À Nantes, la ville intelligente devient une réalité avec mySMARTlife

Face à Barcelone, Copenhague ou Stockholm, championnes européennes des villes intelligentes, la France dispose de quelques pépites. Parmi celles-ci : Nantes, engagée dans le projet de recherche européen H2020 mySMARTlife depuis le 1^er décembre 2016. Grâce à celui-ci, la capitale des Pays de la Loire compte bien mettre à profit son patrimoine scientifique, notamment représenté par IMT Atlantique, pour poursuivre sa transformation en smart city.

Pour trouver une preuve que la transition des métropoles françaises vers des villes intelligentes est une réalité, il faut se tourner vers Nantes. Depuis plusieurs années déjà, elle engage une transformation et concrétise le concept de ville du futur. Un rôle et une ambition qu’elle porte au niveau européen, puisque Johanna Rolland, maire de Nantes et présidente de Nantes Métropole, siège au comité exécutif d’Eurocities. Ce réseau de villes — également présidé de 2014 à 2016 par la maire de Nantes — défend les intérêts des métropoles auprès des instances européennes, et compte dans ses rangs des grands noms de la ville intelligente : Barcelone, Stockholm, Milan… Bref, osons le dire à l’heure où encore peu de villes en Europe peuvent se targuer d’engager des actions palpables pour devenir des smart cities : Nantes fait figure de pionnière en la matière.

Le 1^er décembre 2016, cette caractéristique a été renforcée encore un peu plus, avec le lancement officiel du projet de recherche H2020 mySMARTlife. Démontrant la place occupée par Nantes dans l’écosystème européen des villes de demain, il réunit celle-ci aux côtés d’Hambourg et d’Helsinki en tant que pilotes du projet. À l’échelle du territoire nantais, MySmartLife a pour but de moderniser plusieurs des grands secteurs de gouvernance de la ville, notamment en termes d’énergie et de transports. Plus concrètement, un des objectifs est « d’avoir pour Nantes Métropole et les acteurs associés^[1] une plateforme permettant le développement de nouveaux services, leur suivi et l’aide à la décision » explique Bruno Lacarrière, chercheur à IMT Atlantique. L’établissement est en effet partie prenante de ce projet H2020, et offre une double expertise : sur l’efficacité énergétique en lien avec les réseaux de chaleur et sur l’aide à la décision. Cette expertise est portée par le département Systèmes énergétiques et environnement (membre de l’UMR CNRS 6144 GEPEA) côté nantais, et par le département Logique des usages, sciences sociales et de gestion (membre de l’UMR CNRS 6285 LAB-STICC), côté brestois.

Optimiser l’efficacité énergétique de Nantes

En particulier, les chercheurs du département Systèmes énergétiques et environnement d’IMT Atlantique apporteront leurs connaissances en matière d’efficacité énergétique et d’analyse système, appliquées aux réseaux de chaleur. « Nos compétences dans le domaine permettent de modéliser ces systèmes avec une approche intégrée qui va au-delà, par exemple, de l’étude thermo-hydraulique» détaille Bruno Lacarrière.« Nous ne modélisons pas que les tuyaux, mais un ensemble d’objets technologiques reliés entre eux » poursuit-il. La diversité des systèmes qui peuvent être sources de chaleur pour le réseau (chaudières, unités de cogénération, géothermie, récupération de surplus de la chaleur industrielle…), ainsi que la diversité des consommateurs raccordés sont pris en compte. C’est alors toutes les composantes du réseau de chaleur qui sont intégrées dans les modèles des chercheurs. Cette approche, complexe car basée sur une considération globale du réseau, permet ainsi de mieux évaluer les points à améliorer pour optimiser l’efficacité énergétique, et de mieux prédire les conséquences de la rénovation d’un bâtiment par exemple.

Les chercheurs bénéficieront grandement de la proximité avec les partenaires industriels dans ce projet. Pour élaborer leurs modèles, ils ont en effet besoin de données de terrain telles que les mesures de chaleur livrées à différents points du réseau. « C’est une donnée difficile à obtenir, car on parle ici d’un système raccordé à plusieurs centaines de bâtiments » souligne Bruno Lacarrière. De plus, cette information n’est pas publique. « C’est donc un avantage de pouvoir travailler avec des acteurs de terrain tels que Erena (filiale d’Engie et opérateur du réseau sur Nantes), moyennant les clauses de confidentialité nécessaires bien entendu» poursuit le chercheur.

Pas de ville intelligente sans aide à la décision

En parallèle, le département Logique des Usages, sciences sociales et de gestion a pour rôle de développer des outils d’aide à la décision ; un aspect important dans bien des actions de la ville intelligente. C’est le cas de la mobilité et du transport, comme le mentionne Bruno Lacarrière : « Dans le cadre de l’essor des transports électriques, une des applications d’aide à la décision peut être de fournir aux utilisateurs la localisation des stations de recharge disponibles les plus proches en temps réel. » L’aide à la décision peut également être utilisée par les pouvoirs publics pour déterminer, à partir de la configuration des infrastructures et de distribution électrique, le meilleur endroit pour implanter des stations de recharge. « C’est là que la notion de plateforme prend tout son sens : il y a une centralisation de l’information mise à disposition de plusieurs acteurs » justifie le chercheur.

Si les deux expertises d’IMT Atlantique sont différentes en termes de recherche, elles sont tout à fait complémentaires. L’aide à la décision peut ainsi s’alimenter des informations issues des modèles de réseaux de chaleur pour, par exemple, proposer de nouveaux raccordements de bâtiments au réseau, ou étudier le déploiement de nouvelles sources de production. À l’inverse, les résultats de l’aide à la décision basée sur plusieurs critères (souvent associés à différents acteurs) permettent de définir de nouveaux scénarios de modélisation des réseaux. Les chercheurs en efficacité énergétique et ceux en aide à la décision se complètent ainsi via la plateforme, permettant d’accompagner les différents acteurs dans leurs prises de décision.

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Ancrer les transformations dans la durée

Si le projet mySMARTlife dure cinq ans, toutes les actions du projet — y compris le déploiement de la plateforme — devront être réalisées dans les trois premières années. Les deux dernières années seront réservées à l’évaluation des différentes actions, aux études d’impact et aux révisions si cela s’avérait nécessaire. « Nous pouvons imaginer par exemple que les trois premières années permettent de mettre en place un système optimisé de gestion de l’énergie, et que les deux années de suivi donnent un retour sur son optimisation réelle. Un recul assez long qui inclut plusieurs saisons de chauffage est en effet nécessaire.» illustre Bruno Lacarrière.

Les spécificités de la plateforme sont encore à définir, et cela constituera la première mission des partenaires. Car s’il s’agit dans un premier temps d’une plateforme de démonstration, celle-ci a bien vocation à rester en place une fois le projet terminé. Il faut ainsi réfléchir en amont à la forme qu’elle prendra, notamment pour que les partenaires industriels, mais aussi les autorités publiques et les utilisateurs finaux puissent en tirer le plus grand bénéfice. Avec ce projetH2020, la Commission européenne compte donc bien déployer des actions concrètes ancrées dans la durée.

De Nantes vers l’international

Les travaux seront focalisés dans un premier temps sur l’Île de Nantes, cœur de la métropole situé sur la Loire. Mais déjà, certains réseaux de chaleur et transports n’étant pas cantonnés uniquement à ce quartier, le projet concernera par extension d’autres secteurs de la ville. Pour exemple : la production de l’énergie utilisée par l’Île se joue en partie en dehors des frontières du quartier, et il faudra donc élargir l’espace géographique des modèles. Plusieurs actions concernant d’autres zones de la métropole sont ainsi déjà prévues.

De plus, le chantier mySMARTlife ne doit pas être considéré uniquement comme une volonté de ne moderniser que quelques aires de Nantes ou des deux autres villes phares. Le désir de Bruxelles d’assurer une pérennité temporelle s’accompagne également d’une volonté affirmée de sécuriser le passage à l’échelle des résultats de mySMARTlife. Tout l’enjeu est justement de produire des connaissances et des résultats pouvant être transposés dans d’autres aires urbaines, en France ou ailleurs. D’où l’intérêt de donner le pilotage du projet H2020 à Helsinki et Hambourg également.

En collaborant avec les partenaires de ces deux autres villes, les chercheurs pourront valider leurs modèles en les appliquant à d’autres grandes métropoles. Ils tenteront également de tester la validité de leurs travaux sur des villes de tailles moins importante, puisque le projet fédère également les villes de Bydgoszcz (Pologne), Rijeka (Croatie), Varna (Bulgarie) et Palencia (Espagne). « Le projet a ainsi vocation à démontrer la capacité des technologies mises en place à massifier les actions menant à une ville intelligente » pointe le chercheur. Ne pas réserver la transition vers des smart cities uniquement aux métropoles en pointes sur le sujet, mais la rendre accessible même aux communes plus petites est en effet un enjeu fort de la transformation des villes.

^[1] À l’échelle du territoire nantais, Nantes Métropole sera accompagnée de neuf partenaires : IMT Atlantique, Nantes Métropole Habitat, la Semitan, Armines, Atlanpole, Cerema, Engie et Enedis.