En standardisant et fusionnant toutes les données disponibles, on peut créer une copie digitale, le “jumeau numérique” d’une ville, voire d’un pays tout entier. De cette façon, les dirigeants politiques évaluent la situation en temps réel et testent l’impact des mesures qu’ils envisagent. La Région flamande, qui fait œuvre de pionnier dans ce domaine, peut compter sur le soutien de partenaires tels que l’imec et Microsoft.
Réduire les émissions de CO2, les nuisances sonores et l’engorgement du trafic pour garder la ville attrayante, vivable et saine: les pouvoirs publics sont confrontés à des défis aussi immenses que complexes. En rendant une rue piétonne, il est possible d’optimiser la qualité de l’air et de diminuer le bruit dans l’ensemble du quartier. Mais les voitures ainsi détournées pourraient bien détériorer la mobilité et la qualité de l’air à d’autres endroits.
“Les interventions destinées à améliorer la situation dans un quartier donné peuvent avoir des répercussions sur d’autres facteurs et dans d’autres zones de la ville”, confirme Johan Torfs, Government Business Lead chez Microsoft Belux. “Avec notre digital twin, nous jetons un pont entre le monde physique et l’univers numérique. Cet outil de haute technologie – visuellement très simple – aide les dirigeants politiques à prendre des décisions compliquées en matière de qualité de vie urbaine. Ce double numérique agit comme une sorte d’outil what if qui leur offre de visualiser instantanément l’effet d’une mesure donnée.”
Ville intelligente, région intelligente
“Nous étudions les possibilités de rendre la Flandre plus intelligente”, poursuit John Baekelmans, vice-président de l’imec et spécialiste des smart cities. “Ces dernières années, nous avons mené plusieurs expériences dans la ‘smart zone’ d’Anvers. Et nous avons rapidement remarqué qu’un tableau de bord était indispensable pour représenter visuellement tout ce qu’on y accomplit. C’est possible avec un double numérique de la ville, dans lequel on intègre des données historiques et qui permet également de réaliser des simulations. Ce double numérique contribue à rendre des villes et régions intelligentes, et ce, de manière efficace, gérable et financièrement acceptable. Les bons résultats obtenus à Anvers n’ont d’ailleurs pas échappé à nos ministres, puisqu’ils vont déployer cette technologie dans toute la Flandre.”
“Les données doivent ‘dialoguer’ aisément les unes avec les autres. Pour cela, il faut des standards, de la transparence et de l’ouverture.”
Concevoir le double virtuel réaliste d’une région exige énormément de données cohérentes. “Nous greffons celles-ci sur la carte qualitative de base dont nous disposons depuis des années en Flandre”, éclaire Barbara Van Den Haute, administratrice générale de l’Agence d’information de la Région flamande. “Sur cette carte, on trouve des informations sur les routes, les bâtiments, les infrastructures de gaz, d’eau et d’électricité… Nous y ajoutons de nouvelles données, par exemple pour mesurer l’effet de la fermeture d’une rue sur la qualité de l’air.”
“Nous devons faire en sorte que toutes les données puissent ‘dialoguer’ aisément les unes avec les autres”, continue l’administratrice générale. “Pour cela, il faut des standards, de la transparence et de l’ouverture. Quelque 2.500 accords ont déjà été signés en ce sens. Avec des villes comme Anvers et Malines, mais aussi avec le secteur académique et les entreprises. Nous sommes des précurseurs dans ce domaine, même au niveau international. Bien entendu, l’objectif n’est pas de tout construire nous-mêmes. Nous laissons cela au secteur privé.”
“Notre double numérique est la représentation graphique visuelle de toute une étude. En 20 secondes, vous en savez plus qu’après avoir lu 100 pages.”
Selon Johan Torfs, sa gestion particulièrement qualitative des données fait de la Flandre un endroit unique: “Ce sont nos matières premières et nous pouvons les combiner à d’autres données, météorologiques et GPS notamment. Nous devons réunir ces informations dans nos composants. Nous développons la technologie qui intègre tous ces algorithmes et qui nous permettra ensuite d’élaborer des solutions simples, d’un seul clic.”
Pas de feu rouge
“Avec le digital twin, il n’est plus nécessaire de mener des tests sur le terrain suivis d’évaluations étendues pour améliorer la vie quotidienne des gens”, reprend John Baekelmans. “Pensez aux feux de circulation. Nous avons un problème en Belgique: nos feux de circulation sont avant tout conçus pour le trafic automobile. C’est étrange au vu de la mobilité actuelle, avec un nombre de piétons et de cyclistes nettement plus important qu’il y a cinq ans. Comme les feux de circulation ne leur sont pas adaptés, ils ont tendance à traverser au rouge. Pour régler les feux avec davantage de précision, nous cartographions les city flows. Nous visualisons notre solution afin que les pouvoirs publics et les citoyens découvrent clairement de quoi il s’agit. Plus besoin de tester les feux pour interroger ensuite les utilisateurs.”
“Le double numérique permet de mieux planifier les zones urbaines, et ce de manière gérable et financièrement soutenable.”
Si, dans un premier temps, la Flandre se concentre sur les défis les plus urgents, tels que la qualité de vie et la mobilité, d’autres viendront s’y ajouter dans une phase ultérieure. “Quel est l’impact d’un nouveau bloc d’habitations avec 20 ménages sur tel ou tel quartier?”, illustre John Baekelmans. “Y a-t-il suffisamment d’écoles, de pharmacies, de plaines de jeux? Et quelles en sont les conséquences sur l’ensemble du city flow? Pour traiter ces questions, nous avons construit la première version d’une plateforme.”
Johan Torfs fait volontiers la comparaison avec des tableaux remplis de chiffres: “Pour un profane, ils sont impossibles à interpréter. Il faut les traduire en graphiques. Notre double numérique est la représentation graphique de toute l’étude. En 20 secondes, vous en savez plus qu’après avoir lu 100 pages. Basée sur des algorithmes commandés par machine learning, cette représentation graphique réunit tous les aspects d’un projet. Nous avions déjà déployé des doubles numériques dans des situations relativement simples, des usines et des bâtiments intelligents notamment. Une ville, et a fortiori une région, voilà qui est autrement plus complexe! C’est pourquoi nous préférons collaborer avec des partenaires pour générer et coupler les données. D’autant que nous souhaitons installer le moins de capteurs possible et utiliser au maximum les capteurs existants.”
Énorme puissance de calcul
“Façonner le double numérique d’une ville demande toujours une énorme puissance de calcul, de gigantesques centres de données qui génèrent des informations en quelques secondes”, souligne John Baekelmans. “Pour résoudre ce problème, nous nous tournons vers une entreprise comme Microsoft qui est un spécialiste de la simplification, avec des applications moins gourmandes en mémoire et que l’on peut étendre plus rapidement. La plateforme cloud Azure compte parmi les meilleures au monde. En développant des composants qui réduisent les besoins de puissance de calcul, l’entreprise a apporté une contribution inestimable au développement des villes intelligentes.”
Barbara Van Den Haute acquiesce, évoquant elle aussi les logiciels prêts à l’emploi que peuvent implémenter les pouvoirs publics, par exemple pour les activités portuaires. “En tant qu’administration publique, nous comptons sur les entreprises pour l’élaboration des applications pratiques.”