Les villes intelligentes comme moteur de la révolution digitale

"Une ville intelligente est un lieu où les réseaux et les services traditionnels deviennent plus efficaces grâce à l’utilisation de solutions digitales au profit de ses habitants et entreprises.

Une ville intelligente va au-delà de l’usage des technologies digitales pour une meilleure utilisation des ressources et des émissions plus faibles. C’est-à-dire des réseaux de transports urbains plus intelligents, des installations améliorées d’approvisionnement en eau et d’élimination des déchets, ainsi que des moyens plus efficaces d’éclairage et de chauffage des bâtiments. C’est-à-dire aussi une administration urbaine plus interactive et réactive, des espaces publics plus sûrs et une réponse aux besoins d’une population vieillissante."

–Commission Européenne

Avec ce point de départ, on va approfondir et comprendre tous les aspects qui définissent et influencent les villes intelligentes.

Les composantes des villes intelligentes

Imaginons une ville intelligente comme un ordinateur géant en fonctionnement : chaque composant joue un rôle fondamental dans sa performance globale. Alors, quels sont les organes vitaux des villes intelligentes ?

- Infrastructure critique

Cela comprend les bâtiments, les routes, le traitement et la distribution de l'eau, les solutions de transport et de mobilité, les soins de santé, l'éducation, la sécurité publique, etc. Dans une ville intelligente, tous ces éléments sont connectés et deviennent plus efficaces grâce à l’Internet des Objets (IdO) et aux solutions d’Intelligence Artificielle (IA).

- Analyse et gouvernance des données

L'analyse des données (data analytics) nous permet d'analyser de grands volumes de données provenant de diverses sources, telles que le trafic, la consommation d'énergie et les modèles de consommation. Cette analyse est cruciale pour la prise de décisions éclairées, dans le but d'améliorer l'efficacité des services urbains et la qualité de vie des citoyens. La gouvernance des données (data governance), quant à elle, est essentielle pour assurer l’intégrité, la confidentialité et la sécurité des données. Elle établit des normes et des politiques pour la gestion des données, garantissant son utilisation de manière responsable et éthique.

- Efficacité environnementale

La technologie joue un rôle fondamental pour assurer un mode de vie durable et une efficacité énergétique dans une ville, ce qui contribue à une meilleure qualité de vie.

- L’Internet à très haut débit et les réseaux de communication

L’épine dorsale de toute ville intelligente est un bon accès à Internet. C'est ainsi que les données sont collectées et transférées, permettant à tous les autres composants de fonctionner sans problème.

- Citoyens

L’engagement des citoyens auprès des autorités locales est fondamental pour réussir des changements positifs et l’innovation.

La technologie sous-jacente

L'intersection des dispositifs d'IA et IdO est ce qui renforce la véritable innovation derrière les villes intelligentes, conduisant à une plus grande efficacité, ainsi qu’à des économies de temps et d’argent, entre autres avantages.

- Dispositifs IdO

Un réseau complexe et collaboratif de dispositifs et d'objets connectés qui peuvent communiquer et échanger des données liées au trafic, aux transports, à la qualité de l'air, à l'énergie, etc. On prévoit que le nombre de dispositifs IdO continue à croître et dépasse les 75 milliards en 2025.

-Intelligence Artificielle

Alors que les dispositifs IdO collectent des données, les algorithmes d’IA sont chargés de la gestion et de l’analyse ces mêmes données, ce qui signifie qu’ils sont la base de data analytics et de la prise de décision éclairée.

Guilherme Zuccolotto, Head of Data & AI chez act digital, explique un peu mieux cette relation symbiotique. "L’intégration entre l’IA et les données est fondamentale pour un fonctionnement efficace des villes intelligentes. Cela implique une collecte de données en temps réel via des capteurs IdO et des caméras, suivie d'une analyse prédictive à l'aide d'algorithmes sophistiqués d'apprentissage automatique (Machine Learning) en temps réel", explique-t-il. Le résultat est clair : "Cette analyse soutient la prise de décision dans des domaines tels que le trafic, la sécurité et la gestion des ressources. L’interdépendance entre l’IA et les données constitue l’épine dorsale de l’efficacité opérationnelle et de la prise de décision en temps réel", conclut-il.

Comment les villes intelligentes transforment-elles la vie urbaine?

Au-delà des aspects techniques des villes intelligentes, les avantages qu’elles apportent à ceux qui y vivent sont très clairs. Voici quelques exemples :

Transport

• Les capteurs IdO installés aux feux tricolores peuvent surveiller le flux de circulation, détecter des embouteillages et des accidents. Une analyse d’IA de ces données peut aider les feux tricolores à s’adapter à la situation actuelle ;
• Les capteurs IdO installés dans les places de stationnement guident les conducteurs directement vers les places disponibles, réduisant ainsi les embouteillages.

Santé

• Les dispositifs portables sont capables de surveiller à distance les signes vitaux des personnes malades ;
• Les algorithmes d’IA peuvent effectuer des analyses prédictives des épidémies ;
• Les capteurs IdO qui surveillent la qualité de l’air peuvent aider les responsables de la santé publique à améliorer la santé globale des citoyens.

Sécurité

• Les caméras de sécurité dans les espaces publics surveillent les menaces potentielles et les activités suspectes. Ces données peuvent être transmises aux autorités locales, les aidant ainsi à agir rapidement.

Énergie

• Les bâtiments équipés de capteurs de température et d'éclairage peuvent optimiser la consommation d'énergie et s'adapter au lieu ;
• Les réverbères équipés de capteurs IdO peuvent s’allumer ou s’éteindre automatiquement en fonction du niveau de lumière naturelle environnante.

Gestion des déchets et de l'eau

• Les poubelles intelligentes équipées de capteurs IdO peuvent informer les entités responsables du niveau de déchets dans les poubelles, optimisant ainsi les temps et les itinéraires de collecte ;
• Les capteurs IdO dans les systèmes de distribution d’eau peuvent surveiller la qualité de l’eau et détecter les fuites.

Exemples de villes intelligentes

L’Indice des villes intelligentes 2023 a analysé un total de 141 villes, interrogeant environ 20 000 citoyens à travers le monde. Voici le top 10 :

• Zurich (Suisse)
• Oslo (Norvège)
• Canberra (Australie)
• Copenhague (Danemark)
• Lausanne (Suisse)
• Londres (Royaume-Uni)
• Singapour (République de Singapour)
• Helsinki (Finlande)
• Genève (Suisse)
• Stockholm (Suède)

Défis et inquiétudes

Comme tout dans la vie, les technologies des villes intelligentes posent également certains défis, notamment liés à la gestion des données, à la cybersécurité, aux infrastructures et à l’éthique.

Défis liés aux données

D’après le Chief Data Officer (CDO) d’act digital, Everton Gago, les principaux enjeux liés à la gestion des données sont :

- Hétérogénéité des données

"Les données proviennent souvent de différentes sources et sous différents formats, ce qui exige des efforts importants pour leur intégration et leur normalisation. Le "

- Précision des données

"Garantir la qualité des données et minimiser les biais dans les ensembles de données sont aussi des points critiques."

- Problèmes d'évolutivité et de stockage

"Ils posent des défis particuliers au fur et à mesure que le volume de données augmente."

Heureusement, il y a plusieurs stratégies et outils pour aider à résoudre ces problèmes potentiels. Everton Gago souligne les points suivants :

• La mise en œuvre de normes de données rigoureuses ;
• L’utilisation d'outils de nettoyage et de validation de données (data cleaning et data validation) pour assurer la précision et la cohérence des données ;
• L’adoption de solutions de Big data et de technologies de Cloud computing, qui facilitent le stockage et l’analyse de grands volumes de données ;
• La formation continue des équipes data, indispensable pour maintenir leurs compétences à jour.

Les défis posés par l'IA

Guilherme Zuccolotto indique quelques contraintes liées à la mise en œuvre de l'IA dans les villes intelligentes :

- Exigences d'infrastructure

"Des problèmes techniques peuvent survenir, telle la disponibilité des environnements. L’infrastructure nécessaire pour supporter ces technologies doit être robuste et fiable."

- Problèmes de confidentialité, de sécurité et financiers

"Ces problèmes peuvent survenir en raison d’une collecte massive de données. Le coût associé à la mise en œuvre est inquiétant, et l’adoption par le public peut être affectée par la résistance à une surveillance constante et par la peur d’être remplacé dans son emploi. " En tant que CDO, Everton Gago a aussi son mot à dire en matière de confidentialité : "Il est crucial de mettre en œuvre des politiques de confidentialité robustes et transparentes, ainsi que d’adopter des technologies de chiffrement de données de bout en bout. L'application de techniques d'anonymisation des données peut aider à protéger l'identité des individus. En plus, la conformité aux réglementations de protection des données, telles que le RGPD, est fondamentale", affirme-t-il.

- Inquiétudes éthiques

"La certitude d’une utilisation éthique et responsable de l’Intelligence Artificielle dans les villes intelligentes est soutenue par plusieurs mesures et stratégies, à savoir :

• La divulgation ouverte des algorithmes employés, des sources de données utilisées et des processus sous-jacents de prise de décision ;
• La protection de la vie privée des citoyens, grâce à des techniques telles que l'anonymisation et le chiffrement ;
• La participation active de la population aux décisions liées à la mise en œuvre des technologies, ce qui contribue à la définition de lignes directrices éthiques et de limites acceptables, favorisant une approche plus inclusive ;
• La création de réglementations et de lois spécifiques, assurant que le développement et l'usage de la technologie sont conformes aux principes éthiques ;
• La réalisation d’audits éthiques périodiques et d’évaluations d’impact social, ce qui permet d’identifier et de corriger d’éventuels biais algorithmiques, ainsi que de faire des ajustements pour assurer l’équité. »

Les défis de la cybersécurité

Les cybercriminels peuvent accéder aux données des villes intelligentes à travers des pare-feux mal configurés, des informations d'identification faibles, le hacking de dispositifs IdO, l’hameçonnage, entre autres tactiques. Certains des résultats les plus courants sont :

- Le vol de données

Comme Guilherme Zuccolotto l'a déjà mentionné, la collecte massive de données dans les villes intelligentes augmente leur risque de vol et d’utilisation abusive, voire de leur perte irréversible.

- Piratage des dispositifs

Si un cyberattaquant accède à un dispositif connecté, il peut en prendre le contrôle en silence, mettre en œuvre un rançongiciel, compromettre d’autres dispositifs sur le réseau, et bien plus encore.

- Attaque de l'homme du milieu (MITM)

Dans ce type de cyberattaque, un hacker intercepte la communication entre deux parties/systèmes, ce qui lui donne le pouvoir de transmettre discrètement des fausses informations potentiellement nuisibles.

Comment sera l’avenir des villes intelligentes ?

À propos des tendances futures, Everton Gago souligne l'intégration croissante de l'IdO avec l'IA, ainsi que l'adoption de technologies énergétiques durables. Guilherme Zuccolotto en est d'accord et espère des progrès particuliers de l'IA conversationnelle et des solutions durables qui cherchent à répondre aux enjeux environnementaux – « comme la mise en place d'un réseau électrique pour les transports privés et publics », illustre-t-il.

Concernant les défis futurs, le Chief Data Officer d'act digital prévoit « des problèmes d'évolutivité des infrastructures technologiques, le besoin de développer de nouveaux modèles de gouvernance des données, l'adaptation constante aux changements dans les réglementations de confidentialité et de sécurité des données, et le défi d'assurer l'inclusion et l'accessibilité technologique pour tous les citoyens. ». Le Head of Data & AI souligne également "les défis éthiques émergents et les préoccupations en matière de responsabilité juridique". En outre, conclut-il, « l’intégration mondiale des technologies entre les villes et les pays posera aussi des défis d’interopérabilité et de collaboration, en plus des réglementations et des différentes normes opérationnelles ».