Numériser la ville

Marc MOREAU – Développer la ville numérique

Numériser les services urbainsPrésentation le 9 juillet 2015 au

Ministère de l’Ecologie, du Développement durable et de l’Energie

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Votre interlocuteur, en quelques mots

• Marc MOREAU• 18 ans dans le numérique

Ma vocation : faire le lien entre usages et technologies digitales

• Délégation générale pour l’armement (1997-2005)• Architecte système sur des simulations pour l’entraînement• Directeur de programme avec deux portefeuilles

(simulation et surveillance du champ de bataille)• Ministère de l’industrie – DGE (2005-2008)

• Chef du bureau Société de l’Information et Sécurité(politiques de soutien aux usages du numérique)

• Veolia Recherche et Innovation (2008-2015)• Directeur du département Modélisation et Technologies de l’Information

(numérisation des services urbains, nouveaux business)

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Plan de mon intervention« Numériser les services urbains »

• Des exemples de numérisation dans tous les domaines du ministère

• …en s’arrêtant aux portes des domiciles (maintien à domicile, santé…) et des écoles

• … en mettant les usages avant la technologie

• Les impacts en perspective• Technologie, sécurité, modèles économiques, formation…

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Surveiller et prévoir les nuisances olfactives

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Grâce au couplage capteur de gaz et modélisation atmosphériqueconnaître et prévoir la dispersion de polluants,voire remonter à la sources des émissions

Tableau de bord du SIAAP - http://www.siaap.fr/


Piloter le réseau électrique

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Veolia – Le cahier des chroniques scientifiques n°18

Le smart grid (réseau électrique intelligent) pour faire face :• à la hausse de la demande énergétique• au développement des énergies renouvelables

décentralisées et intermittentes• à l’obsolescence des infrastructures existantes

Il met en œuvre dans le domaine numérique :• prévision météo (mécanique des fluides)• prévision de consommation (modèles statistiques)• télécommunication• automatisme et régulation

Exemple : http://www.smartgrid-reflexe.com/

Le smart-grid peut être mis en œuvre au niveau du quartier (micro-grid)

http://www.smartgrid-reflexe.com/


Maîtriser les fuites et la qualité de l’eau

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Centre de gestion de l’eau de Pudonghttp://www.veolia.com/

https://www.service-client.veoliaeau.fr

http://www.endetec.com/

Pour maîtriser les volumes et la qualité• un réseau de capteurs couplé à• des modèles• des algorithmes de traitement (prévision

de consommation, détection d’anomalie….)• des algorithmes de régulation (pilotage des

pompes, de la chloration…) pour garantir la qualité ou réduire la consommation d’énergie


Prévenir les débordements du réseau d’assainissement

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Solution Influx mise en placepour le SIAAP par Ondéo Systems

• Un modèle météo• Un modèle hydraulique• Des capteurs hydrauliques• Un système d’optimisation• Des automates

pour prévoir le niveau des précipitationset piloter dynamiquement le réseau d’assainissement (stockage, traitement, déversements)

afin de limiter le risque d’inondation

Boston Water and Sewer Commission (BWSC)


Améliorer le recyclage de la matière

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Introduire la reconnaissance d’images et la fusion de capteurs pour améliorer la reconnaissance des matériaux, mieux trier et avoir des matières premières secondaires de meilleure qualité

Automatiser les opérations pour améliorer les conditions de travail des opérateurs et améliorer la séparation des flux

http://www.veolia-proprete.fr/

Chaîne robotisée de démontage d’écrans plats

Tri téléopéré


Favoriser l’usage des transports en commun

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Les transports sont le secteur qui s’est le premier tourné vers les technologies digitales.

Les progrès• de la prévision de trafic (big data)• du guidage personnalisé (algorithmes

d’optimisation, terminaux mobiles)devraient faciliter les déplacements multi-modaux.


Concevoir et planifier la ville durable

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L'évolution urbaine résulte d'une myriade d'interactions entre les individus, les projets, les infrastructures, les services, la géographie.

Des techniques de modélisation permettent de répliquer numériquement cette complexité et anticiper les évolutions parfois contre-intuitives (comme une ligne de métro qui augmente la circulation routière et la pollution…)

https://www.linkedin.com/company/forcity


Surveiller la qualité des eaux de baignade

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Le projet GIRAC (Gestion Intégrée des Rejets d'Assainissement Côtiers) a permis de développer• un outil d’évaluation et de suivi des rejets de polluants sur la côte

(généralement amenés par les pluies et les rivières) : capteurs, modèle maritime…

• un outil d’aide à la décision pour la gestion de la sécurité sanitaire des baigneurs par les collectivités.


Plan de mon intervention« Numériser les services urbains »

• Des exemples de numérisation dans tous les services urbains

• Les impacts en perspective• La technique• Formation et compétence• Nouveaux modes de relation• Nouveaux modèles économique

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Les technologies clés

• Les quelques exemples qui précèdent montrent l’importance d’une série de technologies• Des réseaux télécom pour le milieu urbain avec très basse consommation,

complémentaires des réseaux cellulaires (technologie LoRa…)• Des capteurs en tous genres, qui avec les télécoms créent l’internet des

objets urbains• Data mining (pour le big data, mais pas obligatoirement) pour prévoir et

détecter les problèmes• Le cloud pour regrouper et partager facilement les données et applications

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Focus sur l’analyse de données ou data mining

• Objectif : transformer la donnée en information pour alimenter la décision et l’action• Prévision (de consommation, de ventes…)• Détection d’anomalie (défaillance technique, vol…)• Classification (segmentation clientèle,

• Le datamining• C’est des mathématiques (beaucoup de statistique) et de l’algorithmique, avec ou

sans connaissances préalables sur le système étudié• C’est souvent associé au big data, mais on peut faire de bonnes analyses avec des

volumes de données raisonnables. Par contre, le big data complique la question !• Nécessite des personnes formées aux outils et méthodes, travaillant en binôme avec

des experts métiers

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Architecture et interopérabilité

• Multiplier les flux de données dans la ville imposed’organiser leur circulation et leur stockage etde maîtriser l’architecture du système informatique.

• Sans urbanisme, le système d’information ressembleà un bidonville…

• La mutualisation des infrastructures de communication et la circulation des données sont facilitées par l’usage de standards et de normes promus par des associations ouvertes (LoRa™ Alliance…) ou accompagnés par les pouvoirs publics (Smart Grids Task Force de l’UE…)

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Un bidonville à Phnom Penh, capitale du Cambodge.© OlegD - Fotolia.com


La sécurité pourrait être un cauchemar

• Les technos sont nouvelles, donc chères et les business models sont à inventer : tout pousse à travailler au début à moindre coût, en se concentrant sur la fonction principale et en sacrifiant les autres aspects comme la sécurité.

• La « smart city » repose sur beaucoup de connexions• sans fil, faciles à écouter et à brouiller• unidirectionnelles ou à faible débit ne permettant pas les mises à jour et corrections des logiciels

• Les systèmes incluent des équipements• nombreux et dispersés rendant difficile la gestion de clés de chiffrement, les corrections de faille• physiquement accessibles et donc physiquement attaquables

• Les systèmes sont très étendus, complexes et interconnectés, multipliant les risques de faille

• Il n’y a pas d’équipe et d’organisation au niveau des villes pour gérer la sécurité, tester les équipements et systèmes, réagir en cas d’attaque.

• …

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Evolution des offres d’emploi

• Ces systèmes nécessitent de disposer de ressources très qualifiées, globalement en pénurie• Développeurs, notamment en technologie Web• Data Scientists, connaissant bien les méthodes et outils de traitement de

données et capables de dialoguer avec des opérationnels ou experts métiers• …

• Le besoin en personnel non qualifié va aller en diminuant• Déjà plus de relevé manuel des compteurs avec le télérelevé• Demain, plus trieur de déchets avec la reconnaissance et les robots ?• Demain, plus de conducteurs de bus avec les véhicules autonomes ?

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De nouveaux modes de relation

• Dans le numérique, les acteurs de la chaine de valeur sont dépendants les uns des autres pour créer l’écosystème et en compétition pour partager valeur produite• Exemple : le fabriquant de terminal, l’opérateur téléphonique, le fournisseur de contenu• on parle de « coopétition »

• Dans les concepts de marketing moderne, les marques s’efforcent d’établir la relation et créer de la valeur avec le client

• Les mêmes mécanismes de collaboration se mettent en place dans les villes :• Co-création avec les citoyens• Coopétition entre les acteurs• Open data

• Les acteurs traditionnels (collectivités, opérateurs industriels…) doivent apprendre des modes de fonctionnement qui ne sont pas basés sur les rapports de force (concurrence, client – fournisseur…)

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De nouveaux acteurs - Désintermédiation

• GreenUnivers annonce• En 2009 : Malte va sans doute devenir le premier Etat doté d’un réseau d’eau et d’électricité

intelligent, et ce sous le pilotage d’IBM• En 2014 : Google rachète Nest au prix fort pour s’imposer dans le smart home

• De nouveaux acteurs entrent sur le marché…

• Le risque de désintermédiation ou d’éviction est d’autant plus élevé que lemétier traditionnel s’appuie sur des moyens et des expertises répandus• Taxi = voiture, savoir conduire (pas besoin de connaitre la ville avec les GPS => Uber• Parking : avoir une place de parking => BePark• Collecte de déchets : avoir un camion ou une camionnette et savoir conduire => Recy'go• Hotel : chambre avec lit, savoir faire le ménage et la cuisine => Airbnb• Stockage : avoir quelques mètres carrés et un peu d’organisation… => jestocke.com

• A des degrés divers, les acteurs de l’éco-système urbain vont devoir remettre en cause leurs modèles business et modes de fonctionnement

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De nouveaux business models

• Les systèmes de tarification évoluent• Tarification incitative de la collecte des déchets pour faire évoluer les comportements• Tarification sociale pour aider les plus démunis

• De nouveau types de contrats• Des contrats de performance énergétique pour vendre de la non consommation d’énergie• Revente d’électricité produite localement ou d’électricité non consommée (modèle

d’effacement)

• De nouveaux business models• Modèles bifaces dont publicitaires (JC Decaux l’avait déjà inventé dans le monde physique)• Freemium associant une offre gratuite en libre accès, et une offre « Premium » plus haut de

gamme en accès payant• Valorisation de la donnée (lire par exemple Datanomics qui fait une présentation

intéressante bien qu’un peu théorique)

• Ces évolutions perturbent le fonctionnement économique et le financement des services qui vont mettre du temps à retrouver leur équilibre

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Le financement est-il assuré sur le long terme ?

• Le coût des infrastructures et des frais fixes est important dans le coût total des service (estimé à 80% dans l’eau).Attention à ne pas remettre en cause leur équilibre financier par effet ciseau :• Hausse des exigences (environnement, sécurité…)• Baisse des prix

• Les nouveaux acteurs qui se glissent dans l’écosystème pourraient-ils exploiter les infrastructures sans nécessairement participer au financement, comme les GAFA profitent des réseaux financés par les opérateurs télécoms ?

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Finalement, la ville restera-t-elle gratuite ?

• Aujourd’hui, en dehors de l’eau, les équipements et services sont « gratuits » ou facturés en deçà de leur coût réel car financés principalement par l’impôt et la plus-value des aménageurs

• Facteurs de remise eu cause des circuits de financement actuels :• crise des finances publiques• évolution des systèmes de tarification• arrivée de nouveaux acteurs• nouveaux modèles économiques pseudo-gratuits (freemium)

• Les technologies de l’information et les nouveaux modèles économiques pourraient renouveler la notion de gratuité de la ville.

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Réflexions inspirées de Isabelle BARAUD-SERFATY dans la revue Futuribles, N° 406, mai 2015


Des réflexions optimistes sur un avenir radieux…

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Infographie SFR sur http://www.images-et-reseaux.com/ Magazine TerraEco oct-nov 2012


Source : Insee, enquêtes Budget de Famille 1963 à 2006, Conditions de vie 1965 à 1973.Champ : France Métropolitaine

…le problème pour notre société : tout ça va TRES vite !

• Au début du XXème siècle le maréchal ferrant et le charron ont eu une ou deux générations pour s’adapter…Le numérique se déploie beaucoup plus vite…

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…le problème pour notre société : tout ça va TRES vite !

• Au début du XXème siècle le maréchal ferrant et le charron ont eu une ou deux générations pour s’adapter…Le numérique se déploie beaucoup plus vite… et ça accélère !

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