Une initiative de la société Fraunhofer

« Morgenstadt » –
ville de demain

La ville de demain doit être durable, flexible et agréable à vivre. Plus que jamais, compte tenu des défis actuels – comme par exemple celui de l’urbanisation – les villes doivent élaborer de nouvelles approches en matière d’urbanisme, tournées vers l’avenir. Dans ce but, dès 2012, la société Fraunhofer a jeté des bases importantes avec l’initiative « Morgen-
stadt ». Nous vous présentons cette initiative de recherche ainsi que le projet européen « Triangulum », un projet de smart city qui en est issu.

Réaliser des innovations urbaines

A l’heure actuelle, dans le monde entier, les villes sont confrontées à de profondes évolutions. La mutation démographique, le tournant énergétique, la protection de l’environnement ainsi que l’extension croissante des réseaux et l’utilisation de données exigent de nouvelles solutions pour réaliser un aménagement durable et accueillant des villes dans le futur.

Avec son projet central « Morgenstadt: City Insights », l’initiative « Morgenstadt » de la société Fraunhofer se conçoit comme un projet de recherche et de mise en œuvre pluridisciplinaire. Son but est d’anticiper, développer et mettre en œuvre de nouvelles solutions et de nouvelles stratégies applicables aux villes de demain.
Les actions sont menées au niveau national et au niveau européen, en partenariat et en coopération étroite entre communes, industrie et plusieurs instituts Fraunhofer, dont les pôles de recherche sont différents. Parmi ceux-ci: les instituts Fraunhofer pour la gestion du travail et l’organisation (IAO) ainsi que l’institut Fraunhofer de physique du bâtiment (IBP). Si ce sont ces deux instituts qui dirigent le projet, d’autres établissements de recherche Fraunhofer y participent également, qui disposent de compétences spéciales selon les thèmes concernés.
En Allemagne, l’initiative de la société Fraunhofer est impliquée politiquement dans la stratégie high-tech 2020 du gouvernement fédéral allemand. D’ici 2020, elle doit contribuer à ce que la République Fédérale occupe une position de leader dans le développement et l’établissement de systèmes urbains durables. Elle doit aussi contribuer à approfondir les liens entre les villes et les domaines scientifique et économique et à continuer d’améliorer les conditions cadres de l’innovation.

Concepts d’avenir pour des espaces urbains accueillants

Le développement d’une stratégie urbaine technologique et de mise en œuvre se trouve au centre de l’initiative
« Morgenstadt » de la société Fraunhofer. L’initiative prend en compte non seulement les exigences futures des habitants et la planification de ces exigences dans les domaines vie et travail, mais aussi les modèles commerciaux et les prestations de service qui servent de base à toute la valeur ajoutée. Les technologies d’information et de communication ainsi que les infrastructures de transport sont également prises en compte. Des concepts d’avenir pour l’aménagement d’espaces urbains durables découlent de cette stratégie.

« Morgenstadt » – Le modèle de travail

L’approche de recherche retenue est basée sur un modèle de travail précis, qui considère les systèmes urbains dans leur ensemble et analyse d’une manière globale un grand nombre de domaines-clés de la vie tels que société, environnement, énergie, mobilité, information, communication et sécurité. Dans cette approche, les facteurs d’efficience locaux et les principales conditions générales d’une ville sont analysés. Les besoins actuels et futurs sont alors mis en évidence. Puis, sur la base de cette analyse, dans une dernière étape, des concepts concrets de réalisation, basés sur la demande, sont élaborés pour réaliser un développement urbain durable.
Cependant, l’objectif ne se concentre pas seulement sur la réalisation technique. Les préoccupations des citoyens, les fonctions administratives et les entreprises impliquées jouent également un rôle. Une mise en place rapide et efficace des concepts technologiques élaborés et des stratégies de solution mises au point est seulement possible, si les parties concernées coopèrent efficacement.

« Triangulum » – Un projet de l'Union européenne pour des concepts d’avenir sur le thème Smart Cities

Des concepts concernant la ville de demain sont actuellement réalisés dans le cadre du projet « Triangulum », un des trois projets majeurs de l’initiative « Smart Cities and Communities“ de l’Union Européenne. Le projet est mené sous la direction de l’institut Fraunhofer pour la gestion du travail et l’organisation (IAO), avec le soutien du Steinbeis-Europa-Zentrums. D’ici 2020, le projet bénéficiera d’un soutien financier de 25 millions d’euros.
Un projet à 3 points: Démontrer. Disséminer. Reproduire. 
« Triangulum » est garant du projet à trois points « Démontrer. Disséminer.
Reproduire ». Au cours des prochaines années, il va tester et évaluer – dans les trois villes pilotes de Manchester (Grande-Bretagne), Eindhoven (Pays-Bas) et Stavanger (Norvège) – de nouvelles approches « smart-city » dans les domaines de l’appro-
visionnement énergétique, la mobilité et la technologie de l’information. Ultérieurement, les concepts doivent être appliqués dans trois villes suiveuses : Leipzig (Allemagne), Prague (République tchèque) et Sabadell (Espagne). La ville chinoise de Tianjin y est impliquée en tant que « ville observatrice ». Au total, 23 partenaires européens issus des villes participantes, du secteur de la recherche et de l’industrie collaborent.  

Six villes – six situations de départ différentes

Dans le cadre du projet, il faut tenir compte des différentes exigences urbaines. Les six villes participantes ne se différencient pas seulement par leur caractéristiques géographiques, mais aussi par leur situation de départ. Ainsi,
dès le début, chaque ville a fait part de ses expériences individuelles qui ont été intégrées dans les concepts globaux de développement urbain.

Avant le début du projet, la Commission Européenne a fixé des directives claires pour élaborer des concepts novateurs dans les domaines de l’approvisionnement énergétique, la mobilité et la technologie de l’information. Ces directives sont testées – avec des priorités différentes – dans toutes les villes participantes. La consommation globale d’énergie, par exemple, pour les bâtiments ayant une surface supérieure à 100 mètres carrés, doit être réduite d’un tiers. Et au moins 75% de cette consommation doivent être couverts par des énergies renouvelables.
Dans le domaine de la mobilité, il est prévu d’augmenter le taux d’utilisation des véhicules électriques et de renforcer l’infrastructure de chargement correspondante. Ceci concerne en particulier les voitures, les bus et les vélos électriques.
De surcroît, une plate-forme de gestion de données doit être développée, pour collecter des informations et des données, par exemple sur la consommation énergétique de bâtiments ou l’utilisation des transports en commun. Et pour, à l’aide de ces éléments, créer des services complémentaires.
Un autre point-clé du projet est l’implication et la promotion de la participation des citoyens dans les villes. Les planifications différentes des trois villes Manchester, Eindhoven et Stavanger montrent à quoi ressemblent ces concepts.

Les objectifs des villes phares sont très ambitieux

Manchester – Le Centre pour Étudiants devient efficace sur le plan énergétique

À Manchester, le « Manchester Corridor » – qui est le plus grand campus académique de Grande-Bretagne avec 72.000 étudiants environ – sera transformé en quartier pionnier en matière d’efficience énergétique. Outre la restauration des monuments historiques, un réseau énergétique autarcique d’énergie géothermique et de chauffage urbain sera installé.
Celui-ci devra alimenter tout le quartier en électricité et en chauffage.
Selon la vision des chercheuses et des chercheurs, tous les véhicules dotés d’un moteur à combustion devront être bannis du quartier. Seuls, des véhicules électriques, des vélos et le tramway électrique urbain « Metrolink » auront le droit de circuler dans le quartier.

Eindhoven – Les quartiers « Strijp-S » et « Eckhart Vaartbroek » deviennent espaces de vie durables

À Eindhoven, l’ancien site industriel de la société Philips dans le quartier « Strijp-S » sera transformé progressivement en quartier créatif, en quartier de l’innovation. Ce quartier devra attirer tout particulièrement des entreprises start-ups, offrant des services intelligents, relatifs à la mobilité, à l’énergie et à la sécurité. Les premiers projets dans ces domaines ont déjà été réalisés. Ainsi, grâce à une App via le programme « Mobility S », on peut accéder à différents domaines de l’infrastructure pour réserver des voitures d’auto-partage (carsharing) par exemple ou se renseigner sur la disponibilité de places de parking pour des vélos ou des autos.
Le quartier « Eckhart Vaartbroek » doit relever un nouveau défi. Ce quartier résidentiel comprend un haut pourcentage de bâtiments anciens et de logements sociaux, qui seront rénovés dans le cadre du projet. Pour calculer exactement les économies d’énergie, un instrument informatisé est utilisé, qui peut représenter charges et produits dans une visualisation 3D du quartier.

Stavanger – Ville pionnière en matière de mobilité électrique

Pour la ville norvégienne de Stavanger – la ville qui compte, en Europe, la plus grande densité de véhicules électriques, la mobilité électrique fait déjà partie du quotidien. Avec le projet « Triangulum », l’électromobilité doit continuer à être développée et améliorée. À Stavanger, les transports publics sont d’ores et déjà assurés par des bus électriques modernes, alimentés par batterie, ayant chacun une capacité kilométrique annuelle de 70.000 km. 
De plus, un réseau en fibre optique à haute performance a été mis en place, permettant  un échange ultrarapide de données. Sur la base de ce réseau, de nouveaux services basés sur l’informatique, comme par exemple des solutions vidéo ou des applications „smart metering“ (compteur intelligent) sont disponibles. Il s’agit ici de compteurs et de systèmes de mesure intelligents, comme pour mesurer le gaz ou l’électricité, qui fournissent des informations sur la consommation énergétique et transmettent les données directement à l’opérateur du réseau.
Photo 1: À Manchester, le « Manchester Corridor » sera transformé en quartier pionnier en matière d’efficience énergétique.
Photo 2 et 3: Les quartiers « Strijp-S » et « Eckhart Vaartbroek » à Eindhoven deviennent espaces de vie durables.
Photo 4: La ville de Stavanger compte en Europe la plus grande densité de véhicules électriques.
Photo 5: Les transports publics sont déjà assurés par plusieurs bus électriques.
Photos: LAVA, Fraunhofer/Fisch Blowing Bubbles GmbH, Jung Visuelle Kommunikation / fotolia, Manchester City Council, Ben van Veelen, Gemeente Eindhoven, City of Stavanger, Lyse AS, Fraunhofer.
 

« Smart City Framework » comme objectif de projet

Des grandes lignes essentielles aux communes pour planifier l’avenir

À partir des analyses faites dans le cadre de l'initiative « Morgenstadt » et du projet « Triangulum », les partenaires participants veulent concevoir un modèle modulaire « smart city ». Autrement dit un « Smart City Framework » – un cadre smart city – avec un mémento complet de recommandations, d’approches et de méthodes. Ainsi, lors de la viabilisation de quartiers urbains, qui devront être dotés de systèmes plus intelligents, il sera possible aux villes suiveuses et autre communes d’intégrer des concepts déjà existants dans leur propre infrastructure et d’éviter ainsi des problèmes possibles de démarrage.
Le modèle Smart-City avec des solutions systémiques intelligentes fournit aussi les grandes lignes essentielles aux communes pour planifier l’avenir. Un aménagement urbain durable, des constructions à haut rendement énergétique et respectueuses de l'environnement, une gestion moderne de la mobilité et des offres de service axées sur les usagers en sont les principaux piliers. La coopération interinstitutionnelle et transsectorielle ainsi que l’interconnexion de tous les acteurs participants contribuent de manière déterminante à la réussite de ce processus.

Entretien avec le coordinateur du projet « Triangulum »:

Damian Wagner

Nous avons parlé des caractéristiques essentielles et des avantages du projet « Triangulum » pour d’autres villes avec Damian Wagner, le coordinateur du projet au sein de l’institut Fraunhofer IAO.

1. Monsieur Wagner, quel objectif est à la base du projet de l’UE « Triangulum » ?

En principe, il s’agit de tester, mettre en œuvre et rendre transférables des solutions intelligentes venant des domaines énergie, immeubles, mobilité,  technologies de l'information et de la communication (TIC) et gouvernance pour nos villes du futur. Ces solutions sont développées par des partenaires du projet « Triangulum », venant des administrations municipales, des milieux scientifique et économique: par exemple avec des sociétés des secteurs de l’énergie, de la communication et de la construction. Mais, de toute façon, ces villes doivent aussi être accueillantes pour ceux qui y habitent. C’est pourquoi une attention particulière est accordée à la collaboration avec les citoyens. L’Union Européenne promeut cet important développement par l’intermédiaire du programme « Smart Cites and Communities » (SCC) à l’horizon 2020.

2. Les trois villes-pilotes se présentent avec des exigences différentes. Qu’est-ce que ces villes ont en commun dans la mise en œuvre des concepts de solution durables ? 

Chacune des trois villes se trouve actuellement dans une phase de mutation passionnante. Compte tenu de la numérisation croissante et des exigences de plus en plus complexes vis à vis de leurs systèmes urbains, elles ont reconnu la nécessité d’une action rapide et veulent contribuer activement au développement futur de leur ville. La question centrale est de savoir, comment la convivialité et la qualité de vie peuvent être augmentées dans les villes. Et aussi, quel rôle les entreprises et les administrations municipales peuvent assumer dans ce domaine. Un autre aspect tout aussi important est l’échange régulier et interdisciplinaire entre les partenaires du projet. C’est seulement grâce à cet échange que les nombreuses références et atouts aboutissent finalement à des solutions.

3. Démontrer, disséminer, reproduire – voilà les points essentiels de « Triangulum ». Comment se présente le transfert des stratégies de solution élaborées vers d’autres villes, concrètement et en pratique ?

Au cours du projet, nous concevons un soit disant « Smart City Replication Framework ». Un cadre avec des modules de solution transférables (par exemple issus du domaine gouvernance/stratégie). Le cadre sert quasiment de lignes directrices, avec des recommandations concernant les meilleures pratiques, qui facilitent la mise en œuvre des stratégies de solution aux villes suiveuses. Aussi différents que soient les concepts élaborés dans le projet, ils ont tous un point commun. Toutes les solutions smart-city exigent, en ce qui concerne la partie technologique, une prise en charge complète de la technologie d’information et de communication et une solution d’interconnexion intelligente pour la planification et l’exploitation. A partir de là, nous jetons les bases pour l’implémentation de systèmes et pour des approches de gestion, qui sont transférables à d’autres villes.

4. Comment d’autres villes peuvent-elles profiter des connaissances et des approches de solution du projet « Triangulum »?

En principe, les stratégies de solution des villes et des projets SCC devraient contribuer à encourager à regarder par-dessus les frontières et à développer des stratégies et des concepts globaux sur les questions actuelles et les défis futurs. Ceci inclut expressément le développement de pistes de financement et d’analyses de cas (business cases) pour des entreprises, ainsi que les exigences émanant des citoyens. Dans le cas du projet Triangulum, tout ceci se traduit dans des projets exemplaires, réalisés à Manchester, Stavanger et Eindhoven ainsi que dans un « framework », un cadre qui fournit des réponses et des modules de solutions pour les domaines concernés (par exemple plateformes de données, gouvernance, technologies) et des stratégies pour les « smart cities » de demain.

Informations supplémentaires

Site internet de l'initiative « Morgenstadt » de la société Fraunhofer:
www.morgenstadt.de
Site internet du projet « Triangulum » de l'Union européenne:
www.triangulum-project.eu