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ÉNERGIE
La Smart City, composante essentielle de la transition énergétique
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Ces dernières années, de nombreuses problématiques ont émergé sur les thématiques de la mobilité urbaine et des territoires connectés. Les mutations nécessaires pour construire la ville intelligente et durable de demain suscitent une multitude de débats, l’implémentation de nouvelles politiques et un formidable effort d’innovation. Dans le contexte de la Transition écologique, les secteurs privés et publics font aujourd’hui face à de nouveaux enjeux industriels et économiques et devront accompagner cette transformation urbaine, qui rendra obsolète les techniques et pratiques antérieures. En ce sens, on estime à plus de 100 milliards de dollars le poids de l’investissement dans le développement des Smart Cities au cours de la prochaine décennie.

Le développement exponentiel des technologies et de l’intelligence artificielle permettront-elles de répondre durablement aux défis urbains que représentent la densité et la mobilité des populations, l’intégration des énergies propres et la préservation des ressources ?

Mais répondons d’abord à cette question : Qu’est-ce qu’une Smart City ? Nous nous intéresserons ensuite aux mutations tant physiques que numériques engendrées par les nouveaux espaces urbains.

Quelques données clés

  • Seuil des 50% de citadins dépassé dans le monde, 65% en 2050
  • 12 Villes de plus d’un million d’habitant en 1900, 83 en 1950 plus de 500 en 2017 dont 119 en Chine !
  • 36 villes de plus de 10 millions d’habitants
  • 600 villes les plus peuplées concentrent 60% des richesses
  • Plus d’un milliard de personnes vivent dans des bidonvilles

Les Smart Grids, composantes essentielles de la notion de Smart Cities

La notion de Smart Cities est indissociable de celle des Smart Grids. En effet, la ville intelligente de demain sera connectée et pilotée à travers le déploiement de réseaux d’infrastructures intelligents et évolutifs : les Smart Grids.

Les nouveaux réseaux électriques devront pouvoir connecter et mailler les bâtiments, et la ville au sens large.

Une définition possible, homogène et européenne des smart grids pourrait être celle-ci :

Un réseau de distribution électrique supérieur et « intelligent » car optimisant la production et la performance énergétique par l’utilisation des technologies les plus récentes.

Un réseau qui établit un lien sécurisé entre l’offre et la demande. Ce réseau sera intelligent, évolutif, adaptatif, s’améliorera et se réinventera via de nouvelles technologies toujours plus innovantes. Il permettra d’assurer un lien permanent entre les acteurs impliqués dans la distribution de l’énergie : consommateurs, fournisseurs, transporteurs et distributeurs d’électricité ou de gaz... L’implication du consommateur permettra notamment d’optimiser et d’équilibrer en temps réel la production du système électrique. En effet, il ne sera plus question d’un système qui adapte la production à la consommation mais d’un nouveau système basé sur la demande du consommateur, et sur ses capacités de stockage et de production.

Les Smart Grids se caractérisent par une nouvelle vision du réseau de distribution. En effet, il n’est déja plus question d’une relation à sens unique, producteur vers consommateur, comme en témoigne par exemple le compteur interactif de type « Linky ». Elles intègreront les nouvelles sources d’énergie renouvelable décentralisées voire même domestiques, mais intermittentes telles que le photovoltaïque, où l’éolien.

Les Smart Grids constituent à ce titre une réponse aux objectifs environnementaux actuels.

Dans le cadre européen, un objectif ambitieux dit des « 3x20 » a été proposé. Il a pour objectif de réduire de 20% les émissions de CO2 par rapport au taux de 1990. Mais encore, il vise à faire passer à 20% la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique européen.

La France a quant à elle annoncé qu’elle divisera par 4 ses émissions de gaz à effet de serre. Ces objectifs politiques supposent de repenser la gestion du système électrique afin de transformer véritablement le rapport à l’énergie.

La transition énergétique impose que le système électrique se place sous le signe de la frugalité et du « juste nécessaire » et s’adapte en temps réel aux variations de consommation selon les saisons et les heures de la journée. Les moyens de production d’électricité sont de plus en plus diversifiés sur des sites de production de plus en plus nombreux, et l’un des enjeux les plus importants consistera à assurer la réinjection d’énergie dans des réseaux de distribution conçus pour transporter et non pas stocker cette énergie.

 figure1 article smart city

Caractéristiques actuelles des réseaux électriques existants

Caractéristiques requises des réseaux électriques intellligents - Smart Grids

Analogique

Numérique

Unidirectionnel

Multidirectionnel

Production centralisée

Production décentralisée et diversifiée

Retour d’information sur une partie des réseaux

Retour d’information sur la totalité des réseaux

Gestion de l’équilibre du système électrique par l’offre/ production

Gestion et adaptabilité de l’équilibre du système électrique par la demande/consommation

Consommateur

« Consom’acteur »

Des Smart Grids aux Smart Cities

Depuis leur existence, les villes ont pu répondre de manières adéquates aux problèmes auxquels elles étaient confrontées. En se réinventant en permanence. Elles veulent répondre aux défis environnementaux et citoyens qui leurs sont aujourd’hui posés. Chaque ville dispose de ses propres critères de définition de ville intelligente, selon son histoire, son contexte, ses caractéristiques (politiques, géographiques, …) et ses choix.

A l’heure où l’on parle désormais de « village mondial », il est évident que la ville intelligente de demain sera interconnectée, en résonnance avec le monde actuel, capable de répondre aux défis posés par la raréfaction des ressources et la préservation de l’environnement en se fondant sur la richesse et le développement des techniques et du numérique ainsi que le partage en temps réel de l’information à chaque endroit et à chaque instant. Mais c’est là une responsabilité commune qui nous incombe, celle de construire chacun à notre échelle la ville intelligente de demain. Cela passe notamment par l’intégration des technologies et du numérique sans les dissocier de l’humain.

Par « ville intelligente » nous entendons une ville qui anticipe le futur en apprenant du passé, s’appuyant à la fois sur l’innovation et sur le respect des sensibilités culturelles. Comprendre et anticiper ses vulnérabilités est un élément majeur pour œuvrer à la triple convergence nécessaire de sa transformation sociale, urbanistique et technologique.

Plus de 80% des villes de plus de 500 000 habitants de l’Union européennes seront des Smart Cities selon un rapport du parlement européen. 

Plus de 50 millions d’habitants s‘installent en ville chaque année.

Plus de deux tiers de l’énergie consommée dans le monde est d’origine urbaine

La ville au service de la transition énergétique

La ville intelligente est une ville sobre qui utilise l’énergie de manière modérée et qui incite à consommer de façon plus propre et respectueuse de l’environnement et d’autrui.

Une meilleure maitrise de la consommation énergétique passe par les leviers suivants :

  • Réduire la consommation du chauffage électrique, principale responsable des pics de consommation observés en hiver notamment.
  • Intégrer d’une manière pertinente l’utilisation des véhicules électriques, notamment les flottes en autopartage ;
  • Fortement encourager l’innovation technologique (éclairage intelligent et adaptatif, capteurs de luminosité, domotique, compteurs intelligents, etc…)
  • Réfléchir en étroite concertation avec les entreprises de transport (RTE) et de distribution (Enedis) d’électricité et de communication (SIPPEREC) pour fusionner la composante environnementale de leurs activités respectives. A ce titre encourager auprès des collectivités le développement des programmes tels que le « programme réseau durable » de RTE qui a déjà permis de réduire significativement le taux de pertes sur les lignes de transport tout en réduisant le taux d’émission de GES (SF6) .
  • Encourager les gestes citoyens « de bon sens » : éteindre les lumières et appareils électriques le soir, privilégier la lumière du jour, réduire la consommation d’eau .
  • Revoir l’enveloppe thermique des bâtiments : en effet, surtout pour les bâtiments les plus anciens, on observe un véritable gouffre énergétique lié à une mauvaise isolation extérieure et/ou intérieure. Les déperditions calorifiques peuvent être colossales et la consommation électrique pour compenser ces pertes est déraisonnable.

Dans un contexte urbain en pleine mutation et soumis à des contraintes énergétiques toujours plus importantes, l’émergence des Smart Cities apparaît donc désormais indispensable pour répondre aux enjeux environnementaux de demain. Il est du ressort de chacun, des entreprises et collectivités, en étroite concertation avec les citoyens de développer des axes de réflexion pour relever le défi de la ville intelligente de demain. Celle-ci donnera à chaque acteur le pouvoir d’agir sur son environnement. FNE Ile-de-France, interlocuteur reconnu des collectivités, de l’Etat, des citoyens et des entreprises, conscient de ses responsabilités, jouera tout son rôle pour faire émerger la Ville de demain, tant par ses propositions que par l’exercice de son devoir de vigilance.

Paul Vivier,
FNE Ile-de-France

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