À l'horizon 2033, on estime que 5 milliards d'habitants résideront en zone urbaine contre 3 milliards en 2006. Une montée en puissance qui impose de repenser les systèmes de gestion des bâtiments tant au niveau des projets de construction eux-mêmes que dans l'urbanisme dans son ensemble, avec deux enjeux majeurs pour les smart cities : l'efficacité énergétique et la sécurité.

Des bâtiments connectés : penser la production et la consommation d'énergie autrement

Le défi énergétique est de taille puisque, en France, 43% de l'énergie consommée l'est par les bâtiments et que notre pays s'est engagé à une réduction de 75% de gaz à effet de serre.

Bien sûr, il existe déjà aujourd'hui un arsenal réglementaire régi par de nouvelles contraintes. Et de fait le bâtiment basse consommation devient la norme qu'il soit labellisé Bâtiment de Basse Consommation (BBC), Haute Qualité Environnementale (HQE) ou Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). De plus, il convient de noter que les donneurs d'ordre qu'il s'agisse de particuliers, d'entreprises ou de collectivités territoriales se révèlent de plus en plus sensibles aux questions environnementales ou d'économie d'énergie et intègrent ces questions dans leur projet.

Mais c'est par le biais des smart cities que pourra être relevé le défi de l'éco-métropole où tous les bâtiments répondent dans une vision coordonnées aux enjeux énergétiques. Le saut technologique des villes intelligentes permet  de revoir nos façons de produire et de consommer l'énergie.

La valeur ajoutée de l'ingénierie réside dans la capacité d'auditer un seul bâtiment comme l'ensemble d'une métropole et de proposer aux architectes les solutions les plus performantes aux meilleurs coûts tant sur le plan des matériaux que sur celui des systèmes d'information et d'électronique en les intégrant dans un ensemble cohérent : non plus à l'échelle du bâtiment mais à celle de la ville.

En ce sens, un vaste champ d'innovations s'ouvre à nous. Nous sommes d'ores et déjà en capacité de créer des bâtiments autosuffisants en matière de production énergétique. Nous savons également, grâce aux chaudières à microgénération, utiliser un seul et même système pour produire de la chaleur et de l'électricité. Mais demain il faudra  faire en sorte que l'énergie produite par un bâtiment lorsqu'elle n'est pas consommée puisse l'être par des bâtiments voisins. Nous pourrons aussi récupérer de l'énergie des calories pour chauffer les espaces publics et privés. Nous saurons également stocker en masse l'énergie non consommée sous forme de gaz en créant des interconnexions entre les réseaux électriques et de gaz.

Des bâtiments plus sûrs : le double enjeu de la sûreté et de la sécurité

Autre enjeu capital, celui de la sécurité. Dans une ville où tout sera interconnecté il convient de réfléchir et de proposer des infrastructures  des bâtiments et des objets plus sûrs. Ceci, dans la double acception du mot « sûrs ».

Tout d'abord, au sens de « sécurité » pour la préservation de l'intégrité du bâtiment mais aussi de ses données. Sur ce deuxième point, l'objectif est de se prémunir contre tout acte de malveillance car pénétrer un système informatique qui pilote des fonctions critiques peut avoir des conséquences désastreuses.

Mais aussi au sens de « sûreté » afin de faire en sorte que quelle que soit la nature de l'événement ou de l'incident, le système continue de fonctionner correctement. La continuité est nécessaire dans les systèmes connectés.

Voilà une équation passionnante pour les ingénieurs. Elle consiste à continuer à développer des technologies toujours plus performantes mais aussi plus sûres, en veillant à leur fluidité d'utilisation et de maintenance ainsi qu'à leur continuité de service dans un contexte de risques sécuritaires accrus.

Combiner l'intelligence : approches systémiques et hypervision

Toutefois, dans la logique des smart cities, ces deux enjeux environnement et sécurité ne sont pas disjoints. Ils font partie de la même intelligence. Un bâtiment doit être à même aujourd'hui de combiner l'intelligence de l'occupation, de la production de chaleur ou de froid, des systèmes de contrôles d'accès, de la domotique, de la sécurité, etc.

Et de fait, l'avenir repose sur notre capacité à développer des approches systémiques de la ville, de les rationaliser plutôt que de les multiplier : ainsi un capteur de présence dans un immeuble peut servir à la fois à déclencher des alarmes et à doser l'énergie nécessaire pour chauffer les parties communes ; une caméra à un carrefour en ville peut permettre de surveiller les infractions mais aussi de contrôler les feux de croisement pour mieux gérer les flux de circulation...

La question de la centralisation des données est cruciale : c'est l'apport de l'hypervision. Cela consiste à donner accès à une centralisation de toutes les informations plutôt que de faire coexister bon an mal an plusieurs systèmes qui séparément sont incapables parfois de discuter entre eux. Outre la cohérence des systèmes entre eux, cela permet de disposer de systèmes intelligents capables de proposer en temps réel des scénarios d'action sur tout ou partie des infrastructures et systèmes gérés.

Qu'il s'agisse de la gestion de l'énergie ou de la sécurité, l'objectif de la ville intelligente va être de rendre les systèmes à la fois puissants, cohérents et simples d'utilisation.