments) et de réseaux supportant les flux bidirectionnels.

Les réseaux actuels de distribution d'électricité ne sont pas prévus pour recevoir un flux d'énergie bidirectionnel, crucial pour les énergies intermittentes comme le photovoltaïque, puisque la production locale peut excéder la consommation locale à un instant donné. Les réseaux doivent donc transmettre l'électricité dans un sens opposé. Ces enjeux sont à étudier pour permettre la consommation d'énergie locale intermittente.

A - Vers des réseaux de l'énergie décentralisés et responsables : le photovoltaïque

Le potentiel technique des toitures photovoltaïques solaires est énorme : elles peuvent fournir jusqu'à 32 % des besoins urbains en électricité 11, permettant aux individus de devenir prosumers.

Exemple A : Le projet Solaire d'ici avec Energ'Y Citoyenne

La SAS Energ'Y Citoyennes s'est fixée pour objectif de développer la production d'énergies renouvelables sur le territoire de la métropole grenobloise, grâce à l'investissement participatif citoyen. Son premier projet, Solaire d'ici, ambitionne d'installer des capteurs solaires de production d'électricité photovoltaïque, sur une centaine de toitures de bâtiments publics et privés. Il a été officiellement lancé en septembre 2016 par un collectif citoyen, soutenu par la métropole Grenoble Alpes Métropole, plusieurs communes, Enercoop Rhône-Alpes, l'Agence Locale de l'Énergie et du Climat, et quelques entreprises.

Afin de faciliter l'installation de panneaux photovoltaïques et thermiques, les acteurs mettent en place un cadastre solaire, cartographie d'une ville ou région, permettant de connaître le potentiel de production solaire de chaque bâtiment, comme le fait l'Atelier Parisien d'Urbanisme pour Paris 12. Cette cartographie aide à connaître la rentabilité énergétique et économique du système solaire thermique ou photovoltaïque. Au-delà des toitures solaires, des centrales photovoltaïques au sol sont également déployées.

Exemple : Une route solaire en Normandie

La coopération entre l'entreprise de travaux publics Colas (groupe Bouygues), l'Institut national de l'énergie solaire (INES), le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), l'Université de Savoie et la société Solar Roadways ont permis l'installation d'une route solaire d'environ 1 km dans la commune normande de Tourouvre-au-Perche, dans l'Orne. Les 2 800 m2 de dalles photovoltaïques assurent l'équivalent de l'éclairage public d'une ville de 5 000 habitants.

B - Smart grids et pilotage intelligent : favoriser une appropriation par les citoyens

Les smart grids permettent de mieux coordonner l'offre et la demande d'électricité (voir thématique Bâtiments), pour limiter les coûts financiers et environnementaux, puisque satisfaire une hausse ponctuelle de la demande nécessite parfois le recours à des solutions qui émettent beaucoup de gaz à effet de serre. Ainsi, les smart grids peuvent favoriser la mise en place d'un mix énergétique plus écologique, notamment si elles s'accompagnent d'une prise de conscience des citoyens de leur propre consommation. En effet, ce type de dispositifs intelligents n'atteint pleinement ses objectifs de réduction de la consommation que si les usagers adaptent leur consommation.

Exemple : GreenPlay dote la mesure énergétique d'un but pédagogique

Le projet GreenPlay vise à sensibiliser les citoyens au gaspillage énergétique à travers la mise en place d'une plateforme de suivi des consommations énergétiques en temps réel et le développement d'un serious game. Développé dans trois villes européennes de mars 2015 à février 2018, GreenPlay propose à ses utilisateurs de suivre leur consommation via une plateforme web, ainsi que de nombreux conseils afin d'optimiser l'utilisation des ressources énergétiques. La création de ce projet aura nécessité la coopération de nombreux acteurs, dont le cabinet de conseil en innovation Euroquality, le développeur de serious games Ikasplay, ainsi que l'université de Budapest et l'école d'ingénieurs ESTIA. La PME Egreen, basée à Paris, a également apporté son expertise en sensibilisation citoyenne et économie d'énergie dans les bâtiments.

II - Les réseaux urbains : déchets, éclairage et gestion de la chaleur

Les réseaux urbains sont un socle de base des services d'hygiène et de confort en ville, et sont de ce fait à la fois essentiels et très gourmands en énergie. Ainsi, de nombreux dispositifs se focalisent pour en optimiser à la fois l'usage, l'acheminement mais aussi la production même du service ou bien distribué. Parmi les trois réseaux traditionnels de la vie urbaine, la gestion des déchets est la dimension que le plus grand nombre de villes tentent d'optimiser, à la fois dans l'objectif de diminuer les émissions de gaz à effet de serre mais aussi de limiter les décharges illégales. Les réseaux urbains d'éclairage offrent de grandes possibilités non seulement d'économies d'énergie mais aussi en offre de services intelligents supplémentaires. Enfin, les réseaux urbains d'eau et de chauffage sont révolutionnés par les énergies renouvelables et la lutte contre les déperditions de chaleur.

A - Le ramassage intelligent des déchets

Les technologies connectées sont au centre de la gestion intelligente des déchets car ils permettent l'optimisation du ramassage, en réduisant les coûts de la collecte et les émissions de gaz à effet de serre grâce à l'amélioration du tri sélectif. L'optimisation du ramassage des déchets peut se faire à deux niveaux. D'une part, les conteneurs et poubelles peuvent être améliorés pour inclure des dispositifs intelligents, par exemple pour mesurer leur taux de remplissage et compresser les déchets. D'autre part, lors de la collecte des déchets, l'utilisation des données des conteneurs et d'applications dédiées permet d'optimiser les trajets des collecteurs, mais aussi de prendre en compte l'avis des citoyens.

Exemple : La corbeille solaire intelligente BigBelly

Une corbeille solaire BigBelly mesure le taux de remplissage et compresse les déchets jetés pour augmenter la capacité de stockage grâce à de l'énergie solaire. Ce système permet d'optimiser les collectes et de réduire leurs coûts en moyenne de 75 % (de 88 % à Dublin et 85 % à Philadelphie) chez 1 500 clients.

Exemple : Santander, Espagne, le ramassage des déchets intelligent.

6 000 capteurs M2M (Machine to Machine) connectés ont été installés dans les poubelles des rues et dans les conteneurs destinés aux habitants. Ils enregistrent le volume des déchets dans les poubelles, et ensuite relaient cette information à des collecteurs de données vers un centre de gestion, NEC Cloud City Operation Centre, géré par la firme japonaise NEC. Les capteurs permettent d'optimiser les déplacements des camions en évitant les détours inutiles. L'application mobile « Cuida Santander » est en cours de développement pour que les citoyens puissent signaler les problèmes de décharges illégales et exprimer leur avis sur les services proposés.

B - Les réseaux urbains d'éclairage

Une meilleure gestion de l'éclairage public, plus économe en énergie et adapté aux besoins des citoyens, devient un élément central de la ville intelligente. L'éclairage intelligent public permet à la fois d'augmenter l'efficacité énergétique et améliorer le cadre de vie des habitants en proposant des services supplémentaires. L'infrastructure de l'éclairage peut servir à l'installation de services comme le Wi-Fi ou différents types de capteurs. Ils peuvent être utilisés pour gérer des applications urbaines, comme la mesure en temps réel du niveau de remplissage des conteneurs à déchets ou des données météorologiques. La réalisation des projets d'éclairage public nécessite une collaboration entre les municipalités (en charge de ces réseaux), les fournisseurs d'électricité, les opérateurs des réseaux et des entreprises de high-tech (capteurs, Wi-Fi, etc.).

Exemple : L'éclairage public intelligent à Chartres

Citeos, la marque Lumière et Équipements Urbains du groupe VINCI Énergies, en coopération avec la ville de Chartres, Chartres Métropole et Gl Smartware, installe des modules électroniques communicants développés par la start-up SysPlug au pied de chaque luminaire du centre-ville. Les capteurs intelligents s'allument avec un détecteur de mouvement. De plus, ils permettent la gestion d'applications urbaines comme l'alimentation des bornes de recharge pour véhicules électriques, la gestion des places de stationnement disponibles, le suivi de l'évolution du trafic ou l'arrosage automatique des espaces verts. Cette multifonctionnalité des capteurs permet d'amortir les coûts d'installation.

Exemple : Hoekenrodeplein à Amsterdam

Cisco, Philips, Alliander, A2 Networks Buidling ICT et Eindhoven University of Technology's Intelligent Lighting Institute, sous l'impulsion d'une coopération entre les villes de Eindhoven, Rotterdam et Amsterdam dans le cadre de projet Smart Lights in Metropolitan Areas, ont uni leurs expertises pour installer le système d'éclairage public intelligent dans le quartier de Hoekenrodeplein à Amsterdam. Les capteurs peuvent adapter l'éclairage à la météo, au mouvement dans la rue, et les lampadaires sont utilisés pour installer des bornes Wi-Fi ou des capteurs de la qualité de l'air.

C - Chauffage, climatisation et eau chaude au niveau du quartier : la thalassothermie

Les réseaux de chauffage, climatisation et eau chaude offrent de nombreuses possibilités d'optimisation dans leur gestion, mais aussi dans la production de chaleur, comme la réutilisation des déperditions thermiques entre certains bâtiments (voir thématique Bâtiments) mais aussi la thalassothermie à l'échelle d'un quartier entier.

La thalassothermie est une solution innovante pour la transition énergétique. Ce processus permet de récupérer les calories de l'eau de mer à partir de pompes à chaleur pour la convertir en énergie utile. La thalassothermie représente un fort potentiel en France car l'Hexagone compte de nombreuses façades maritimes, et ce processus se développe dans plusieurs communes (Marseille, La Seyne-sur-Mer, Cherbourg, Brest et Boulogne-sur-Mer notamment).

Exemple : Massileo et Smartseille

Le réseau de thalassothermie Massileo est installé au cœur de la zone de développement urbain de Marseille Euroméditerranée 2, qui réunira 500 000 m2 de logements, bureaux et commerces. Depuis 2016, Massileo alimente l'écoquartier Smartseille, dont le promoteur est Eiffage Immobilier, en chauffage, climatisation et eau chaude.

Le réseau est composé d'une boucle d'eau tempérée qui relie la station de récupération de calories sur eau de mer - située sur le port de Marseille - aux pompes à chaleur installées au sous-sol des bâtiments. Le recours à la thalassothermie et à l'échange de calories entre les bâtiments permet de fournir une énergie à 75 % renouvelable et locale et réduire les émissions de CO de 80 % par rapport à une solution énergétique à partir des énergies fossiles.

Massileo a été conçu et réalisé par Optimal Solutions (filiale Dalkia du groupe EDF), en partenariat avec Euroméditerranée, le Groupe Caisse des Dépôts et Climatech.

Le projet est soutenu financièrement par l'ADEME. Le site massileo.fr ainsi que le schéma ci-dessous apportent davantage de détails.

MASSILEO

Conclusion : éviter les gaspillages

Les réseaux urbains, nombreux et multiformes, offrent de grandes possibilités d'amélioration via l'intégration de dispositifs ou usages intelligents et durables et sont donc bouleversés par les évolutions technologiques récentes. En effet, la production et le pilotage de l'énergie ont été complètement révolutionnés du fait du développement des énergies renouvelables , pour en gérer l'intermittence mais aussi une production de plus en plus décentralisée et proche des lieux de consommation. Ainsi, la relation entre offre et demande d'énergie en est totalement changée. Cette lutte contre les déperditions d'énergie ou de biens est également au centre des évolutions récentes dans les réseaux urbains d'eau, de déchets et d'éclairage. Ceux-ci s'adaptent pour être en adéquation avec les besoins des citoyens, mais aussi diminuer leur consommation énergétique et leurs émissions de gaz à effet de serre.

Thématique Transports et mobilité intelligente

En France en 2014, le secteur des transports représente 30 % de la consommation d'énergie finale, et est responsable de 42 % des émissions de gaz à effet de serre 13. L'énergie dépensée chaque année dans ce secteur a doublé en 40 ans, passant de 26 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) en 1973 à 49 Mtep en 2012 14. La proportion des véhicules diesel dans l'espace urbain français est de plus de 55 % en 2008 15.

Dans ce contexte, le développement de transports intelligents est pertinent pour réduire la consommation d'énergie dans ce secteur et répondre à des enjeux environnementaux et sanitaires, notamment en limitant l'émission et la concentration de particules fines, mais aussi en repensant le processus de fabrication des infrastructures. Ces nouveaux modes de transports visent également à optimiser l'expérience des utilisateurs, principalement en diminuant les temps de trajet.

La France est d'ores et déjà très impliquée dans le développement de la mobilité intelligente. Ce secteur regroupe en 2015 plus de 1 000 entreprises à l'origine de 45 000 emplois directs dans le secteur privé, générant 4,5 milliards d'euros de chiffre d'affaires16 .

I - Développer des solutions alternatives et partagées

Si la voiture privée a été pendant plusieurs décennies le moyen de transport privilégié dans les villes, un nombre croissant de métropoles, de Paris à Mexico City, prévoient à présent d' interdire les véhicules diesel d'ici à 2025. La ville d'Oslo devrait réaliser cette promesse dès 2019, l'ayant déjà mise en œuvre temporairement début 2017 au motif de lutter contre la pollution de l'air. Par ailleurs, l'attractivité de la voiture en tant qu'objet personnel est en déclin dans les pays occidentaux et il semblerait que le manque de solutions alternatives soit l'un des principaux facteurs expliquant son maintien dans le quotidien des usagers 17.

Ainsi, les constructeurs et opérateurs de mobilité se doivent d'adapter leur stratégie et réorienter leurs activités. En parallèle, de nouveaux acteurs rejoignent le marché, depuis les fabricants de bornes et recharges pour véhicules électriques aux fournisseurs de service d'auto-partage. Leur impact est sensiblement positif : les services de partage de voiture Uber et Autolib' auraient déjà supprimé respectivement 22 000 et 10 000 voitures dans l'agglomération parisienne18 .

A - La « e-mobility », la mobilité de l'automobile électrique

Dans un monde en pleine transition énergétique, le véhicule automobile électrique apparaît comme un mode de transport propre et intelligent. Le déploiement de véhicules électriques requiert le développement de réseaux de bornes de recharge et de systèmes compatibles entre eux, donc la coopération de divers acteurs de la mobilité, du constructeur automobile au fournisseur d'énergie.

Les réflexions sur le stockage d'électricité produite localement dans les batteries des voitures nécessitent d'ailleurs de ne pas limiter cette coopération au seul domaine de la mobilité, mais d'intégrer des acteurs d'un périmètre plus large, et notamment ceux du secteur du bâtiment.

Exemple : GIREVE promeut la compatibilité des systèmes de recharge électrique

Depuis 2013, la start-up française GIREVE opère une plateforme d'intermédiation de service de mobilité électrique en assurant l'itinérance des recharges électriques et l'interconnectivité des opérateurs en Europe. Agissant comme un hub, GIREVE connecte les réseaux de recharge en Europe et rend plus simple leur accès à tous les opérateurs qui le souhaitent. Fin 2016, on compte près de 16 000 points de recharge publics installés en France, contre 10 000 fin 2015. GIREVE est associée à des plateformes européennes du même type (Hubject, eClearing.net) pour constituer un réseau de plateformes européen.

B - Le smart au service de l'auto-partage

Le développement du numérique (à travers notamment les applications pour smartphones) a permis la multiplication des projets de covoiturage, d'auto-partage ou de partage d'autres moyens de transport - vélos, scooters - en libre-service. Un autre facteur inhérent au succès de ces solutions est l'évolution sensible des mentalités. Autrefois perçue comme symbole de la réussite personnelle et de l'aisance, la voiture représente aujourd'hui davantage une contrainte financière pour les nouvelles générations urbaines, qui se désintéressent de la propriété. Les usagers se prêtent au jeu de l'approche collaborative, favorisée également par des incitations financières. En rendant leur véhicule disponible à la location ou en offrant un siège lors d'un trajet défini à l'avance, les usagers reçoivent en effet un complément de rémunération.

Exemple : Lyon Smart Community et Transdev, au cœur d'une chaîne de services liés à la mobilité (voir étude de cas Lyon)

Transdev a été choisi en 2013 à Lyon pour déployer un service d'autopartage de voitures électriques 0 % émission. Le service a été pensé pour convenir à la fois aux besoins professionnels et personnels des individus. Ces véhicules sont le fruit d'une coopération avec PSA Peugeot Citroën et Mitsubishi Motors. Enedis (anciennement ERDF) intervient également dans le projet, pour étudier la faisabilité de la recharge rapide des bornes pour véhicule électrique. Pour coordonner la gestion et l'utilisation des sources d'énergie renouvelable, Toshiba a développé un système, ?EMS (Micro Energy Management System) aidant à maintenir un bon équilibre en fonction de l'énergie disponible. Toshiba est également responsable de connecter le réseau électrique local d'Enedis avec la production photovoltaïque et les réservations des clients. Si le projet n'a pas été reconduit après deux années d'expérimentation, il en reste du moins un exemple de coopération.

C - Le « vehicle-to-grid » à l'intersection entre transport, immobilier et énergie

Afin d'alimenter un véhicule en électricité, un transfert d'énergie du réseau électrique vers les batteries du véhicule s'opère dans le cadre du « grid-to-vehicle ». Cependant, réaliser un transfert d'énergie dans la direction inverse permettrait d' utiliser la capacité de la batterie pour stocker de l'énergie, qui pourrait être injectée sur le réseau lorsque la demande en électricité serait élevée et le véhicule inutilisé. Seule la moitié du parc automobile est utilisée quotidiennement, et les véhicules actifs restent stationnés en moyenne 6 heures par jour sur un emplacement fixe 19.

L'intérêt du concept de « vehicle-to-grid », ou V2G, contribue à augmenter la sécurité de l'approvisionnement, à condition que des solutions technologiquement et économiquement viables soient développées.

Exemple : Nissan à l'avant-garde des projets de V2G

Peu de temps après avoir annoncé l'augmentation de l'autonomie de sa voiture 100 % électrique - la Nissan LEAF étant à présent dotée de 250 km d'autonomie (cycle NEDC) - le constructeur automobile Nissan a dévoilé fin 2015 ses projets de vehicle-to-grid. Ainsi, lorsqu'elles ne sont pas en marche, les voitures 100 % électriques Nissan LEAF sont intégrées au réseau électrique, devenant des sources mobiles d'énergie. Cette énergie peut être réinjectée sur le réseau domestique. La mise en place et le déroulement de ce projet requièrent une étroite coopération avec le fournisseur électrique ENEL.

II - Les systèmes de transport : favoriser l'intermodalité et rendre les transports mieux connectés

L'intermodalité est l'action de se déplacer en utilisant plusieurs modes de transport. Si elle permet une mobilité plus fluide et une meilleure accessibilité des territoires, elle est intrinsèquement liée au développement de l'open data. Les démarches collaboratives des différents acteurs, en commençant par les citoyens eux-mêmes, sont à l'honneur dans les projets de mobilité connectée. Selon Andreas Mai, directeur de Smart Connected Vehicles, « le big data est l'essence des véhicules connectés 20 ». Il affirme que la prochaine étape sera de connecter nos véhicules intelligents aux autres domaines des villes intelligentes, à savoir les bâtiments, les réseaux d'énergie, mais également les réseaux routiers, dont la modernisation est actuellement ralentie par le coût extrêmement élevé des investissements.

A - Les systèmes d'information et d'aide à l'exploitation pour les voyageurs

Le paiement dématérialisé des titres de transport par téléphone, la collecte et diffusion en temps réel de l'information routière, ou encore le calcul d'itinéraire basé sur la congestion des voies routières sont autant d'exemples concrets où les technologies sont mises au service des usagers. Ces services leur permettent des gains de temps considérables grâce à l'optimisation de leur trajet. L'enjeu est avant tout la collection et le partage de données entre les différents acteurs, afin de produire des services d'information et des outils d'aide à la décision.

Exemple : Opticities, un modèle de collaboration entre acteurs privés et publics

Soutenu financièrement par l'Union Européenne, le projet Opticities vise à développer un service de transport multimodal et plus accessible pour les citoyens. Ce projet a été lancé dans six métropoles européennes, dont Lyon, dans l'optique d'être ensuite répliqué sur tout le continent. Dans ce cadre, la métropole de Lyon a financé 460 000 € sur les 3,6 millions d'euros investis par l'ensemble des acteurs lyonnais. Plusieurs réalisations ont été menées : - création de données urbaines en partenariat avec ACTRIS, société d'ingénierie informatique et électronique ;

- prototype d'un jeu de données multimodal et standardisé à l'échelle européenne grâce aux travaux de l'institut Vedecom et du Grand Lyon ;

- développement d'un système de prédiction du trafic à une heure par l'expert en services multi-techniques SPIE ;

- création d'un navigateur multimodal intégrant un système de covoiturage en temps réel, dont l'acteur principal est Cityway, filiale de Trans-dev spécialisée dans les technologies de l'information appliquées au domaine de la mobilité.

B - Le stationnement intelligent

Grâce à la collecte et concentration de données en temps réel sur les possibilités de stationnement, il est possible d'optimiser le temps passé par les usagers dans les transports. En effet, selon Zenpark, environ un automobiliste sur trois en circulation dans les grandes villes est en réalité à la recherche d'une place de stationnement. Ces initiatives permettent également, en décongestionnant les zones urbaines, de limiter les émissions de gaz à effet de serre.

Exemple : ENGIE Ineo informe des places de stationnement en temps réel

Le projet U[P] d'ENGIE Ineo fonctionne principalement à l'aide de caméras et de capteurs de présence et de passage. Il permet de connaître en temps réel les places de stationnement disponibles grâce au traitement des données. Outre son utilité pour les conducteurs à la recherche d'une place de stationnement, cette solution bénéficie aux collectivités locales. Ces dernières peuvent ainsi obtenir des informations précises telles que le taux de rotation des véhicules et le taux de congestion, nécessaires afin de mieux aménager l'espace urbain. De plus, cet outil permet d'évaluer les effets sur le stationnement des politiques d'aménagement du territoire.

Exemple : Zenpark exploite les stationnements du tertiaire

Sur un autre modèle, Zenpark rend accessible aux usagers, par l'intermédiaire d'une application mobile, les places de stationnement non occupées dans les parkings des bâtiments tertiaires (résidences, hôtels, administrations, parkings privés, etc.). Depuis son lancement en 2013, cette start-up leader du parking partagé en France aurait déjà permis d'éviter le rejet de 437 tonnes de CO . Pour inciter les entreprises à participer, ces dernières reçoivent une compensation financière.

III - Le rapport au transport : repenser la fonction de la mobilité et de ses acteurs

À travers les précédents exemples étudiés, la perception de la mobilité urbaine évolue : du statut de secteur secondaire, elle est à présent davantage vécue comme un service global, Transdev fondant même sa stratégie d'innovation sur la « Mobility as a Service », faisant écho au “Building as a Service” de Schneider Electric (voir thématique Bâtiments). Dans ce contexte, les nouvelles approches développées invitent à placer l'usager au cœur du processus de mobilité, mais aussi à repenser le lien entre mobilité et autres services globaux.

A - Un nouveau rapport à la mobilité dans l'aménagement urbain

Si se déplacer n'a jamais été aussi facile qu'au XXIe siècle, l'évolution des mentalités a entraîné l'émergence d'un nouveau rapport à la mobilité. Le développement de nouveaux modes de travail, tel que la possibilité de travailler à distance, déstructure le lien traditionnel entre immobilier et transport, en soulevant cette question : et si, grâce à des projets d'aménagement urbain, les espaces de transport n'étaient plus destinés uniquement à connecter deux lieux l'un à l'autre ?

Exemple : La SNCF réinvente les fonctions de ses gares

En juin 2016, SNCF Gares & Connexions et SNCF Développement ont lancé conjointement un appel à projets dans la région Nouvelle-Aquitaine afin d'identifier des propositions d'aménagement et d'animation des espaces non utilisés dans une trentaine de gares de la région. Les projets sélectionnés auront accès courant 2017 à ces espaces afin d'y développer, entre autres, des espaces de coworking. En 2014, la SNCF avait déjà confié à Regus l'aménagement d'espaces de travail au sein de la gare du Mans. Les gares ne sont ainsi plus seulement des espaces de centralisation des moyens de transport, mais des lieux où les services se diversifient et où le foncier est optimisé.

B - L'usager au cœur de la révolution de la mobilité

La volonté d'intégration des usagers aux services de mobilité interroge sur la contribution qu'ils peuvent apporter. Un des nouveaux rôles phares de l'usager concerne le partage et l'ouverture de données. Pour cela, il est nécessaire que le grand public comprenne le processus actuel de déploiement de l'open data. Ainsi, des villes telles qu'Issy-les-Moulineaux ont souhaité rendre l'exploitation des données plus compréhensible à leurs concitoyens. À cette fin et dans le cadre du projet européen « Citadel on the move », la ville a ouvert l'accès à plus de 60 nouvelles bases de données. Cette initiative illustre le lien croissant entre mobilité intelligente et démocratie participative.

Exemple : Waze transforme l'usager en acteur-clef du partage de données

Au départ simple application open source d'une équipe de chercheurs israéliens, l'application mobile de trafic et de navigation GPS baptisée Waze connaît une progression fulgurante depuis sa création en 2008.

Son succès repose sur son esprit communautaire : la cartographie des perturbations du trafic est en effet réalisée grâce aux signalements donnés par ses propres utilisateurs. L'application, qui gagne en acuité et couverture quand son nombre de fidèles augmente, compte 85 millions d'utilisateurs dans le monde fin 2016, dont un million en région parisienne.

Depuis l'été 2016, Waze a développé un partenariat avec les collectivités territoriales, en leur donnant accès gratuitement à ses flux de données concernant leur territoire, en échange de renseignements officiels sur les perturbations de circulation planifiées. Les données générées par les usagers sont alors exploitées par plusieurs acteurs de la mobilité.

Conclusion : le partage de données comme vecteur de mobilité

Afin de rendre nos villes durables, il est nécessaire de faire évoluer les systèmes de transport en eux-mêmes, mais aussi les comportements des individus et des entreprises en termes de mobilité dans l'espace urbain. Les solutions qui se développent concernent la mise en place de systèmes de mobilité performants d'un point de vue énergétique et plus respectueux de l'environnement (électrification), l'émergence de réseaux de transport davantage intégrés et connectés, et de nouvelles opportunités pour favoriser la mobilité collective et réduire la congestion.

Un des enjeux majeurs est d'encourager, au-delà de solutions strictement locales, la réplicabilité des solutions proposées. Ainsi, le développement de la ville intelligente incite à une meilleure coopération entre les différents opérateurs de transport (intermodalité, mise en commun de moyens de transport), qui passe notamment par un . En plus d'enjeux de sécurité évidents, cette ouverture des données peut représenter un coût financier non négligeable pour les opérateurs, et nécessite d'adopter la législation en matière de partage et protection des données. Cette ouverture devrait cependant se produire rapidement, le boom du marché des ITS (« Intelligent Transport Systems ») dans les transports publics étant prévu pour les prochaines années, selon Berg Insights 22.

Thématique Gouvernance et démocratie

Dans un contexte de menace climatique et environnementale, l'État et les collectivités territoriales sont souvent perçus comme les acteurs principaux de la transition écologique. De nombreux mouvements appellent à une ville plus sécurisée, pour un cadre de vie plus agréable, pour une démocratie plus participative, ce qui dépend en grande partie des aménagements effectués par les acteurs publics.

Néanmoins, ces enjeux sont parfois contradictoires : en effet, ces politiques nécessitent des investissements importants. En France, le mouvement de décentralisation s'accompagne d'une baisse des ressources financières des collectivités (par la baisse des dotations de l'État), ce qui oblige les collectivités à réduire et à allouer leurs dépenses de manière plus efficiente.

De plus, la transformation des territoires en villes intelligentes pose de nombreuses questions en matière de gouvernance et sur la place des différents acteurs de l'espace public. À l'heure de l'implantation du numérique dans tous les aspects de la vie quotidienne, l'État et les collectivités territoriales doivent adapter leur gouvernance aux nouvelles attentes des citoyens et peuvent pour cela utiliser les potentialités ouvertes par les nouvelles technologies.

I - La modernisation de l'administration pour faire face aux nouveaux enjeux de gouvernance

Afin d' accroître l'efficacité de la gouvernance dans les territoires et de favoriser la création de villes intelligentes, les administrations nationales et territoriales se réforment via différents moyens. En effet, si les villes intelligentes sont le fruit d'une étroite collaboration entre des acteurs privés et des acteurs publics, il semble nécessaire que les administrations aient elles-mêmes un fonctionnement de plus en plus intelligent pour créer une rétroaction positive dans l'optimisation des villes. Cette réorganisation s'inscrit dans un mouvement général de clarification du rôle et des compétences des collectivités ainsi que dans l'entrée de nombreuses administrations dans le numérique.

A - Une modernisation de l'action publique pour mieux organiser le pouvoir local

L'État et les collectivités territoriales ont récemment engagé une politique de modernisation de l'action publique, qui passe notamment par une optimisation des politiques publiques et une analyse de leurs effets afin de conduire une action pus efficiente, plus intelligente et mieux adaptée aux citoyens. Les acteurs publics se fixent donc comme objectif de clarifier les compétences de chaque échelle de gouvernance pour s'adapter aux besoins des citoyens.

Exemple : Les lois MAPTAM et NOTRe, des évolutions de la législation pour conduire les politiques publiques à des échelles plus adaptées

Les Lois MAPTAM de 2014 et NOTRe de 2015 ont vocation à clarifier les compétences entre les différents échelons de collectivités territoriales.

La loi NOTRe réaffirme la clause de compétence générale de la commune, ce qui consacre la ville comme un échelon autonome, qui peut agir sur de très nombreuses composantes de la vie locale, de l'urbanisme à la gestion des crèches. La loi MAPTAM favorise quant à elle le pouvoir intercommunal, perçu comme territoire pertinent 23 : aujourd'hui, 100 % des communes de France sont regroupées dans des Établissements Publics de Coopération Intercommunale (EPCI) afin de mutualiser leurs services puisque certaines compétences sont obligatoirement rattachées aux EPCI. Les 15 métropoles comme le Grand Lyon ont par ailleurs des compétences renforcées. Les compétences sont également clarifiées pour le département et la région, qui respectivement sont en charge de l'action sociale et du développement économique pour ne plus interférer avec les politiques de la ville. Ce mouvement d'optimisation de la gestion publique locale se vérifie dans l'accélération de la fusion des communes et la fusion des EPCI (seuil minimum d'habitants relevé de 5 000 à 15 000 habitants), afin de conserver des services proches des citoyens tout en réalisant des économies d'échelle.

B - La mutation numérique de l'action de l'administration

Le développement des Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication (NTIC) et des réseaux de télécommunications a permis aux entreprises de réaliser d'importants gains de productivité et de créer de nouveaux services entièrement numériques, comme en témoignent l'expansion du e-commerce et le phénomène d'ubérisation. De même, le développement de nouveaux modèles d'affaires , illustré par l' économie collaborative et l'économie circulaire, témoigne d'un questionnement vis-à-vis des réflexes de consommation et de l'aspect descendant de la relation entre les consommateurs et les entreprises, ainsi que d'une volonté de plus grande coopération entre les citoyens. Ces nouveaux modèles d'affaires basés sur l'économie du service favorisent une mutation des méthodes de travail du secteur public.

Exemple : La numérisation de l'administration, le SGMAP et la mission Etalab

La modernisation de l'administration se traduit notamment par le recours croissant au numérique. La création du Secrétariat général pour la modernisation de l'action publique, en 2012, aide à accompagner cette transformation numérique. Le SGMAP accompagne en effet les administrations, au niveau national et local, dans la conception et le développement de projets innovants grâce à ses méthodes de travail (design de services, approche agile, ateliers collaboratifs entre agents administratifs et experts pour améliorer le fonctionnement de certains services, etc.) et ses outils (catalogue d'API, référentiel pour l'accessibilité numérique, le tableau de bord des services publics numérique, etc.). Le fonds « Transition numérique de l'État et modernisation de l'action publique » du Programme d'investissements d'avenir, co-piloté par le SGMAP, a quant à lui permis de financer 110 projets innovants émanant des administrations depuis 2013. Ce service du Premier ministre initie, encourage et soutient également l'organisation de certaines consultations citoyennes pour optimiser le service public en fonction des attentes et besoins réels des usagers (plateforme de consultation, ateliers citoyens, etc.).

Au sein du SGMAP, la mission Etalab aide en particulier les administrations à mieux utiliser l'information et les données publiques et à ouvrir leurs données (open data) pour favoriser la transparence et la réutilisation de ces données d'intérêt général par la société civile.

La transformation numérique de l'État se poursuit également à travers un lien entre l'État et les citoyens, en particulier avec la Loi pour une République Numérique, qui a fait l'objet d'un appel à contributions citoyennes en 2016 et qui vise par exemple à garantir une meilleure circulation des données, un droit au maintien de la connexion et une meilleure protection des usagers du net.

Cependant, il faut garder à l'esprit que ces initiatives ont lieu dans des organisations qui restent hiérarchisées et qui ont une grande force d'inertie liée à leur taille. En effet, il existe des coûts de restructuration à court terme et de certains coûts à long terme (embauche de nouveaux fonctionnaires notamment). Ainsi, la transformation de l'administration, nécessaire à la construction d'une ville intelligente pour accompagner les initiatives et mettre en place des modèles d'urbanisme intelligents, risque de paraître lente par rapport à la rapidité du changement que permet et requiert le numérique.

II - L'utilisation de plusieurs leviers d'action publique pour créer des villes intelligentes

L'une des principales compétences des communes, l'urbanisme, est une composante fondamentale de la réalisation d'une ville intelligente, car il détermine l'organisation et l'utilisation des espaces urbains. Lors de l'élaboration des Plans locaux d'urbanisme, les mairies et les intercommunalités ont donc un pouvoir très important dans l'optimisation du principal lieu de vie des citoyens. Les politiques de sensibilisation aux enjeux écologiques, notamment les campagnes sur le tri des déchets, ont un effet complémentaire et de renforcement de l'adhésion des citoyens aux politiques d'écologisation et d'optimisation des villes.

A - Des politiques d'urbanisme et de rénovation urbaines plus intelligentes

Les collectivités encouragent donc la rénovation des bâtiments et le renforcement de l'isolation , centrale dans une politique de transition énergétique (voir thématique Bâtiments). De plus, divers projets publics de végétalisation, de valorisation de déchets verts contribuent à améliorer la performance énergétique des territoires et à réduire leur impact environnemental.

Les villes et les intercommunalités agissent également sur le levier de la voirie pour résoudre certaines incohérences comme le fait que la superficie de l'espace réservé à la voiture soit trop élevée par rapport à son utilisation réelle 24 (voir thématique Transports et Mobilité intelligente).

Cependant, ces initiatives nécessitent un investissement important (coût des chantiers et des politiques d'incitation) et il peut exister de nombreux obstacles à leur réalisation (préservation des monuments historiques, résistance des habitants, état des finances locales, etc.).

Exemple : Du Programme National pour la Rénovation Urbaine (PNRU) au Nouveau Programme National de Renouvellement Urbain (NPNRU)

De nombreuses politiques de rénovation urbaine sont mises en place, comme le NPNRU de l'Agence Nationale pour la Rénovation Urbaine, qui marque une transition avec le PNRU en se plaçant non plus seulement au niveau du quartier mais aussi au niveau de l'intercommunalité, et incluant plus fortement les domaines plus « soft » (santé, éducation, végétation…).

C'est par exemple le cas de la réorganisation du quartier du Cygne d'Enghien à Epinay-sur-Seine (93) qui a pour but d'accroître la mixité sociale en modulant les espaces et d'améliorer le confort des habitants, en construisant des logements à haute performance énergétique, en créant un jardin public 25 et un centre de protection maternelle et infantile. Ces deux derniers aménagements constituent alors des supports concrets de sensibilisation des habitants aux enjeux du développement durable à travers l'éducation.

B - Des politiques nationales et locales de sensibilisation aux enjeux écologiques

Malgré une augmentation de la préoccupation de la société pour les enjeux écologiques et sanitaires et une attente d'un cadre de vie plus sain, on observe des inégalités dans la pratique des « gestes citoyens », comme le tri des déchets et le choix de la consommation de produits éco-responsables. Ces gestes ne sont pas encore systématiques et sont inégaux en fonction du cadre de vie et de la catégorie socio-professionnelle 26.

Afin de réduire les inégalités d'information et d'accroître la participation des citoyens à une ville plus éco-responsable, les administrations mettent en place des politiques d'éducation aux bons gestes et au développement durable.

De plus, afin d'optimiser l'effet de ces politiques, les administrations mettent l'accent sur les ressorts marketing des publicités et sur la mesure de l'efficacité de ces politiques d'incitation. C'est par exemple le cas du projet Empower de l'Union européenne 27 qui mesure la capacité des acteurs publics à influencer les citoyens et à créer une nouvelle culture de consommation.

Exemple : Les programmes de sensibilisation, « Ça suffit le gâchis » de l'ADEME et Paris sans voiture

L'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie a lancé en 2016 la campagne « Ça suffit le gâchis », pour sensibiliser les entreprises, les collectivités et les citoyens aux enjeux du gaspillage des ressources. À travers une campagne télévisée et la coopération de l'ADEME avec de nombreuses institutions, l'objectif est d'inclure tous les acteurs de la société afin d'atteindre un objectif de réduction de 50 % du gaspillage sur toute la chaîne alimentaire d'ici 202528 .

La Ville de Paris et le collectif Paris Sans Voitures ont co-organisé en 2015 et 2016 une journée sans voitures pour faire réfléchir les habitants à leur utilisation de la voiture et les inciter à choisir des modes de transport plus éco-responsables.

III - La nécessité de développer les partenariats et les coopérations avec les citoyens et le secteur privé

De nombreuses initiatives ont été mises en place dans l'optique de favoriser la participation des citoyens à l'organisation de leur lieu de vie, afin de répondre à leurs demandes et de faire face à une perte de confiance des individus vis-à-vis des pouvoirs publics 29. Toutefois, on remarque que l'investissement des habitants est souvent faible et inégal dans les dispositifs de participation ouverts à tous. Afin de mieux dialoguer avec des citoyens, de nombreux projets sont en cours sur l'open data, comme la mise à disposition de données par le gouvernement . L'utilisation du numérique dans un grand nombre de procédures, permet une circulation plus facile des informations et ouvre une possibilité d'interaction avec les citoyens.

A - Des degrés de participation variables des acteurs des territoires

On dénombre aujourd'hui plus d'un million d'associations et de très nombreuses initiatives citoyennes locales, illustrées par exemple par les lauréats du concours La France s'engage, ce qui a poussé l'administration à changer sa relation avec les acteurs privés et à encourager les initiatives spontannées.

Cependant, les dispositifs de participation n'attirent pas tous les publics : la surreprésentation des retraités dans les conseils de quartier n'encourage pas la création de politiques locales destinées à d'autres publics comme la jeunesse. Ce phénomène est visible même dans des quartiers qui concentrent une population jeune 30. Malgré la volonté de mettre en place des assemblées citoyennes pour co-construire certaines politiques avec les habitants, l'engagement est toujours inégal en fonction de l'âge, la situation sociale, le niveau d'information et la personnalité des citoyens.

Exemple : le Budget participatif de Paris et le PLUiH de Toulouse

La Ville de Paris a mis en place un Budget annuel sur la période 2014-2020 afin de donner la possibilité aux citoyens de proposer des projets d'investissement (5 % du budget d'investissement de la ville, soit un total de 500 millions d'euros jusqu'en 2020). Les projets sont ainsi proposés par les citoyens via une plateforme en ligne puis sont co-construits avec les autres citoyens et soumis au vote.

De même, Toulouse Métropole a ouvert un espace de concertation citoyenne sur son Plan Local d'Urbanisme Intercommunal de l'Habitat 2019 (PLUiH), en invitant les citoyens à donner leur avis sur l'aménagement du territoire urbain.

Il y a eu moins de 300 contributions au PLUiH 2019 alors que Toulouse Métropole compte 735 000 habitants et seulement 3 % des parisiens ont participé au Budget participatif. Ces chiffres sont en progression, ces dispositifs étant de plus en plus connus par les citoyens 31.

B - La mise en place de dispositifs de dialogue innovants

La gouvernance de la ville intelligente a un objectif démocratique dont les administrations cherchent des moyens d' impliquer les citoyens via des modes de participation innovants. En effet, l'adhésion des citoyens à une politique et donc sa bonne application dépendent du degré de contrôle et d'information dont disposent les personnes concernées 32.

Les administrations ont ainsi mis en place des méthodes de prise de décision plus démocratiques et plus adaptées à certains publics, comme par exemple les conseils municipaux de jeunes. De plus, les collectivités organisent une véritable coopération entre les acteurs privés et la personne publique afin de rendre les rapports public-privé plus horizontaux. Par exemple, l'Agence du Numérique développe un grand nombre de projets en mettant en relation des entreprises, des startups et des administrations et encourage la croissance des startups de la French Tech.

Exemple : Concours Moov'in the city, Paris

Certaines administrations font appel directement à la créativité des citoyens via des concours d'idées : le Concours Moov'in the city de la ville de Paris, la RATP, la SNCF et JCDecaux en 2013 ou encore l'appel à idées d'amélioration du réseau RATP 2016 avec des votes en ligne. L'objectif est ici de créer des écosystèmes d'acteurs pour élaborer des solutions à des problématiques sociales et environnementales en s'appuyant sur l'intelligence collective des citoyens, des associations, des entreprises.

Il faut cependant toujours garder à l'esprit les limites que présentent les agoras virtuelles et le « trop numérique », qui ne sont pas forcément adaptés aux publics visés et qui pourraient dans une certaine mesure déshumaniser l'action publique. Ces dispositifs sont donc complémentaires des formes de participation non numériques, et doivent être pensés dans leur globalité.

Conclusion : la recomposition du rôle des collectivités

La ville intelligente rend nécessaire le fait de repenser la gouvernance locale afin d'optimiser les ressources et les services offerts par les villes.

Les communes et les intercommunalités ont un objectif d'autonomie de gestion et d'adaptation au territoire et aux quartiers. Ceci encourage la consultation des citoyens à petite échelle mais il faut garder à l'esprit le fait que les citoyens raisonnent aussi en fonction de leur intérêt privé et pas toujours à l'intérêt général. En outre, le fait de donner la parole aux citoyens, aux associations et aux entreprises questionne le rôle des collectivités. Le degré de co-construction et de délégation du service public optimaux restent à déterminer pour constituer une gouvernance intelligente des villes.

En effet, certains conflits peuvent exister entre les acteurs publics et privés. Le développement d' éco-systèmes hybrides et alternatifs comme le projet Darwin à Bordeaux remet en question les cadres établis dans la production de la ville. En renversant les logiques habituelles, renonçant notamment à des approches spéculatives au profit d'une vision résiliente de la ville, Darwin casse les codes et place la transition écologique et la coopération au cœur de son modèle en capitalisant des dynamiques de la société civile. Une approche qui suscite parfois des frictions avec la collectivité et les aménageurs urbains.

7) Source : Agence Internationale de l'Energie (AIE), 2014. Energy Policies of IEA Countries, European Union, 2014 Review.

8) Sources : Observatoire de l'immobilier durable, Conférence Neutralité carbone et ville de demain, 2016, http://www.o-immobilierdurable.fr/conference-retour-conference-neutralite-carbone-ville-de-demain/.

9) Source : AIE, 2016. Energy Technology Perspectives 2016, Towards Sustainable Urban Energy Systems.

10) Source : The World Bank Data, 2014. CO2 emissions from electricity and heat production, total (% of total fuel combustion). 11) Source : AIE, 2016. Energy Technology Perspectives 2016, Towards Sustainable Urban Energy Systems.

12) Source : Capgeo Sig Paris. http://capgeo.sig.paris.fr/Apps/ParisPLU/.

13) Source : AIE, 2017. Energy Policies of IEA Countries - France 2016 Review 14) Source : Commissariat Général au Développement Durable, 2013. Le bilan énergétique de la France en 2012.

15) Source : Revue du Commissariat Général au Développement Durable - Service de l'observation et des statistiques, 2010. La motorisation des ménages continue de s'accroître au prix d'un vieillissement du parc automobile.

16) Source : ATEC ITS France, Septembre 2015. Mobilité 3.0 Ensemble pour la mobilité intelligente. 17) Source : AIE, 2014. World Energy Outlook.

18) Source : Louvet, 2016. L'impact du VTC sur la mobilité : le cas d'Uber.

19) Source : Smart Grids - CRE. La technologie V2G ou le véhicule électrique comme levier pour optimiser les réseaux, http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=vehicules-electriques-v2g.

20) Source : Data Center Knowledge, 2017. “The Great Data Center Headache - the Internet of Things”.

21) Source : Jutand, Mars 2015. Rapport sur l'ouverture des données de transport. 22) Source : Berg Insights, 2015. ITS in Public Transport.

23) Source : Oates, 1999. An essay on fiscal federalism.

24) Source : Breteau, P., 2016, « À Paris, la moitié de l'espace public est réservée à l'automobile », Le Monde.

25) Source : Mutation du quartier 77 avenue d'Enghien à Épinay-sur-Seine (93), www.ogif.fr.

26) Source : Garric, A., 2014, « La moitié des français ne trient pas leurs déchets de manière systématique », Le Monde.

27) Source : Projet Empower de l'Union européenne : www.empowerproject.eu.

28) Source : Le gaspillage alimentaire, un triple enjeu, www.casuffitlegachis.fr.

29) Source : Pierre Rosanvallon, 2006. La Contre-démocratie.

30) Source : Composition du Conseil de quartier Sorbonne du 5e arrondissement de Paris, 2015.

31) Source : Budget participatif : à quoi rêvent les Parisiens ? Analyse des projets soumis en 2015, Atelier parisien d'urbanisme. 32) Source : Typologie de Sherry Arnstein, 1969. De la manipulation au contrôle des citoyens sur la décision publique.

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