Innovation : une « mini-ville » pour tester la smart city durable

En France, un projet baptisé Sense City a pour ambition de tester la smart city durable du futur sur une sorte de mini-ville située à Champs-sur-Marne. Elle sera inaugurée en début 2018 à la cité Descartes.

Equipée de multiples capteurs, elle sera placée dans une chambre capable de simuler n’importe quel événement climatique. Ce projet est le fruit d’un travail de longue haleine de trois consortiums, notamment l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR), l’Ecole de l’innovation technologique de la Chambre de commerce et d’industrie (ESIIE Paris), et le Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (LPICM).

Un projet démonstrateur
Sense-City est un Equipement d’Excellence du Programme d’Investissement d’Avenir de l’ANR, courant sur la période 2011-2019 et doté d’un budget de 9 millions d’euros. Il consiste en une chambre climatique pouvant recouvrir deux espaces de 400m². Sur chacun de ces espaces, on construit une portion de territoire, appelée Mini-Ville, équipée d‘une multitude de capteurs permettant :

• d’étudier la performance d’aménagements et de matériaux urbains
• de monitorer la ville de demain par envoi d’informations ad hoc
• d’étudier la pollution atmosphérique, de l’eau ou des sols.
Sense-city permet également d’avancer sur la conception et l’amélioration des micros et nanocapteurs, leur calibration et d’améliorer la chaîne du capteur à
la décision.

Implanté au cœur de la Cité Descartes à Paris Est, cet équipement se positionne comme un démonstrateur réaliste d’innovations urbaines. Il fournit un terrain d’expérimentation bien plus riche et plus complexe que la salle blanche traditionnelle, et permet une plus grande reproductibilité et un contrôle plus fin que l’environnement urbain. Plateforme R&D ouverte tant aux académiques qu’aux industriels et aux collectivités, Sense-City participe au positionnement de la Cité Descartes comme un pôle tertiaire phare pour la ville du futur.

Une chambre climatique contrôlée
Le principal équipement de Sense-City produit un climat sous conditions contrôlées. Dotée d’un volume utile de 3 200m3, la chambre climatique de 200 tonnes est mobile. Elle repose sur 18 boggies et peut être déplacée d’un espace d’expérimentation à l’autre en moins de 45 minutes.
Ces espaces d’expérimentation font 400m² au sol. L’un d’entre eux est doté d’une fosse dont la construction a nécessité 700m3 de béton et 120 tonnes de ferraillages, lui procurant des propriétés d’étanchéité remarquables. Cette fosse permet la conception et la construction de scénarii comprenant un sous-sol instrumenté.

La construction de la chambre climatique s’est étalée sur environ un an et demi entre janvier 2016 et mai 2017, suivie de périodes de tests et de calibrages thermiques. C’est le groupement titulaire du marché public conception réalisation, composé des entreprises BIA, Verdoia, Illimelgo, Scoping qui fut chargé de réaliser cet équipement unique au monde, de par la variété de ses paramètres contrôlés et par la souplesse de son usage.

Source :sense-city.ifsttar.fr

Une mini-ville comme terrain d’expérimentation
Le premier scénario conçu par les équipes scientifiques de Sense-City intègre :

• Un sursol composé d’un bâtiment d’un étage (R+1)  et de deux maisons et d’infrastructures associées (voir ci-dessous).
• Un sous-sol.

Le sous-sol instrumenté dispose des équipements suivants :

• Réseau d’eau usée : D’une longueur totale de 64m, le réseau est alimenté par une cuve d’un volume utile de 11m 3, qui gère la récupération des eaux pluviales venant de la route. A l’intérieur du réseau, le débit peut varier de 90 à 360m3/h.
• Réseau d’eau potable d’une longueur totale d’environ 40m.
• Géothermie et variation de nappe : Un ensemble de pieux et de cuves sont installés dans le sous-sol pour y puiser de l’énergie. Chaque élément est autonome et peut être activé ou désactivé à distance. Un réseau de tubes est lié à une PAC afin de gérer les scénarii et alimenter le plancher chauffant du bâtiment R+1.
• Détection des réseaux enterrés par géoradar : Un ensemble de tubes en matériaux différent et de diverses dimensions sont placés dans le sol à diverses profondeurs, pour y tester les nouveaux outils de détection.

En sus de la partie sous-sol, la partie hors-sol du scénario a été conçue pour reproduire un environnement urbain réaliste :

Equipements prévus :

• Bâtiment R+1 : Constitué d’un rez-de-chaussée aménagé en bureaux et un étage de type open-space avec cloison amovible. L’étage est accessible via un escalier extérieur qui dessert également la toiture végétalisée. La réalisation de façades végétalisées sur deux pans du bâtiment est à l’étude.
• Chalet démonstrateur, provenant de l’actuel démonstrateur.
• Maison bio-sourcée : Dotée d’une structure en bois et d’un matériau de type béton de chanvre. Les parois sont instrumentées par différents capteurs et systèmes de collecte de données.
• Mobilier urbain intelligent (éclairage, parking automatique, etc.)

Une chambre climatique aux caractéristiques techniques particulières
Thermique :

• Régulation de la température de -10°C à +40°C par des batteries froides et des résistances électriques.

• Plafond thermo-régulé de -10°C à +40°C indépendant de la température de la chambre, qui permet d’obtenir des cycles de type jour/nuit ou ciel dégagé/nuageux.

Hygrométrie et pluie :

• Régulation de l’HR de 10% à plus de 95% par pulvérisation d’eau et batteries froides.

• Simulation de 2 types de pluie (crachin  ou  orage).

• Thermalisation de la pluie de +5°C à +30°C.

Ensoleillement :  Génération de rayonnement solaire par 30 lampes de 2000 w sur une partie du toit.

Pollution :  Introduction de polluants gazeux (SO2, CO2 et NO2).

Paru dans CDM Chantiers du Maroc n°155 – Novembre 2017