La base technologique de l'infrastructure d'une ville intelligente
Découvrez les technologies clés qui permettront la création de villes plus intelligentes, plus durables et plus pratiques.
Vous trouverez ici le résumé du premier article d'une série en cinq parties sur les technologies qui favorisent l'IoT. L'article peut être consulté dans son intégralité sur wevolver.com.
Qu'est-ce qu'une ville intelligente ?
Une ville intelligente est composée d'objets intelligents qui sont interconnectés et connectés au cloud. Ils interagissent au sein d'un réseau IoT (Internet des objets) afin de créer un mode de vie urbain plus rentable, plus durable et plus pratique. Les villes intelligentes sont également censées résoudre les problèmes sociaux urgents, notamment l'augmentation de la population urbaine, la consommation d'énergie excessive, la sécurité routière, et bien plus encore. Les objectifs de la ville intelligente, à savoir rendement, sécurité et durabilité, sont conçus pour une durabilité économique, sociale et environnementale.
Les premières tentatives en matière de villes intelligentes utilisent des réseaux interconnectés, comme des réseaux électriques intelligents pour augmenter le rendement énergétique, des technologies de détection et de surveillance pour gérer le trafic et surveiller la pollution de manière intelligente, un meilleur système de traitement informatique et de stockage des données, ainsi que des identifiants numériques pour un accès amélioré aux services.
Quelle est la technologie sous-jacente ?
Au cœur de la ville intelligente se trouve un réseau interconnecté qui recueille et partage les données. Ce réseau doit non seulement fonctionner en continu, mais également respecter simultanément des exigences élevées en matière de connectivité, de largeur de bande et de puissance de traitement, tout en offrant un fonctionnement très basse consommation. De ce fait, la technologie clé pour les dispositifs IoT essentiels aux villes intelligentes est la technologie à semi-conducteurs.
La technologie à semi-conducteurs est utilisée pour les puces et les composants matériels à l'intérieur des objets intelligents, en particulier les capteurs intelligents et les technologies de surveillance. Les processeurs dans les dispositifs IoT comme les microcontrôleurs doivent disposer d'un logiciel embarqué, afin de permettre aux dispositifs de détecter et de traiter les données, mais aussi de communiquer avec le réseau. Étant donné que le réseau est principalement connecté à Internet, une grande partie du développement d'un système IoT consiste à associer aux dispositifs des options de connectivité hautes performances, comme les technologies 5G, LTE, Wi-Fi et Bluetooth.
L'infrastructure de la ville intelligente
Réseau électrique intelligent
Un réseau électrique intelligent est un système d'alimentation entièrement interconnecté fonctionnant à des niveaux de rendement énergétique élevés et alimentant l'ensemble de l'infrastructure de la ville intelligente. La technologie de mesure intelligente améliore la fiabilité du réseau électrique en surveillant et en régulant les alimentations.
Compteurs intelligents
Les compteurs intelligents sont des dispositifs électroniques intelligents qui enregistrent des données relatives à l'utilisation de l'électricité, de l'eau et du gaz naturel. Un système de communication bidirectionnel permet aux fournisseurs et aux prestataires de services de recueillir des informations sur la consommation et de surveiller les schémas énergétiques des consommateurs.
Bornes de recharge et parking intelligent pour véhicules électriques
Les bornes de recharge pour véhicules électriques permettent d'alimenter des véhicules électriques avec l'électricité provenant du réseau électrique. Même si les véhicules électriques sont équipés d'un convertisseur CA/CC pour la charge domestique, les bornes de recharge de type plug-in fournissent directement un courant CC pour une charge rapide.
Systèmes d'énergie distribuée (DES)
Les réseaux électriques intelligents permettent de passer d'un modèle centralisé où l'énergie circule d'une centrale électrique jusqu'au consommateur à un modèle de génération d'énergie renouvelable distribuée et d'engagement direct du consommateur. Les panneaux solaires domestiques et publics, les éoliennes, les générateurs à biomasse, les sources d'alimentation hydroélectrique, géothermique et hybride, ainsi que les chargeurs pour véhicules électriques et les maisons intelligentes peuvent tous contribuer à l'alimentation du réseau électrique en générant ou en stockant de l'électricité.
Surveillance et capteurs intelligents
La ville intelligente repose sur l'utilisation de technologies intelligentes pour exploiter pleinement les données issues de l'environnement. Les données sont recueillies via l'utilisation de technologies de détection et de caméras intelligentes. Les technologies de capteur doivent fonctionner à très basse consommation afin d'étendre l'autonomie des batteries, et elles peuvent exploiter la chaleur, les radars, les lidars, la détection de proximité, la détection de produits chimiques et la lumière du soleil.
Gestion du trafic et de la pollution
Les détecteurs de gestion du trafic utilisent des radars à ondes millimétriques (mmW) pour recueillir des données, communiquer sans fil sur le réseau et renvoyer des données en temps réel au système de gestion du trafic. Cela ouvre la voie à un large éventail d'applications, comme la prévention des accidents, la régulation du trafic et la redirection de véhicules vers des zones moins encombrées.
Caméras intelligentes
La vidéosurveillance fait également partie du système, aussi bien pour la maintenance que pour le contrôle et la sécurité en général. Le problème de la surveillance permanente reste l'un des plus délicats, car il soulève des questions d'ordre éthique, comme la sécurité et la confidentialité des données.
Edge computing et passerelles
Les grandes quantités de données recueillies par les capteurs à semi-conducteurs et les technologies de surveillance doivent être stockées et traitées. Les passerelles stockent les données recueillies, les développent et les sélectionnent, puis renvoient les données sensibles au système afin d'appliquer des mesures correctives. Les données sont traitées selon un modèle de réseau de distribution local de nœuds appelé « edge computing ». En développant les données à proximité de la source où la collecte a été effectuée, le réseau est capable de traiter de grandes quantités de données partagées en temps réel.
Identifiants numériques et autres technologies
Les identifiants numériques feront partie intégrante du système de ville intelligente. Les citoyens pourront entrer directement en contact avec les services gouvernementaux et utiliser leurs identifiants numériques pour interagir avec le réseau, notamment pour accéder aux transports publics, effectuer des transactions, réserver des places de parking, planifier des itinéraires et confirmer leur identité.
Conclusion
À mesure que les technologies permettant de créer un réseau IoT autonome, intelligent et interconnecté continuent de s'améliorer, la conception de la ville du futur commence à prendre de plus en plus forme. Les citoyens du monde entier interagiront de plus en plus avec les systèmes IoT à mesure que ceux-ci seront intégrés dans l'urbanisme futur et modernisé. La perspective est une ville plus écoénergétique, plus pratique et plus sûre, générant moins de gaspillage. Cependant, des défis restent à relever, tant au niveau de la feuille de route de ces technologies que de leur adoption culturelle et sociétale.
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