Smart City et habitat durable : espaces urbains de demain

S’il y a un état de fait sur lequel nous tombons tous d’accord, c’est celui de la transition, énergétique comme écologique. Face à la crise climatique actuelle, force est de constater qu’une évolution des comportements à toutes les échelles devient nécessaire pour assurer la transition énergétique et préserver notre planète. Il s’agit de déconstruire une partie des schémas que la société nous a lentement inculqués, de faire évoluer certaines de nos mœurs, ensemble. Il s’agit également de rendre la ville actuelle plus intelligente. La smart city ou ville intelligente n’est d’ailleurs plus utopique. Elle ne relève plus du concept, mais plutôt d’une tendance bien affirmée et destinée à s’ancrer dans les mœurs. La ville du futur est bel et bien déjà née, et son intelligence ne cesse de grandir. Mais que sont réellement les smart cities ? Comment dresser la carte d’identité de la ville de demain ?

L’information constitue selon nous la première clé du succès. Elle interpelle et fédère, c’est la première étape du changement.

C’est pourquoi dans ce guide, nous dresserons l’état des lieux des tendances en matière d’énergie, d’habitat écologique ou encore de smart city. Bonne lecture !

Smart City

Qu’est-ce qu’une smart city ?

Qu’est-ce qu’une smart city ? Il s’agit d’une ville intelligente, une intelligence basée avant tout sur l’utilisation des Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication (NTIC).

La smart city utilise effectivement les données générées en temps réel par les usagers et par les infrastructures pour permettre une meilleure optimisation des ressources et l’atteinte d’une qualité de vie optimale. Nourriture, travail, loisirs, déplacements, tous les pôles de la vie quotidienne peuvent être dotés d’un niveau d’intelligence supplémentaire permettant aux habitants de la ville d’acquérir de l’information qualitative et utile concernant leurs actions, celles des autres usagers et de la ville. Un monde interconnecté en somme, à destination des Hommes mais également de l’environnement.

La smart city est-elle une ville durable ?

Il ne faut pas oublier que la transformation des villes reste le principal levier d’action dans la lutte contre le réchauffement climatique, et qu’en maîtrisant davantage les ressources consommées, l’on préserve l’environnement. En cela, la smart city a également vocation à être une ville durable, car le travail de l’information n’est pas seulement dédié à l’amélioration de la qualité de vie des occupants mais aussi à la préservation de l’environnement et au développement de l’économie urbaine. Le modèle visé par la smart city se doit d’être viable et équitable à tous les niveaux.

D’ailleurs, on remarque que même si la donnée est centrale, ce n’est pas seule composante de la smart city. L’on voit également se développer espaces verts et d’agriculture urbaine, transports en commun verts ou hybrides, architectures bioclimatiques…

Quelles que soient les démarches accomplies au sein de la smart city, il s’agira également de mettre en place des stratégies de communication dédiées à la consolidation de l’image de la marque – ville et à sa promotion, hors et dans la ville. A l’échelle de la ville, la sensibilisation du citoyen est essentielle. Elle permet de l’aider à mieux consommer ou se déplacer et à l’orienter vers l’ensemble des services intelligents à sa disposition.

Schéma smart city

Existe-t-il une différence entre la ville numérique et la ville intelligente ?

Ces deux termes sont fortement corrélés, mais une nuance subsiste selon nous. La ville intelligente ou smart city, c’est un niveau supplémentaire. Pourquoi ? Parce que cela implique un traitement optimal de l’information à toutes les échelles, des données partagées avec la population et surtout, des usagers sensibilisés à cette data et à son utilisation. Ça implique également un modèle viable sur le long terme et donc une stratégie bien ficelée répondant à des problématiques de budget, notamment.

Enfin, la smart city doit devenir maître en matière de management de l’innovation et de marketing territorial, une agilité qui se développe dans le cadre de la réussite d’un projet de smart city bien ficelé et que la présence de données en soi ne permet pas d’atteindre. A l’heure actuelle, un exemple de smart city à proprement parlé est assez difficile à trouver. Cependant, les villes se développent fortement en ce sens.

Quelques exemples d’applications concrètes au sein de la smart city

Les applications concrètes en matière de smart city sont perceptibles et pourtant… Leur caractère connecté rend ces dernières parfois difficilement palpables pour tout un chacun. Pour mieux illustrer le concept de smart city, prenons quelques exemples de ce que cette dernière peut apporter.

L’habitat au sein de la smart city

Le secteur de l’Habitat est l’un des plus énergivores et donc l’un des premiers à être influencés positivement par l’intelligence urbaine. Très concrètement, les logements d’une smart city sont équipés de multiples capteurs connectés permettant d’apprendre des habitudes de consommation du foyer mais également des conditions météorologiques telles que la température ou le niveau d’ensoleillement, ceci pour régulier automatiquement la distribution énergétique. Emetteurs de chaleur, volets, luminaires mais également télévisions ou encore réfrigérateurs peuvent être connectés et permettre aux individus du foyer de disposer d’une consommation énergétique exempte de gaspillage.

Un pas pour l’environnement, donc, mais également pour réduire la facture énergétique des ménages et les aider dans leur vie quotidienne.

Se déplacer dans la smart city

Véhicules hybrides, transports en commun développés… la mobilité verte est sans conteste au cœur de la problématique de la smart city. Obtenir un trafic plus fluide constitue un gage de sérénité supplémentaire pour l’automobiliste mais permet également de lutter contre la pollution atmosphérique et sonore en ville.

Mais comment la donnée permet-elle d’optimiser ce secteur ? Cela se traduit également par des capteurs, disposés au cœur du mobilier urbain, des caméras de surveillance, des panneaux de signalisation ou encore des lampadaires par exemple. Ces capteurs transmettent des informations sur l’état des routes et du trafic, permettent de repérer les places de parking vacantes, les voies engorgées ou encore les accidents de la route. L’information est gérée par la ville mais également retransmise aux usagers à travers de multiples applications mobiles, notamment.

L’énergie dans la smart city

Mieux maîtriser l’énergie consommée est essentiel, nous dirons même primordial, au sein de la smart city. L’intelligence de la ville permet d’économiser les ressources tout en répondant de façon très juste aux besoins des différents usagers. Cela se traduit par l’implémentation de smart grids – ou réseaux intelligents. Ceux-ci existent déjà dans de nombreuses grandes villes à travers le monde. Ces réseaux électriques intelligents, reliés aux capteurs placés dans les logements notamment, recueillent en temps réel les informations de consommation de la population urbaine de sorte de répartir l’électricité de façon optimale.

Les déchets dans la smart city

L’acheminement et le traitement des déchets urbains demande des ressources énergétiques importantes et contribue à l’émission de gaz à effet de serre. Au sein de la smart city, ces déchets peuvent être acheminés de façon souterraine – comme le cas se présente déjà dans quelques villes du monde –. Pour le reste, des capteurs permettent de connaître en temps réel le niveau de remplissage des conteneurs, par exemple.

La smart city est-elle vraiment un idéal à atteindre ? Le temps nous le dira. Toutefois, il est certain qu’un tel modèle ne pourrait qu’être bénéfique pour l’Homme et l’environnement. Une vigilance doit tout de même persister, concernant le niveau de profondeur de l’information recueillie ainsi que sa bonne utilisation.

Smart city et transition énergétique : repenser le secteur de l’habitat est essentiel

40% de la production énergétique mondiale provient des secteurs de la construction et de l’habitat. Impossible donc, de ne pas intégrer l’habitat au cœur de la problématique de transition énergétique inhérente à la smart city.

C’est un fait : 55% de la population mondiale vit en métropole, 68% d’ici 2050, selon l’ONU. Si les grands espaces naturels sont les premiers à souffrir directement des conséquences du réchauffement climatique, la situation se fait également très nettement sentir dans les villes dans lesquelles les “îlots de chaleur” se multiplient et affectent le confort et la santé des habitants. Ceux-ci ont deux principales causes : l’activité humaine et la structuration de la ville en elle-même.

Repenser les codes du secteur de l’habitat (matériaux, types de construction…) et ses usages en matière d’énergie permettrait sans aucun doute d’alléger la pression humaine sur la biosphère, d’entretenir la santé des habitants et de faire un premier pas vers la création de villes résilientes et intelligentes.

Un bon programme, en somme.

Architecture bioclimatique smart city

Ville résiliente : de quoi parle-t-on ?

Le concept de ville résiliente peut encore aujourd’hui paraître obscur pour une majorité d’entre nous. On parle de ville résiliente lorsque cette dernière évolue pour anticiper, s’adapter et / ou se remettre des évènements néfastes pouvant survenir. Dans le contexte écologique actuel, la ville résiliente est intelligente, elle suit les évolutions nécessaires au maintien de la qualité de vie et de la santé de ses habitants, en préservant son environnement. Renouer avec son milieu et préserver le vivant, voilà l’une des ambitions principales de la ville résiliente.

Mais a-t-on réellement dépassé le simple stade de la réflexion et si oui, dans quelle mesure ? Que faire pour rendre nos villes plus résilientes et notamment en termes d’habitat ?

1 – Energies renouvelables : le solaire en ville

Répondre aux enjeux d’une ville résiliente n’est pas envisageable sans énergie. Pourtant, le recours aux énergies fossiles est plus que jamais exclu. C’est d’autant plus vrai que les énergies renouvelables se trouvent être moins chères que les énergies fossiles à l’heure actuelle ! Elles représentent pourtant seulement 12% de l’énergie en France.

Parmi ces 12%, l’énergie hydraulique est la plus répandue, suivie directement par le solaire. Plus médiatisée et à l’implémentation facile, elle reste l’une des énergies renouvelables les plus accessibles à tous niveaux. Le solaire à de beaux jours devant lui, c’est le cas de le dire. Mais comment en tirer parti intelligemment à l’échelle de l’habitat et de la ville ?

Il existe deux types d’énergies solaires exploitables :

  • Solaire thermique. La chaleur dégagée par les rayons du soleil est extraite à l’aide de panneaux solaires et transmise à l’intérieur des bâtiments résidentiels ou professionnels.
  • Solaire photovoltaïque, transformant l’énergie des rayons du soleil en électricité destinée à alimenter la ville.

Ce genre de technologie est notamment encouragée à l’échelle du particulier via la pose de panneaux solaires ou d’équipements à base d’énergie solaire comme le chauffe-eau solaire ou encore le système solaire combiné. Des aides financières débloquées par l’Etat permettent même de réduire le coût d’installation des équipements à base d’énergies renouvelables.

Et, pour permettre l’exploitation de cette énergie naturelle à large échelle, des centrales solaires photovoltaïques sont implémentées un peu partout sur le territoire, comme en Aquitaine. Ledit parc solaire produit l’équivalent de la consommation énergétique journalière des habitants de la ville de Bordeaux ! De façon plus spécifique à l‘intérieur de la ville, de nombreux équipements alimentés au solaire voient le jour comme le mobilier urbain, notamment. Ces impulsions sont toutefois encore peu répandues à l’heure actuelle.

2 – Modernisation du parc immobilier existant

L’une des autres pistes retenues quant à la transition énergétique, c’est la modernisation du parc immobilier actuel. Constructions plus écologiques, travaux de rénovation énergétique, végétalisation et agriculture urbaine… autant de chantiers en cours potentiellement révélateurs pour la ville du futur.

De nouveaux matériaux de construction, écologiques

Les constructions écologiques ont le vent en poupe. Si désormais, la maison BBC (Bâtiment Basse Consommation) est devenue la norme, particuliers comme professionnels cherchent à aller plus loin : maison HQE, maison à énergie positive… Mais quel que soit le type de construction écologique envisagée, celle-ci ne le sera complètement que si elle est bâtie à base d’éco-matériaux. Et oui : penser l’architecture d’une habitation pour être la plus écologique possible, c’est choisir des matériaux dont l’énergie grise est la plus faible. Il s’agit de l’énergie nécessaire au cycle de vie du matériau, depuis son extraction à sa fin de vie, en passant par sa transformation ou encore son acheminement.

Parmi les matériaux de construction écologiques à l’heure actuelle, l’on peut citer le bois, plébiscité notamment en Europe du Nord, mais également le béton cellulaire, le béton de chanvre ou encore des matériaux réutilisés comme les containers industriels. Faits d’acier, ceux-ci sont retravaillés en usine avant de servir d’ossature robuste pour tous types de constructions.

Architectures bioclimatiques

L’architecte a plus que jamais son rôle à jouer pour imaginer des constructions plus respectueuses de l’environnement. L’enjeu, bien connu désormais, est de diminuer l’empreinte carbone liée à la construction du bâti mais également à son usage. L’architecture bioclimatique permet de répondre à cette seconde problématique, en tirant parti des conditions environnementales du site pour réduire la demande énergétique. Sa conception intelligente s’articule autour de trois axes :

  1. Capter la lumière du soleil,
  2. Transformer et diffuser cette chaleur au sein de l’habitation,
  3. Conserver cette chaleur (au moyen d’une isolation thermique efficiente, par exemple).

En matière d’architecture bioclimatique, la dimension de protection solaire jouera également un rôle important pour assurer a contrario une bonne ventilation et des espaces ombragés. Cela passe par le travail de la végétation attenante comme la présence d’arbres à feuilles caduques qui laissent passer une partie des rayons du soleil non loin des différentes ouvertures…

Construire un BEPOS (Bâtiment à énergie positive) est une excellente façon de moderniser le parc immobilier existant. Toutefois, il est également important d’éduquer les comportements individuels et collectifs pour positionner l’individu en tant que véritable acteur de la transition énergétique. Du côté des usages, la demande énergétique étant naturellement plus faible, l’impact environnemental des constructions s’en voit également fortement réduit. Mais cela ne s’arrête pas là ! Equipements à base d’énergies renouvelables, gestion responsable des déchets, stockage de l’eau de pluie… Il est fréquent que l’architecture bioclimatique soit également associée à de la domotique : capteurs pour pilotage des volets ou des émetteurs de chauffage… A l’échelle d’une habitation individuelle, d’une entreprise ou d’un ensemble de bâtiment, ces nouveaux modes de construction peuvent permettre de faire réellement une différence. Ils sont d’ailleurs de plus en plus implémentés à l’échelle de quartiers : les écoquartiers.

Quelques exemples de projets durables de ce genre ?

  • Le quartier BedZED (Beddington Zero Energy) construit à Londres au début des années 2000. 2500 m² de bureaux et commerces ainsi que 82 logements font partie de ce quartier, donc l’empreinte énergétique est 80% inférieure à celle d’un quartier traditionnel et 50% inférieure en termes de consommation d’eau. Comment ? Des bâtiments bioclimatiques, un soin tout particulier porté au recyclage des déchets et développement de l’économie locale… Des années après sa construction, cet écoquartier à l’enjeu tant économique, qu’écologique ou encore, a réellement fait ses preuves.
  • L’écoquartier de la ZAC de Bonne, du côté de Grenoble en France. Construit à partir de 2005, celui-ci voit les choses en grand ! 850 logements côtoient 20 000 m² de bureaux et commerces et une centrale photovoltaïque de plus de 1000 m². Tous les bâtiments sont HQE (Haute Qualité Environnementale), comportent des systèmes innovants de gestion des déchets. Enfin, puisque la mobilité urbaine fait elle-aussi partie des pôles à considérer en matière de transition écologique, les transports verts sont privilégiés.

Des projets à plus large échelle ont également été envisagés, comme la construction de villes bioclimatiques entières, à l’image de Sidi-Sayeh (Tripoli) ou encore de Masdar City (Abu Dhabi). Ces projets ambitieux ont malheureusement été avortés pour des raisons de nature différente. Manque de moyens, contexte politique mais surtout : enjeux trop ambitieux. Nombreux s’accordent à dire que les transformations énergétique et écologique doivent trouver leur impulsion localement, plus rapidement et plus précisément. Le développement des écoquartiers dans toutes les grandes métropoles serait donc l’une des solutions d’avenir envisagées, et ceux-ci se multiplient. Ils permettent non seulement d’agir de façon très concrète pour l’environnement mais également de sensibiliser les populations locales à un nouveau mode de vie, plus responsable.

Ecoquartiers et végétalisation en milieu urbain

Selon l’OMS, il faudrait 1 arbre pour 3 habitants pour retrouver une qualité de l’air optimale en ville. Dans le monde, nombreuses sont les métropoles que l’on pourrait qualifier de “bonnes élèves”, à l’image de Sydney ou encore Vancouver, qui sont recouvertes à plus de 25% d’arbres.

Végétaliser les espaces urbains dispose en effet d’avantages pour le moins séduisants : réduction de la pollution via le filtrage naturel de particules et de métaux lourds, production d’oxygène, maintien de la biodiversité… L’apport de nature en ville aurait également un impact direct en matière de réduction du stress, de productivité et bien entendu, d’esthétisme. Enfin, la végétalisation urbaine permettrait d’améliorer les performances énergétiques en ville (protection des bâtiments contre les ultra-violets).

Le dernier argument en faveur de la végétalisation des bâtiments est économique : les murs ou toitures végétalisées conférant une valeur supplémentaire aux bâtiments en termes esthétique et en permettant l’assainissement de l’air ambiant autour de l’habitation pour un meilleur indice de la qualité de l’air… A terme, on peut envisager un système de santé moins sollicité et une économie plus active, rien que ça.

A l’heure actuelle, nombreuses sont les initiatives de végétalisation urbaine à l’étranger, dans des zones géographiques particulièrement polluées :

  • Mexico et sa “Voie verte”, avec 60 000 m² de murs végétaux implémentés le long d’une autoroute fréquentée. Les plantes sont fixées sur une toile en matériaux plastiques recyclés.
  • Des jardins verticaux, implémentés dans 9 états indiens, pour lutter contre la pollution. 150 jardins créés et 10 millions de plantes cultivées à la verticale dans d’anciens récipients plastiques réutilisés, pour des problématiques d’optimisation de l’espace. L’objectif principal ? Refroidir l’air et le filtrer, pour pallier à des indices de qualité de l’air absolument alarmants, dépassant les 270 dans certaines zones urbaines du pays.
  • Les fameuses “ceintures vertes” comme en 2018 en Chine où 84 000 km² d’arbres ont été plantés en bordure de ville, faisant intervenir une main d’œuvre constituée de plus de 60 000 soldats.

Derrière chacun de ces projets se cache un investissement financier majeur mais également une volonté forte de réduire les effets maintenant visibles de la crise climatique actuelle.

Toutes ces communautés font un parti, celui de l’avenir. Faisons ce même pari tous ensemble !