Le rôle des jumeaux numériques dans les villes intelligentes

De plus en plus d’initiatives de villes et de communautés intelligentes sont mises en œuvre à travers le pays et partout dans le monde, ce qui signifie que de nombreuses municipalités adoptent les jumeaux numériques. Les jumeaux numériques servent à l’aménagement, à la gestion et à l’optimisation des villes par le truchement d’une gamme d’applications liées à la mobilité et à la durabilité, par exemple. Selon ABI research, plus de 500 villes pourraient déployer des jumeaux numériques d’ici 2025. Ce billet explore les jumeaux numériques : les capacités qu’ils offrent aux villes intelligentes et le rôle central qu’y joue la localisation.

Comment la technologie des villes intelligentes nous aide-t-elle?

Une ville intelligente est une communauté qui utilise des moyens électroniques pour collecter des données sur ses actifs, ses processus et ses opérations liées, par exemple, aux services publics, à la mobilité et à l’infrastructure, en utilisant des outils comme les capteurs de l’Internet des objets (IdO) et les plateformes d’analyse de l’IdO. Ces données servent à mieux gérer les ressources, les actifs et les services, et elles améliorent les opérations. Au bout du compte, les informations fournies par ces données aident les villes à réaliser des initiatives particulières et à améliorer la vie de leurs citoyens.

De nombreuses municipalités concentrent leurs efforts en matière de ville intelligente sur des projets précis, plutôt que d’adopter une approche générale unique. Comme on peut le constater ci-dessous, les gagnants du Défi des villes intelligentes d’Infrastructure Canada sont engagés dans une gamme variée de programmes, chacun adapté aux besoins particuliers de la communauté.

• La Ville de Bridgewater, en Nouvelle-Écosse, cherche à réduire la pauvreté énergétique.
• Les communautés associées du Nunavut travaillent à la mise en œuvre de mesures de prévention et de protection en vue de réduire le risque de suicide.
• L’initiative gagnante de la Ville de Guelph et du comté de Wellington, en Ontario, vise à mettre en place une économie alimentaire circulaire qui élimine les déchets et permet à chaque résident d’avoir accès à des aliments sains.
• La Ville de Montréal, au Québec, mettra en œuvre une initiative de ville intelligente visant à accroître l’accès à la nourriture et à améliorer la mobilité.

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique?

Les jumeaux numériques servent dans tous les domaines, qu’il s’agisse de services publics, d’ingénierie et d’urbanisme. Mais ils partagent tous des traits essentiels. À la base, un jumeau numérique est une représentation virtuelle d’objets, de processus, de comportements et de relations se situant dans le monde réel, qui sont soit naturels, soit construits, soit hybrides. Ainsi, un jumeau numérique est bien plus qu’un simple modèle 3D d’une ville, même si c’est aussi le cas.

Le rôle de la localisation dans les jumeaux numériques

Les jumeaux numériques représentent un outil essentiel à l’établissement de villes plus intelligentes, et la localisation constitue le principe essentiel de leur fonctionnement. Pour être une représentation fidèle de la réalité, un jumeau numérique a besoin de données. Souvent, le défi n’est pas le manque de données, mais le regroupement de grands volumes de différents types de données, comme celles fournies en contexte par les capteurs de l’IdO. La localisation fournit ce contexte, en rassemblant des types de données disparates en une vue commune.

Les communautés plus intelligentes et plus connectées fournissent des données aux urbanistes. Avec ces données, ces professionnels bâtissent des scénarios et examinent les possibles incidences, en contexte et avec une plus grande fidélité que les méthodes traditionnelles (comme les modèles physiques, les feuilles de calcul et les simples modèles 3D numériques). Les capteurs IdO sur les véhicules, par exemple, aident les urbanistes à comprendre les conditions et les points névralgiques de la circulation routière. Ces données servent à améliorer la sécurité des piétons le long de certains itinéraires, optimisent la circulation automobile et encouragent les modes de transport alternatifs, là où ces solutions s’avéreront les plus viables.

Les jumeaux numériques permettent également aux urbanistes d’examiner comment les aménagements proposés s’intègrent dans la zone dans laquelle ils sont situés et ont un impact sur celle-ci, en utilisant des données du monde réel. Par exemple, les urbanistes examinent la combinaison de logements et de commerces dans un quartier et évaluent dans quelle mesure un aménagement particulier affecterait cette combinaison et si cela serait souhaitable. En outre, les urbanistes emploient un jumeau numérique pour examiner les temps de transit entre les différents quartiers d’une ville, en conjugaison avec des données socio-économiques, et déterminent à quels endroits optimaux les services publics répondront mieux aux besoins des citoyens actuellement mal servis.

Dans chacun de ces cas, la localisation fournit un contexte qui relie différents types de données, offrant ainsi une représentation holistique et fidèle de la réalité. Un SIG intègre toutes ces données dans un système visuel et analytique afin de modéliser non seulement le scénario actuel, mais aussi un scénario idéal pour l’avenir. Ci-dessous, nous explorons des exemples concrets de la manière dont les communautés utilisent les jumeaux numériques.

Exemples de jumeaux numériques

Boston – Impacts et scénarios d’aménagement
Dans cette scène web, nous voyons l’effet des aménagements proposés à Boston pour ce qui est de l’ombrage porté sur un parc du centre-ville, Boston Commons. Ici, les urbanistes de Boston utilisent ArcGIS Urban pour intégrer différentes informations comme l’empreinte, la hauteur et l’emplacement des bâtiments. Ils explorent différents scénarios en vue de réaliser leur objectif (dans ce cas, limiter les ombres portées sur le parc). 

Ville de New York – Vision zéro
Ce tableau de bord, élaboré par la Ville de New York pour son programme « Vision zéro », montre les principaux paramètres de mesure en matière de sécurité des piétons, en s’appuyant sur les données qui sont fournies par les sources et les capteurs IdO (comme les dispositifs de suivi de la circulation piétonnière, les caméras intelligentes et les capteurs de circulation routière) et qui sont intégrées dans un contexte géospatial. Ces informations aident les responsables de la sécurité publique à surveiller les collisions en temps réel et à utiliser l’analyse prédictive pour gérer la circulation et améliorer la sécurité des piétons.

Oshkosh, Wisconsin – Favoriser les occasions économiques et les possibilités d’investissement
Pour contrer l’exode des entreprises quittant le centre-ville, la Ville d’Oshkosh, dans le Wisconsin, a élaboré un plan appelé Imagine Oshkosh afin d’encourager l’activité économique et de garantir les possibilités d’investissement. Pour développer, évaluer et communiquer le plan Imagine Oshkosh, Oshkosh s’est servi de solutions ArcGIS comme Business Analyst et CityEngine.


Maracaibo, Venezuela – Un jumeau numérique passant d’une vue d’ensemble jusqu’à des bâtiments précis
À l’aide d’ArcGIS Urban et de solutions connexes telles que Cityworks, Esri Venezuela et ses partenaires de l’Université de Zulia ont développé un jumeau numérique de la deuxième ville en importance du Venezuela, Maracaibo. Le jumeau numérique intègre un large éventail d’indicateurs et de variables comme l’utilisation de l’énergie, les tendances de déplacement, l’environnement physique naturel, ainsi que le zonage, les réglementations et les informations sur les propriétés et les aménagements particuliers. Cette vision globale et localisée permet de déterminer les impacts de différents scénarios et d’évaluer dans quelle mesure les plans s’alignent sur les objectifs des politiques publiques. Par exemple, ci-dessous, nous voyons comment différents facteurs tels que la proximité des services médicaux et des parcs publics permettent de déterminer si certaines zones conviennent mieux que d’autres aux projets d’aménagement.

Apprenez-en davantage sur les capacités d’Esri en matière de jumeaux numériques.

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Ce billet a été écrit en anglais par Josh Triantafilou et peut être consulté ici.