Contexte et informations générales sur Sense-City

Comment le projet a vu le jour…

Sense-City est un Equipement d’Excellence du Programme d’Investissement d’Avenir de l’Agence Nationale de Recherche (ANR).

Cette agence française a pour mission la mise en oeuvre du financement de la recherche sur notre territoire. Le programme d’Investissement d’Avenir de l’Etat français en vigueur depuis 2010, est géré par le Commissariat Général à l’investissement.

L’ANR cible les projets pour la science qui peuvent contribuer au développement du champ scientifique et des technologies. Elle favorise la créativité et les partenariats. Elle cherche notamment à intensifier les liens public-privé en sélectionnant des projets dont les priorités économiques et sociales sont définies au plus au niveau de l’Etat. Ces projets doivent aussi témoigner d’une interdisciplinarité de la recherche. Elle promeut les projets de chercheurs professionnels mais aussi ceux de l’enseignement supérieur.

Source : http://sense-city.ifsttar.fr/

Les enjeux du développement durable dans le progrès scientifique

Face à l’augmentation de la population, la raréfaction des ressources, l’urbanisation massive et le changement climatique global, l’idée est de concevoir et de déployer des systèmes en mesure de rendre les espaces de vie durables, résilients et connectés. Cela doit aussi penser la préservation et l’amélioration de l’attractivité des espaces. Selon l’équipe de recherche, Sense-City est une réponse à l’intelligence urbaine (1). Ses moyens de perception, de décision et d’action lui permettent de mesurer les phénomènes, les analyser et ainsi d’agir.

Ainsi, Sense-City est une initiative de l’Université Paris-Est, impliquant :

• L’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR)
• l’SIEE, école d’ingénieur orientée sur l’innovation et l’entrepreunariat
• Le laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (URM 7647 STIC – CNRS – Ecole Polytechnique)
• Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB)
• l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (INRIA)
• l’Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)

De plus, le projet est ouvert à tous les acteurs académiques et industriels.

Avec un budget de 9 millions d’euros, le projet fut validé en février 2011, six mois après sa déposition. Jusqu’en 2019, l’équipe travaille ainsi sur le projet d’une chambre climatique. Dans celle-ci une Mini-ville sera reproduite, en fonction de besoins scientifiques et technologiques identifiés. Sense-City se situe au cœur de la Cité Descartes à Paris Est.

Construire une « ville sensible » dans des conditions réalistes

Sense-city a la vocation d’être un laboratoire de la Ville durable, en s’intéressant aux performances énergétiques et à la qualité sanitaire des bâtiments. Mais le projet est focalisé aussi sur la qualité et la durabilité des réseaux urbains, sur l’environnement général d’un quartier, et ses infrastructures. Il s’inscrit dans la continuité des objectifs liés à la transition énergétique (plan de 2014).

Entre réalité et expérimentation

Ainsi, il permettrait d’étudier la sensibilité de la ville face à des situations réalistes de danger potentiel, en étant capable de s’auto-diagnostiquer en permanence, de gérer sa consommation d’énergie et en offrant un cadre de vie environnementalement propre et sain pour ses habitants. Il est en effet possible de programmer la chambre climatique afin qu’elle soit soumise à des conditions météorologiques spécifiques d’une certaine durée. Ces opérations sont par ailleurs reprogrammables afin de pouvoir tirer des leçons de ces expériences et aider à la gouvernance. Ainsi, l’équipement est une démonstration réalisation des innovations urbaines et constitue un véritable terrain d’expérimentation.

A Champs-sur-Marne, une mini-ville comme démonstrateur…

Entre mars 2014 et février 2015, Sense-City a réalisée un scénario urbain autour de l’habitat individuel et de la route intelligente, dont l’inauguration du démonstrateur a eu lieu en avril suivant. Cela permettait d’anticiper l’achèvement de la chambre climatique. Les entreprises BIA, Verdoia, Illimelgo et Scoping ont été en charge de la réalisation de ce démonstrateur.

Exemple d’expérimentation pour des routes intelligentes Source : http://sense-city.ifsttar.fr/

Cela s’est traduit par la construction d’une mini-ville de 250m² équipée de 80 capteurs à Champs-sur-Marne,  et mise en oeuvre en janvier 2015. Elle a été placée en condition climatique réelle, c’est à dire sans programmation particulière d’un événement climatique exceptionnel et perturbateur. Depuis son inauguration, plusieurs démonstrations ont été effectuées, comme sur les réseaux de capteurs sans fil, les routes photovoltaïques ou encore les interactions cyclistes/piétons par exemple.

Cette mini-ville est constituée d’un sur-sol dont les infrastructures sont un bâtiment R+1, de deux maisons (un chalet et une maison bio-sourcée et d’un mobilier urbain intelligent constitué d’éclairages, parking automatique, trottoirs etc), représentant un environnement urbain réaliste. Le sous-sol est quant à lui équipé d’un réseau d’eau usée, d’un réseau d’eau potable, d’un ensemble de pieux et cuves en temps que sources d’énergie et de tubes en matériaux différents permettant la détection des réseaux enterrés par géo-radars.

Pour plus de précisions techniques sur les équipements : http://sense-city.ifsttar.fr/presentation/mini-ville/

… avant la construction d’une chambre climatique royale

Source : http://sense-city.ifsttar.fr/

C’est en janvier 2016 que le début des travaux concernant la chambre climatiques ont été entrepris. Cette chambre climatique

recouvre environ 800m² , peut être divisée en deux parties, avec une Mini-ville est construite sur chaque territoire. Celles-ci sont équipées de capteurs pour :

• étudier la performance d’aménagement et de matériaux urbains
• surveiller la ville par un moniteur qui envoie des informations adhoc
• observer la pollution dans les sols, l’eau et l’atmosphère

Source : http://sense-city.ifsttar.fr/

La chambre est amovible, elle peut être déplacée d’un espace à un autre en moins de 45 min, malgré son volume de 3200 mètres cubes et de 200 tonnes. L’une des deux salles possède des propriétés d’étanchéité, grâce à une fosse permettant les scénarios en sous-sol.

En avril 2017, la première pierre de la chambre climatique est posée. En comptant les tests et calibrages thermiques, la mise au point de la chambre s’est terminée en mai 2017.

Pour des renseignements supplémentaires sur les caractéristiques techniques de la chambre : http://sense-city.ifsttar.fr/presentation/chambre-climatique/

Un projet pour l’urbanisme, et les sciences

Dès lors, début 2018, une ville miniature à l’intérieur de la chambre climatique pourra être inaugurée, faisant de la cité Descartes une plateforme de recherche et développement unique en Europe. Grâce à la chambre climatique programmée sous condition, Anne Ruas, chercheur à l’IFSTTAR et coordinatrice du programme explique que “la température peut osciller entre -10° et 40°, et l’humidité de 20% à 90% […] nous pouvons même reproduire des rayons équivalents à ceux du soleil” (2).

Micros et nanotechnologies

Sense-City permet enfin l’avancée des recherches sur la conception et l’amélioration des micros et nano-capteurs, et plus largement sur les chaînes de diffusion de l’information du capteur à la décision. Ils sont très utiles dans l’optimisation de la consommation d’énergie, pour donner des informations relatives aux routes, tant qualitativement sur leur état que quantitativement sur les flux. Actuellement, ils nécessitent des améliorations car ils se détériorent relativement vite, ce qui empêche une utilisation à long terme. Ils sont nécessaires pour mesurer la ville de façon précise, et le passage de micros à des nano-capteurs tient à des raisons financières. Réduisant la taille des capteurs, la nanotechnologie permettrait également en effet de réduire leur coût.

Mais ces capteurs pourraient s’avérer également très intéressants et utiles dans la gestion des risques… Tarik Bourouina explique en effet qu’avec “un nombre suffisant de capteurs dans les réseaux d’eaux, on pourra détecter où précisément se situe une fuite, ou encore un excès de chlore. Cela permettra d’anticiper les conséquences de cet incident en fermant la partie du réseau défectueuse ou contaminée” (3).

En termes de sécurité, les capteurs n’ont pas la vocation de surveiller la population et de devenir une nouvelle version du Big Brother is watching you... Ils ne servent qu’un seul intérêt, celui de la “ville intelligente”, qui garantit les libertés et l’anonymat de chacun. D’ailleurs, Sense-city se veut “communicante”, et ne se fera qu’en y associant ses habitants, comme le souligne l’équipe de recherche.

(1) : d’après Bérengère Lebental, La mini-ville climatique Sense-City, Un espace de R&D dédié aux innovations technologiques pour la Ville Durable, Sense-City document de programmation, [en ligne] : http://sense-city.ifsttar.fr/fileadmin/contributeurs/Sens-City/Productions/Documents/PDF/Equipements/Dossier_Presse_Sense_City_18_12_14.pdf

(2) et (3) : Laeticia Van Eeckhout (02/10/2017), « A Champs-sur-Marne, la « smart city » durable testée sur une mini-ville », Le Monde,  [en ligne] : http://www.lemonde.fr/citynnovation/article/2017/10/02/a-champs-sur-marne-la-smart-city-durable-testee-sur-une-mini-ville_5195142_4811669.html#kStgt3QYfVXyrOrz.99

Sitographie

Sense-City, site internet [en ligne] : http://sense-city.ifsttar.fr/

L’Agence Nationale de la Recherche, des projets pour la science, « Qui sommes-nous » [en ligne] : http://www.agence-nationale-recherche.fr/missions-et-organisation/missions/

Toutes les sites ont été consultées le 18/10/2017