Lorsque la pandémie de COVID-19 a frappé, les entreprises du monde entier ont dû rapidement repenser leurs modèles d'entreprise et adopter des solutions digitales afin d'assurer la continuité de leurs activités. Mais les entreprises n'ont pas été les seules à changer leur mode de fonctionnement. Pour Dominique Bonte, directeur général et vice-président de la division End Markets Research chez ABI Research, entreprise spécialisée dans la recherche technologique, la pandémie de COVID-19 a profondément transformé la manière dont les autorités publiques et autres parties prenantes abordent la gestion et la planification des villes. Les autorités publiques régionales et nationales réfléchissent également à la manière dont des données consolidées de nombreuses villes pourraient être extrapolées afin d'améliorer leurs réponses à plus grande échelle.
« Cela fait plusieurs années maintenant que nous évoquons la nécessité de développer des villes intelligentes, mais il semblerait que nous ayons besoin d'une crise comme celle-là pour achever de convaincre les dirigeants de l'importance d'en faire une réalité », déclare Dominique Bonte. « La plupart des autorités publiques, que ce soit à l'échelle locale ou nationale, étaient terriblement mal préparées pour faire face à une pandémie. Cette désorganisation et cette improvisation de leur part ont eu de nombreuses conséquences, notamment sanitaires et socio-économiques. »
« Malheureusement, nous risquons de connaître de nombreuses autres crises à l'avenir. C'est pourquoi il est essentiel de renforcer leur capacité de résilience. Cet objectif devrait être une priorité à chaque investissement, que ce soit dans les nouvelles technologies, le développement de services publics, la conception de réseaux de transport, ou encore la construction de bâtiments publics et de résidences. Connectivité, flexibilité, évolutivité… Tout doit être pensé et conçu sur la base de plusieurs cas d'utilisation rapidement réutilisables pour assurer de manière fiable la continuité des activités d'une ville en cas d'urgence. »
La puissance du jumeau virtuel
Même en dehors de toute pandémie, la gestion d'une ville nécessite que différentes parties prenantes collaborent entre elles afin de relever des défis relatifs à l'urbanisation, la mobilité, le changement climatique, la durabilité ou encore les situations d'urgence. Mais comment donner un sens à des millions de données issues de dizaines d'organismes publics différents ? Et comment partager cette information avec tous ceux impliqués dans les décisions prises, alors même que différentes fonctions traitent les informations de manière si différente ?
« Cela fait plusieurs années maintenant que nous évoquons la nécessité de développer des villes intelligentes, mais il semblerait que nous ayons besoin d'une crise comme celle-là pour achever de convaincre les dirigeants de l'importance d'en faire une réalité. »
Dominique Bonte
Directeur général et vice-président, End Markets Research chez ABI Research
Afin de relever ces défis, les villes misent de plus en plus sur la puissance des jumeaux virtuels, également appelés jumeaux numériques, qui utilisent le big data, l'Internet des objets, l'intelligence artificielle et le cloud computing pour analyser et visualiser des informations au sein d'un environnement unifié. Les jumeaux virtuels sont plus efficaces lorsque les données sont simulées et affichées sous forme de modèles 3D dynamiques et scientifiquement précis, facilement accessibles et compréhensibles pour toutes les parties prenantes.
En France, par exemple, un jumeau virtuel 3D de la ville de Rennes est en cours de développement pour aider Rennes Métropole à transformer durablement la ville et à améliorer la qualité de vie de près d'un demi-million d'habitants. Le jumeau virtuel synthétise dans un modèle virtuel unifié les données géométriques, topographiques, démographiques, mais aussi les données relatives à la mobilité, à la santé et à d'autres domaines. Il permet ainsi aux parties prenantes internes et externes de la ville de Rennes de planifier et de gérer de manière transversale et collaborative le développement d'infrastructures, les systèmes de transports, les réseaux de services publics, les initiatives environnementales et le développement socio-économique.
« Aujourd'hui, nous avons malheureusement tendance à penser de manière cloisonnée en matière de gestion et de planification urbaines, alors qu'une ville fonctionne différemment », déclare Alexis Mariani, directeur de l'aménagement urbain et de l'habitat de Rennes Métropole. « Nous avons besoin d'adopter une approche plus systémique afin que toutes les parties prenantes travaillent mieux ensemble et ce, autour d'un référentiel commun qui leur permette de simuler les évolutions de la ville. Notre plate-forme collaborative sur le cloud, baptisée Virtual Rennes, offrira la possibilité à toutes les parties prenantes de partager à distance des données qui leur permettront de simuler et d'analyser les phénomènes urbains. »
Arup Group, une entreprise mondiale basée à Londres et spécialisée dans l'ingénierie, l'architecture, la conception, la planification, la gestion de projet et le conseil pour tous les aspects de la construction, a développé un jumeau virtuel afin d'accompagner les villes dans leur transformation. Le jumeau virtuel de démonstration permet de simuler des données relatives à l'accessibilité et l'aménagement urbain, l'ingénierie et l'infrastructure (dont les espaces souterrains et services publics), l'environnement et la préservation ; tout cela au sein d'un plan pour faciliter les méthodes et processus de travail.
« La réussite de cet exemple d'application a montré que le jumeau virtuel était un outil particulièrement utile qui permet aux autorités publiques, au secteur privé et aux universités de travailler main dans la main afin de façonner la ville intelligente de demain », déclare Wilfred Lau, directeur et membre associé chez Arup Group.
La planification en amont
Face à la pandémie de COVID-19, nos responsables politiques ont commencé à s'intéresser aux jumeaux virtuels qui jouent un rôle essentiel. L'objectif : expérimenter diverses opérations et processus d'intervention d'urgence afin de mieux se préparer à d'éventuelles crises à venir.
« Urbanistes, cellules d'urgence, agences de transport, direction exécutive… Toutes les parties prenantes doivent être en mesure de partager et de traiter rapidement des informations afin de répondre aux événements », rapporte IDC, leader mondial des études de marché, dans sa synthèse « Smart City Technology: Collaboration and the Digital Twin » (« Ville connectée : jumeau virtuel et collaboration »). « Il est donc essentiel que les informations soient immédiatement compréhensibles et exploitables. Les jumeaux virtuels contribuent à l'évolution de la présentation d'informations complexes. »
« Afin de devenir plus résilientes, les villes devraient considérer la puissance des jumeaux virtuels pour simuler et façonner l'avenir. La planification de simulations peut faire une réelle différence dans les niveaux de préparation. L'utilisation de la réalité virtuelle augmentée pour renforcer la planification permet d'imaginer de multiples futurs potentiels, de tester leurs conséquences et implications, et ainsi de bâtir un avenir meilleur. »
Pour Dominique Bonte, avoir la possibilité de simuler des situations d'urgence et de visualiser l'impact qu'elles pourraient avoir sur la ville et ses habitants est essentiel et aurait pu changer la donne au début de la pandémie, une période des plus chaotiques.
« Grâce au jumeau virtuel, les autorités publiques peuvent cartographier leurs ressources et leurs actifs afin de déterminer les procédures d'intervention les plus efficaces. De cette manière, à chaque incident, elles pourront optimiser la prestation de services d'urgence et assurer la continuité des activités du reste de la ville », explique-t-il.
« Arup Group a également travaillé aux côtés des autorités sanitaires du gouvernement australien afin de créer un outil de visualisation spatiale qui permette de suivre la disponibilité des lits de patients dans une région comptant plus de 50 hôpitaux », déclare Sankar Villupuram, responsable des services et projets digitaux en Asie de l'Est pour Arup Group. En effet, cette solution permet non seulement de vérifier la disponibilité des lits d'hospitalisation et de soins intensifs, mais également d'identifier le besoin en lits supplémentaires et le type de soins à prendre en charge.
« Il est aussi possible de modéliser l'évolution des flux de personnes en ville afin de voir combien de collaborateurs reviendront réellement au bureau », ajoute-t-il. « Il semblerait que de nombreuses personnes ne souhaitent pas retourner sur leur lieu de travail et préfèrent travailler depuis leur domicile, au moins partiellement, si ce n'est à temps plein. En extrapolant ces données à toute la ville, nous pouvons voir si telle ou telle infrastructure peut toujours accueillir le même nombre de personnes qu'avant la pandémie de COVID-19. Réduire ce nombre va de pair avec la distanciation sociale, mais à quoi cela ressemblera-t-il ? Seules de nombreuses simulations sont capables de fournir ces informations et de répondre à cette question. Le jumeau virtuel est donc la solution idéale pour mener ces études. »
Améliorer la prise de décision
« Grâce aux jumeaux virtuels, des personnes d'horizons très différents ont la possibilité de comprendre des données complexes facilement et de manière intuitive en les mettant en contexte », affirme Takuya Murakami, pour l'Urban Development Division au sein du Project Development Department de Taisei Corporation, dans le cadre de la création d'un jumeau virtuel de Nishi-Shinjuku, le quartier d'affaires historique de Tokyo, au Japon.
En interprétant et modélisant toutes les données, « le jumeau virtuel 3D d'une ville intelligente améliore votre capacité à prendre des décisions, car il vous offre facilement une vue globale de la ville et des différentes caractéristiques de chaque territoire », ajoute Takuya Murakami.
Si besoin, les autorités publiques peuvent analyser visuellement le jumeau virtuel, couche après couche, afin de comprendre les données qui le composent dans les moindres détails.
« Identifier des lieux donnés et des zones problématiques afin d'en discuter avec toutes les parties prenantes est une méthode très efficace dans le cadre d'une prise de décision », affirme-t-il. « L'agrégation et la simulation de données en 3D jouent un rôle majeur dans les prises de décision centrées sur l'humain. »
Donner la parole aux citoyens
Les jumeaux virtuels sur le cloud offrent également aux habitants un meilleur accès aux services publics de la ville et permet de visualiser facilement l'impact qu'un projet de développement d'infrastructures ou qu'un nouveau service aurait sur la vie quotidienne.
« Dans le cadre de projets d'aménagement urbain conventionnels, seul un nombre limité d'experts se chargent des modèles préliminaires avant que les informations ne soient rendues publiques et ce, en suivant un processus étape par étape », déclare Takuya Murakami.
« Grâce à l'utilisation de jumeaux virtuels dès le début du projet, même des citoyens n'ayant pas les compétences nécessaires pour lire des dessins spécialisés peuvent comprendre le modèle et participer aux discussions. »
Takuya Murakami
Taisei Corporation
« Il est difficile d'obtenir le point de vue des habitants en amont et de les encourager à participer activement au processus car ils n'ont pas nécessairement les connaissances et compétences requises pour comprendre les dessins. Mais grâce à l'utilisation de jumeaux virtuels dès le début du projet, même des citoyens n'ayant pas les compétences nécessaires pour lire des dessins spécialisés peuvent comprendre le modèle et participer aux discussions. »
D'après Dominique Bonte, pour gérer de manière optimale les situations d'urgence, il est essentiel de rendre les informations facilement accessibles et compréhensibles pour tous.
« Pendant la pandémie de COVID-19, les gouvernements et les autorités publiques ont eu du mal à trouver des moyens efficaces de partager des informations et de communiquer avec les gens en temps réel », déclare-t-il. « Dans le monde entier, des citoyens ont exprimé leur désaccord à l'égard des nouvelles lois et politiques mises en œuvre dans le cadre de la lutte contre la propagation du virus. Cela tient en partie au fait que les citoyens ont l'impression de n'avoir ni visibilité ni contrôle sur les événements. Si les autorités publiques utilisaient des jumeaux virtuels pour donner aux gens accès à des données pertinentes – comme par exemple une cartographie du nombre de cas et une simulation de la façon dont ces cas pourraient se multiplier – ils seraient beaucoup plus enclins à suivre les règles et mesures en vigueur. »
« Impliquer les citoyens dans la prise de décisions importantes sur la manière dont leur ville est construite et gérée est un bon moyen pour améliorer leur qualité de vie et s'assurer qu'ils sont prêts à jouer leur rôle pour aider leur ville à se préparer au mieux et relever les défis à venir. »
