VT2015 SimSmartCities

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Présentation

  • Enseignants : Georges-Pierre Bonneau, Didier Donsez (VT2015)
  • Sujet : Simulations of Smart Cities
  • Auteur : Rossi Ombeline
  • Date: 16 octobre 2015

Mots clés

Simulation, capteurs, ville intelligente, sources d'énergies, développement durable

Résumé

Les villes intelligentes se popularisent de plus en plus. Elles permettent une utilisation optimale des ressources disponibles sans les épuiser et tout en améliorant la qualité de vie de leurs habitants. Toutefois, il est difficile de prévoir quels seront les effets de toutes les modifications apportées à une ville afin de la rendre intelligente. Ainsi, il est de bon ton d'utiliser des simulations avant toute mise en place.

Abstract

Synthèse

Définition

Une ville intelligent utilise les Technologies de l'Information et de la Communication afin d'améliorer sa qualité de vie.

Moins généralement, une ville intelligente :

  • Exploitera les ressources financières à sa disposition (investisseurs et matériel déjà possédé)
  • Utilisera ses ressources environnementales (aussi bien ses infrastructures d'énergies qu'un apport régulier en eau potable)
  • Prendra en compte les besoins de ses institutions,ses entreprises et ses citoyens
Fig.1 : Mise en place d'un plan économique, social et environnemental

Les territoires et les villes doivent être aménagés en fonction de ces trois points afin d'arriver à une gestion avisée de ses ressources et d'améliorer sa qualité de vie ainsi que celle de ses services urbains. Le meilleur moyen de vérifier et d'analyser tous ces paramètres en permanence est de mettre en place un réseau de capteurs sans fil.

Capteurs

Il existe de nombreux types de capteurs utiles à l'élaboration d'une ville intelligente. Voici quelques exemples de ce qu'ils mesurent !

  • Niveau de pollution ; afin de pouvoir prendre les mesures environnementales et humaines nécessaires lorsque celui-ci devient trop élevé
  • Niveau de radiations
  • Intensité lumineuse ; afin de réguler l'éclairage public et de diminuer les dépenses énergétiques tout en optimisant ce service
  • Niveau de pluies ; pour éviter les déplacements inutiles d'équipes d'arrosage
  • Niveau de bruit ; cela permet de redéfinir l'attrait d'une rue pour les habitants
  • Remplissage des poubelles ; principalement pour celles rarement vidées, comme les containers de verre.
  • Places de parking vides ; pour diminuer le temps passé en voiture par les utilisateurs

Mise en oeuvre

Afin de mettre en place en ville une infrastructure permettant de la rendre intelligente, ou de concevoir une ville entière, il faut suivre plusieurs étapes pour arriver à un plan d'actions crédible et réalisable. Tout d'abord, il faut déterminer quels problèmes rencontre actuellement la ville, ou quels sont ceux auxquels elle pourrait être confrontée dans le futur. Ensuite, il faut établir un plan économique, social et environnemental regroupant les ressources énoncées dans la partie Définition. Il est alors nécessaire de convertir un politicien à la cause, car de nombreuses personnes vont alors être à convaincre : collectivités, urbanistes, industriels des secteurs de l'énergie, de l'eau, des transports et des réseaux télécoms, infrastructures, constructeurs, intégrateurs... Toutefois, toutes ces entités ne sont pas forcément calées en sciences humains ou technologiques, et donc capables d'appréhender le plan qui doit être mis en place. Il faut alors être capable de leur montrer visuellement les effets dudit plan ; soit en le mettant en place (sauf que c'était le but de la manoeuvre, regrouper les investisseurs pour le mettre en place), soit avec une simulation.

Simulateurs de Smart Cities

Il existe divers simulateurs de villes intelligentes, la plupart fonctionnant sous Linux ou Windows. Deux d'entre eux sont particulièrement adaptès aux deux situations citées ci-dessus.

Simulateur "Build from scratch" : Blended Cities

Blender est un logiciel gratuit de création de ville très complet, permettant rapidement et facile de créer un terrain, de le modifier et d'y construire des bâtiments et des rues.

Fig.2 : Ville construite avec Blender

Toutefois, il n'est pas capable de prendre en compte des données supplémentaires, comme par exemple l'attractivité d'une rue par rapport à une autre du fait de la présence de capteurs de parkings dans celles-ci, ni de gérer des mouvements réalistes de population. Mais, ce logiciel est également capable de prendre en compte dans ses versions antérieures à la 2.5 des scripts Python permettant d'ajouter ces comportements.

Blended Cities est l'un de ceux-ci, et il permet de définir des lieux de culture, des parcs, des feux de circulation alternés...

Simulateur pour une ville déjà existante : Smart City Explorer

Ce logiciel prend en compte soit des données géographiques, soit une carte Google et construit une ville à partir de cela. Les données géographiques permettent de dessiner une ville complète, et d'y définir les zones d'habitation et celels de travail, et le logiciel sera ensuite capable de déterminer quels seront les niveaux de pollution et de bruit dans les rues.


[[File:Villedonneesgeo.jpg|400px|thumb|center]Fig.3 : Rues à forte pollution sous Smart City Explorer]

La carte Google map est bien plus rapide à charger, mais elle permet moins de détails. Toutefois, elle est bien suffisante pour estimer la fréquentation d'une route et les modifications du traffic engendrées par la fermeture d'une voie.


[[File:Ville_donneesgmap.png|400px|thumb|center]Fig.4 : Concentration automobile]

Bibliographie

http://theguardian.com http://smartgrids-cre.fr http://siradel.com http://jerome.le.chat.free.fr