Smart Cities : état de l’art

Le monde est en constante évolution et la technologie est un outil destiné à faciliter la vie de toutes les personnes vivant sur cette planète. La croissance technologique est même arrivée à transformer le fonctionnement des villes actuelles, pour répondre aux défis liés à la gestion de métropoles de plus en plus énormes. Le nouveau concept de ville intelligente, plus souvent appelé smart city, change toute l’idée que nous avons du fonctionnement d’une ville.

Par exemple, les mécanismes de management énergétique permettent de répondre aux besoins instantanés et à la demande des différents secteurs de la ville, tout en optimisant l’utilisation des ressources d’énergies, conventionnelle et renouvelable, à disposition :

• grâce aux « smart grids », la distribution et l’échange dynamique de l’énergie ont été redéfinis, en abandonnant le fonctionnement antérieur, unidirectionnel et rigide, depuis la centrale de génération électrique qui produisait l’énergie vers le consommateur final qui ne pouvait être qu’un acteur passif ;

• aujourd’hui, le consommateur est devenu beaucoup plus actif. Il peut maintenant analyser en détail sa consommation en temps réel, customiser le budget de consommation à son domicile et même revendre les excédents d’énergie produits par un système de panneaux solaires installés dans son jardin.

Toutefois une telle gestion intelligente impose de mesurer différentes variables de contrôle et donc de disposer d’interfaces pour les applications et les mécanismes de couche supérieure. Ces interfaces reposent sur des réseaux de capteurs, distribués dans la ville et même à l’intérieur des bâtiments et des autres structures pour fournir une interconnectivité dans le contexte de l’Internet des Objets (Internet of Things – IoT, en anglais).

Ainsi, chaque objet à l’intérieur d’une maison, d’un hôpital ou d’un bureau a la possibilité de se connecter à Internet. Le grand challenge est lié à une évolution exponentielle du nombre d’objets connectés, de l’ordre de plusieurs billions dans les années à venir. Pour une ville entière, les mécanismes de coordination réseaux et le traitement d’un volume élevé de données seront donc le défi à relever.

Assurer la connectivité des nœuds dans toute la ville impose bien évidemment un réseau de grande taille. Ce réseau doit répondre aux besoins de latence, capacité, disponibilité, stockage et flexibilité demandés par des applications de divers types :

• dans ce contexte, nous pouvons nous référer aux nouveaux paradigmes basés sur le cloud, mais aussi aux réseaux software-defined qui apportent la flexibilité exigée par les dynamiques du trafic sur le réseau. Le management permet, lui, de façon centralisée, une reconfiguration rapide des différentes sections du réseau ;

• un développement rapide de ces technologies devient nécessaire pour permettre le fonctionnement intégral de toute l’infrastructure réseau de manière flexible et agile. Les besoins de latence réduite sont extrêmement importants dans des cas concrets comme les chirurgies à distance ou les systèmes véhiculaires autonomes.

Cependant, parler uniquement de l’infrastructure est inutile. Le concept de smart city n’a aucun sens sans les applications qui servent à la vie quotidienne. Nous nous focaliserons particulièrement dans cet article sur les applications qui supportent des activités liées au transport, à la santé publique, à des aspects écologiques et de l’éducation. Ces domaines constituent l’axe central du bien-être de la population. Le but de cet article est de montrer comment la technologie peut améliorer la vie de tous et de toutes si elle est utilisée d’une façon planifiée en cohérence avec les perspectives de croissance des grandes métropoles.