Devant l’augmentation des pressions sur l’environnement et des besoins en infrastructures, des solutions de haute technologie favorisent le développement durable en milieu urbain et la croissance.
Frédérique Carrier Première directrice générale et chef, Stratégies de placement - RBC Europe Limited
Avec la progression des taux d’urbanisation et les objectifs ambitieux de réduction des émissions de dioxyde de carbone fixés par les gouvernements dans le monde, les villes sont de plus en plus incitées à faire une utilisation efficace des ressources et à limiter leur empreinte écologique. En effet, elles représentent plus des deux tiers des émissions mondiales de CO2. Certaines se sont retroussé les manches et utilisent la technologie pour aider à surmonter les défis du développement durable en milieu urbain. Une meilleure gestion des villes peut contribuer à améliorer la productivité, réduire les coûts et favoriser la croissance économique.
Cette évolution vers des villes intelligentes et durables est rendue possible par la confluence de trois facteurs : l’urgence, le soutien des gouvernements et l’innovation technologique. Les entreprises qui fournissent des solutions dans ce sens devraient disposer de relais de croissance à long terme.
« Avec un réseau municipal de 500 km de fibre optique, un réseau Wi-Fi gratuit s’appuyant sur le système d’éclairage public et des capteurs pour contrôler la qualité de l’air, les places de stationnement et même les poubelles, Barcelone est à la pointe dans l’expérimentation de l’Internet des objets », s’enthousiasme le Financial Times. Barcelone est l’une des villes intelligentes d’Europe.
Les villes intelligentes utilisent les outils technologiques pour améliorer la gestion urbaine, en facilitant et en améliorant la vie quotidienne des personnes qui y vivent et y travaillent, tout en optimisant l’utilisation des ressources naturelles pour réduire leur empreinte écologique.
Plus précisément, des capteurs recueillent des données sur l’ensemble du paysage urbain : circulation, systèmes de transport, qualité de l’air, gestion des déchets, hôpitaux et police, entre autres. Les données sont stockées, analysées et utilisées pour répondre aux défis en temps réel.
Les solutions de ville intelligente couvrent un large éventail d’usages et de services. Elles rendent possibles des réseaux de transport plus efficaces, un approvisionnement en eau mieux calibré (avec moins de gaspillage), une gestion des déchets en flux tendu, un éclairage et un chauffage optimisés des bâtiments, et des espaces publics plus sûrs. Tout cela peut sembler futuriste, mais de nombreuses villes dans lesquelles nous vivons ont déjà mis en œuvre certaines solutions intelligentes, comme le covoiturage, la détection des fuites d’eau des conduites municipales, les feux de circulation intelligents, la télémédecine et l’optimisation des interventions d’urgence.
L’augmentation des taux d’urbanisation, et les nombreux défis que cela engendre, poussent les urbanistes et les autorités à adopter de plus en plus souvent des systèmes intelligents. Les villes s’arrogent plus de 60 % de la consommation d’énergie mondiale et génèrent environ 70 % des émissions mondiales de CO2. La plupart des gouvernements s’étant engagés à réduire les émissions nationales, il est essentiel de réduire l’empreinte des grandes villes. En outre, la détérioration de la qualité de l’air, qui entraîne des problèmes de santé, le manque d’accès à l’eau douce (notamment en période d’inondation), les capacités insuffisantes de gestion des déchets et les embouteillages permanents sont depuis longtemps des problèmes critiques, qui deviennent de plus en plus pressants.
Ces difficultés ne feront que croître avec le temps. Selon le Forum économique mondial, le taux d’urbanisation mondial devrait atteindre 70 % d’ici 2050, contre 56,2 % aujourd’hui. À elles seules, l’Inde et la Chine devraient compter respectivement 300 et 400 millions de citadins supplémentaires d’ici là. L’urbanisation en Amérique du Nord, déjà élevée (83,6 %), devrait encore augmenter.
Construction et ingénierie
Des systèmes d’automatisation de l’approvisionnement en énergie surveillent la consommation des maisons et des bâtiments, en la comparant au nombre de leurs occupants.
Dans la ville de New York, la moitié des immeubles commerciaux ont été construits avant 1980 selon le département de l’Energy Information Administration des États-Unis. L’Energy Research and Development Authority de l’État de New York gère un programme de partage des coûts pour les propriétaires de bâtiments qui investissent dans des systèmes de gestion de l’énergie en temps réel ; ces derniers rendent possibles des économies d’énergie de l’ordre de 15 % à 30 % par an.
Commerce de détail
Les systèmes intelligents pour commerçants balaient automatiquement les chariots à la sortie du magasin. Le paiement s’effectue par prélèvement automatique sur le compte bancaire du client ou encore au moyen d’une carte à puce ou d’une application pour téléphone intelligent.
À Toronto, le deuxième plus grand détaillant alimentaire du Canada, Sobeys, a lancé le magasinage sans contact avec son chariot intelligent. Grâce à des capteurs, les clients peuvent peser et payer leurs articles. Ils évitent ainsi les files d’attente aux caisses, ce qui leur fait gagner du temps.
Transport
Les péages de congestion appliquent des surtaxes d’utilisation des routes aux heures de pointe afin de réduire les embouteillages.
Londres, Singapour, Stockholm et Milan ont déjà mis en oeuvre des péages urbains, et New York leur emboîtera bientôt le pas.
Les systèmes de stationnement intelligents surveillent la disponibilité des places dans la rue et régulent les tarifs des parcomètres en fonction du lieu, de l’heure et du jour de la semaine. D’autres solutions guident les conducteurs vers les places de stationnement disponibles en temps réel.
San Francisco a été l’une des premières villes américaines à mettre en place le stationnement intelligent, en 2011. Calgary, au Canada, utilise un système similaire. Le centre-ville de Londres propose Smart Park, un ensemble intégré de technologies qui fournit aux conducteurs des renseignements en temps réel sur les places de stationnement inoccupées.
Les systèmes d’éclairage public intelligents commandent les lampadaires connectés à distance et surveillent l’éclairage grâce à des applications en ligne centralisées.
Copenhague a remplacé la moitié de ses lampadaires par 20 000 lampes LED intelligentes qui s’allument à l’approche des cyclistes, qui représentent la moitié du trafic habitation-maison de la ville. Les lumières sont tamisées lorsque les rues sont vides.
Conservation de l’eau
Les services publics intelligents encouragent les usagers à réduire leur consommation d’eau grâce à des compteurs intelligents et à des messages de rétroaction numériques. McKinsey estime que les solutions intelligentes pourraient réduire la consommation d’eau de 15 % à 25 %.
Le Cap, en Afrique du Sud, a réduit sa consommation d’eau de 30 % au cours des 15 dernières années, alors que sa population a augmenté dans une proportion similaire.
Gestion des déchets
Grâce à la collecte des déchets en flux tendu, on évite l’accumulation de volumes considérables en environnements urbains.
Singapour a été la première ville intelligente à expérimenter ce concept. En 2016, elle a installé des poubelles solaires équipées de capteurs de niveau de remplissage et de compacteurs qui leur donnent une capacité huit fois supérieure à celle des poubelles traditionnelles. Chaque poubelle sert également de point d’accès à Internet.
À Séoul, l’utilisation de récipients similaires a permis de réduire les coûts de collecte des déchets de plus de 75 %, selon la municipalité.
Soins de santé
La surveillance des maladies infectieuses permet de retracer les contacts avec les personnes dont le test de dépistage de la COVID-19 est positif. Plus de 45 pays ont développé des applications de traçage pendant la pandémie.
La Chine, en collaboration avec Alipay et WeChat, a mis en place dans 200 villes un système de codes de réponse rapide sanitaires (étiquettes optiques lisibles par machine) grâce auquel les citoyens peuvent vérifier s’ils ont été en contact avec des personnes déclarées positives à la COVID-19. L’application utilise des voyants comme ceux des feux de circulation ; le rouge indique que l’utilisateur devrait entrer en quarantaine. Les résultats des tests sont communiqués aux autorités.
Sécurité publique
Le maintien de l’ordre prédictif a recours à des outils numériques pour anticiper les crimes avant qu’ils ne se produisent. Ces technologies sont controversées en raison des menaces qu’elles pourraient faire peser sur les libertés civiles. McKinsey estime néanmoins que les systèmes prédictifs pourraient réduire la criminalité de 30 % à 40 %.
Londres s’apprête à adopter cette stratégie, bien qu’elle donne matière à polémique et que le port de masques pendant la pandémie rende sa mise en oeuvre difficile.
Sources : RBC Gestion de patrimoine ; Commission européenne ; iot.com ; système de gestion en temps réel de l’énergie de l’Energy Research and Development Authority de l’État de New York ; The Guardian ; Sensa Networks ; McKinsey Pleins feux sur les solutions (suite)
Bien qu’elle compte de nombreuses villes anciennes dotées d’infrastructures héritées du passé, l’Europe a longtemps montré la voie dans le domaine des villes intelligentes, grâce à l’adoption précoce de mesures axées sur le développement durable et respectueuses de l’environnement et à la place accordée aux transports en commun et à l’infrastructure urbaine en général. Un rapport McKinsey de 2018 a souligné à quel point l’intermodalité, ou la combinaison de différents modes de transport en commun pour un déplacement fluide, a été au centre de la stratégie européenne dans ce domaine, et les services électroniques tels que les systèmes de billetterie ont été stimulés par un développement technologique rapide. De nombreuses applications de ville intelligente ont évolué à partir de là.
L’une des caractéristiques des villes intelligentes occidentales est que le développement est principalement ascendant : le secteur privé et les citoyens participent activement à la conception de projets visant à améliorer la qualité de vie, à stimuler la croissance économique et à protéger l’environnement. Par exemple, en 2018, le gouvernement fédéral canadien a encouragé quelque 200 collectivités à travers le pays à participer à un concours pour l’amélioration de la qualité de vie grâce à l’utilisation des technologies. Le programme Villes intelligentes a ensuite été créé avec la participation de Rogers, un des principaux fournisseurs de services par liaison cellulaire et par câble au Canada, et de Blue City, éditeur logiciel de Montréal qui se concentre sur les solutions de gestion intelligente de la circulation routière. Des ateliers ont été organisés pour les résidents afin de déterminer les besoins et de fournir aux responsables des villes une feuille de route pour mettre en place les futures infrastructures de circulation et de transport en commun.
Au-delà des apports et de la participation des citadins, il faut également un changement culturel dans la manière dont les villes sont gouvernées et gérées, ainsi que des plateformes technologiques plus ouvertes à l’échelle de la ville pour permettre plus de collaboration et d’échanges de données. Lorsque le maire de Los Angeles, Eric Garcetti, s’est penché sur la mise en œuvre de solutions de ville intelligente, il a constaté que plus de 40 services municipaux fonctionnaient sur différentes plateformes technologiques isolées les unes des autres. GeoHub a été créé en 2016 pour réunir plus de 500 ensembles de données provenant des services municipaux, ainsi que du comté, de l’État et du gouvernement fédéral, afin de former un système centralisé de veille économique. Peu de temps après son lancement, GeoHub a révélé des besoins de Los Angeles en matière de sécurité publique et d’infrastructures, ce qui a permis à l’administration municipale de gérer ses ressources et de prendre de meilleures décisions.
À Barcelone, plusieurs systèmes compartimentés utilisés par la ville ont été abandonnés, soit parce que les réseaux ne communiquaient pas, soit parce que les consommateurs étaient liés par des dispositions contractuelles rigides, soit parce que la fourniture de services était confiée à de grands opérateurs sans que le gouvernement ait un droit de regard sur le mode de collecte ou d’exploitation des données des administrés. La confidentialité de ces données relève désormais de la municipalité. En outre, la passation des marchés de services a été rendue transparente et la préférence est donnée aux petites entreprises locales.
Parallèlement, les projets de villes intelligentes se sont multipliés ces dernières années en Asie, continent soumis à un phénomène concomitant d’urbanisation et de numérisation. Dans les pays dotés d’un gouvernement central fort, comme la Chine ou Singapour, le développement des villes intelligentes est généralement descendant : les autorités formulent les politiques et assurent le financement. La priorité est généralement donnée au développement des infrastructures et à l’amélioration de la gouvernance urbaine.
Lorsque le secteur public est très présent, les villes intelligentes sont très développées et de nombreux services, tels que les transports, l’approvisionnement en électricité ou en eau, les télécommunications et la gestion des déchets, communiquent et collaborent tous entre eux. La mise en réseau des bâtiments intelligents (résidentiels, commerciaux ou industriels) garantit l’intégration totale des villes intelligentes. Cette interopérabilité, c’est-à-dire le flux continu de données et les outils technologiques qui vont avec, est une condition essentielle pour une ville intelligente à part entière.
La ville de Singapour en est un bon exemple, puisqu’elle a toujours été l’un des principaux investisseurs dans les systèmes intelligents, selon le guide IDC des dépenses des villes intelligentes à travers le monde. La ville est également propriétaire des transports en commun et des logements, ce qui lui a sans aucun doute simplifié la tâche.
La Chine connaît également bien les défis associés à l’urbanisation, puisqu’elle a encouragé la migration rapide des populations rurales vers les villes et a vu sa population urbaine tripler pour atteindre 900 millions de personnes au cours des trois dernières décennies. Cet afflux massif a accentué des tensions déjà fortes : surpopulation urbaine, embouteillages, infrastructures surchargées, pollution grave, coût de la vie généralement élevé… La Chine a choisi des solutions technologiques pour atténuer certains de ces problèmes, en créant quelque 500 villes intelligentes.
Il faudra peut-être plusieurs années aux grandes villes occidentales anciennes pour atteindre un stade aussi avancé de développement de la ville intelligente. Il faut pour cela décloisonner les services (et les esprits) et favoriser la collaboration entre les secteurs. En outre, les administrations locales doivent se donner pour mission d’améliorer les infrastructures en visant le long terme, par opposition aux solutions rapides. La volonté de progresser est là et nous devrions assister à la mise en œuvre de davantage de solutions intelligentes, tant dans les pays orientaux que dans les pays occidentaux.
Au cœur des villes intelligentes se trouve la 5G, c’est-à-dire la cinquième génération de technologie sans fil. La 5G constitue une avancée considérable : sa vitesse est jusqu’à 10 fois plus rapide que celle de la 4G, elle présente une faible latence, soit un minuscule intervalle de 1 à 1 000 millisecondes entre une instruction de transfert de données et son commencement, et grâce à elle, des millions de dispositifs et de capteurs reliés à l’Internet des objets peuvent être connectés sur une superficie d’un kilomètre carré (la 4G ne permet qu’un nombre limité de connexions).
Un certain nombre de technologies associées à la 5G sont nécessaires pour atteindre le statut de ville intelligente, notamment l’intelligence artificielle, les chaînes de blocs, l’infonuagique, les mégadonnées, l’informatique en périphérie, et, bien sûr, l’Internet des objets.
Prenons l’exemple d’une ville qui installe de nombreux capteurs reliés à l’Internet des objets afin de détecter les conditions de circulation automobile. Une fois collectées, les données sont transférées par l’entremise du réseau 5G. La technologie de chaîne de blocs peut assurer une transmission de données sécurisée dans le cadre de ce processus. Les responsables concernés s’appuient ensuite sur l’informatique en périphérie pour analyser les données en temps réel. L’intelligence artificielle entre alors en jeu pour filtrer de grandes quantités de mégadonnées afin de prédire les flux de circulation et de trouver des solutions pratiques à la congestion, comme détourner les véhicules ou modifier la séquence des feux de signalisation. L’ensemble de données est finalement stocké dans un nuage sécurisé à des fins d’analyse et de référence ultérieures.
Source : RBC Gestion de patrimoine
Il y a un certain nombre d’acteurs et d’aspects qui entrent en ligne de compte dans la concrétisation des villes intelligentes :
Si l’attrait de la technologie est puissant, il existe néanmoins des défis considérables à relever pour atteindre le statut de ville intelligente.
D’importants obstacles se dressent devant les villes patrimoniales, car il est plus facile de partir de zéro que de moderniser des infrastructures vétustes, comme à New York et à Londres. Les villes plus récentes du Moyen-Orient et de l’Asie sont nettement avantagées à cet égard.
La taille de la population représente un autre fardeau et est susceptible de compliquer l’adoption de solutions intelligentes. Les villes plus petites comme Helsinki (1,3 million d’habitants) ou Zurich (400 000 habitants) peuvent bénéficier d’une plus grande souplesse dans la mise en œuvre de nouvelles technologies. En 2020, elles se sont classées respectivement au deuxième et au troisième rang mondial dans l’indice IMD Smart City.
Parmi les autres défis majeurs, mentionnons :
Selon nous, le récent virage vers l’économie verte entrepris par plusieurs gouvernements et les investissements publics potentiels dans les infrastructures, notamment aux États-Unis et en Europe, font en sorte que le moment est opportun pour les villes d’investir dans leur avenir et pour les planificateurs de répondre aux défis actuels de l’urbanisation. De grandes villes occidentales comme New York et Londres subissent des pressions pour moderniser leurs infrastructures, souvent en décrépitude, et s’engagent dans cette voie.
Les villes intelligentes ont le potentiel de nous permettre de vivre et de travailler de façon plus sûre, rapide et pratique. Elles exigeront toutefois une interconnexion accrue entre les différentes formes d’infrastructures. Les bâtiments devront être reliés au réseau ; or, un écosystème d’infrastructures communicantes devrait permettre d’offrir des services plus efficaces, durables et abordables aux citoyens.
Pourtant, compte tenu des nombreux défis qui demeurent en Occident, la mise en œuvre sporadique de solutions intelligentes (au lieu des villes intelligentes très développées de l’Orient) est plus probable dans un avenir prévisible. Au départ, nous verrons sans doute les agglomérations de l’Ouest devenir « plus intelligentes », plutôt que de se transformer en véritables villes intelligentes.
Comme nous l’avons mentionné pour les autres volets relatifs à la technologie durable sur lesquels nous nous sommes penchés cette année, nous croyons que les secteurs et les entreprises en mesure d’offrir des solutions pour les villes intelligentes connaîtront une croissance à long terme.
Avec la contribution de Jasmine Duan, stratégiste, Placements, RBC Investment Services (Asia) Limited, à Hong Kong, et de Tasneem Azim-Khan, conseillère en gestion de portefeuille, Actions américaines, Services-conseils en gestion de portefeuille, RBC Gestion de patrimoine, RBC Dominion valeurs mobilières Inc., à Toronto.
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