Urban Camp, la ville vue par Cap Digital

— Cet article fait partie du dossier de veille sur la construction et l’aménagement de la Ville Durable. Retrouvez l’édito et les autres interviews ici et retrouvez le dossier complet ici !

Cap Digital a rendu son projet pour la phase 4 des pôles de compétitivité en octobre 2018. Nous avons bâti, autour de cette exigence de construire une feuille de route, la vision de futurs qui nous ressemblent. L’exercice nous a poussés à structurer les grands défis auxquels nos adhérents et notre réseau sont confrontés, nous avons donc identifié 20 défis auxquels notre collectif souhaite s’attaquer.

Sur la ville durable, nous avons notamment croisé les enjeux de la transformation numérique et de la transition écologique des villes et des territoires pour aboutir à 6 axes :

• Mieux gérer l’énergie pour accélérer la rénovation du bâti
• Inventer les techniques constructives de 2030
• Paris 2024 : une opportunité unique pour un territoire durable
• Repenser les centres urbains
• Contribuer à la lutte organisée contre les émissions de CO2
• Promouvoir un tourisme plus durable, respectueux des ressources et de l’environnement

Notre objectif étant à la fois de penser loin et agir vite, nous avons l’ambition d’y apporter des éléments de réponse en mobilisant des acteurs clés du pôle sur des temps courts. Nous créons donc « Urban Camp », une série de groupes de travail avec l’objectif d’aboutir à un livrable précis, variant en fonction des sujets : organiser la réponse collective à des appels à projets, concevoir des projets d’expérimentation, ou aboutir à des recommandations directement activables. Nous avons monté un programme impliquant adhérents et futurs adhérents du pôle : grandes entreprises et start-up pilotes, acteurs académiques, collectivités et aménageurs…

Les « Urban Camp » ont vocation à fédérer les acteurs de la ville durable

Les « Urban Camp » ont vocation à fédérer les acteurs de la ville durable sur des sujets tels que l’écoconstruction industrialisée, le permis de construire 100% numérique, l’aide à la conception architecturale automatisée, le stationnement urbain électrique, les quartiers à énergie positive, l’habitat connecté et serviciel, l’espace public partagé, les plateformes de données territoriales collaboratives, les nouveaux modèles de commerce urbain. Parmi la dizaine de sujets présentés, nous avons vocation à construire dans un premier temps 4 à 5 groupes de travail. N’hésitez pas à vous manifester si un thème vous intéresse plus particulièrement !

Nous détaillons ci-après le contexte et les raisons qui nous ont poussés à sélectionner ces sujets.

Écoconstruction industrialisée

Le secteur du bâtiment a un impact environnemental considérable : il génère en France environ 50 millions de tonnes de déchets par an et il représente 25% des émissions de gaz à effet de serre annuelles. 410 millions de tonnes de matières premières non renouvelables sont extraites annuellement en France majoritairement pour le BTP et l’impact environnemental global (énergie, eau, qualité de l’air, biodiversité…) de la fabrication des matériaux est très important.

Premier consommateur d’énergie en France (43 % de l’énergie consommée totale), le secteur du bâtiment joue un rôle majeur dans la transition énergétique. Le défi pour les industriels du BTP est double : construire des bâtiments moins énergivores et développer des procédés de construction plus durables, à faible empreinte environnementale.

Selon la loi ELAN récemment promulguée, « la préfabrication… permet une accélération des constructions ; des chantiers plus rapides, plus propres, moins accidentogènes et moins dépendants des aléas climatiques ; et contribue à une économie circulaire de la construction ».

Comment permettre la préfabrication du bâtiment avec l’utilisation de matériaux recyclés et biosourcés ? Quels impacts du développement de technologies comme le BIM, la robotique de préfabrication ou le taggage des composants ?

Quartiers à énergie positive

Le secteur du BTP est l’un des plus gros consommateurs d’énergie. La loi de transition énergétique prévoit qu’en 2020 tous les bâtiments neufs devront être des bâtiments à énergie positive (BEPOS), produisant plus d’énergie qu’ils n’en consomment. Aujourd’hui, l’enjeu est de passer de l’échelle du bâtiment à celle du quartier. Pour le moment, peu de projets ont encore émergé. Le premier projet médiatisé est mené à Lyon, cependant les résultats de cette première expérimentation semblent mitigés, car le projet est coûteux et pour le moment pas totalement autonome en énergie. Des expérimentations smart grid ont également été menées, par exemple Issy Grid à Issy-les-Moulineaux, ou à Paris qui a également financé une action au budget participatif 2016, et qui en est à l’étape d’étude du modèle économique. Enfin, les industriels se positionnent aujourd’hui sur le sujet (citons Bouygues impliqué dans le projet Cooperate).

Aujourd’hui, l’enjeu est de passer de l’échelle du bâtiment à celle du quartier.

Les éco-quartiers, un label lancé par l’Etat dès 2012, ont lancé des pistes préfigurant ces travaux. La charte des éco-quartiers intègre en effet plusieurs engagements à respecter pour être labellisé éco-quartier, dont un aspect d’aménagement du territoire et de développement économique fort. Il existe également un réseau de territoires labélisés, TEPCV (territoire à énergie positive pour la croissance verte), englobant le terme de TEPOS (territoire à énergie positive) lancé en 2015 par le Ministère de la transition écologique (212 territoires à énergie positive ont été labélisés en 2015 — la marque TEPOS étant déposée par le CLER, réseau œuvrant pour la transition énergétique — les deux réseaux s’imbriquant mais ayant aussi des subtilités propres), intégrant plus stricto sensu des questions énergétiques et environnementales.

Mais quelle est la place aujourd’hui du concept d’éco-quartier vis-à-vis des quartiers à énergie positive? Où en est-on aujourd’hui et, en tant qu’acteur économique, quels sont les marchés ouverts et comment se positionner ? Comment comptabiliser l’énergie grise des bâtiments? Comment bien relier le quartier à énergie positive au reste de la ville ? Comment favoriser des démarches de rénovation urbaine axées sur l’énergie positive ? Du bâtiment au quartier, quels critères prendre en compte et comment les adapter ? Les enjeux de la rénovation et ceux de la construction neuve sont différents, comment bien les traiter ? Quelles sont les principales fonctionnalités du quartier à énergie positive ? Comment développer les modèles autour de l’autoconsommation ? Quelles technologies seront les plus pertinentes à suivre de près : microgrids, blockchain, ENR, nouveaux matériaux ?

Habitat connecté et serviciel

Le secteur de l’habitat connaît aujourd’hui de profondes transformations :

• La relation entre bailleur, propriétaire et locataires évolue avec l’émergence de plateformes de données et de services
• Les nouveaux modèles d’habitat : participatif, modulable
• Les nouveaux services liés à la connexion des bâtiments : gestion et maintenance des parties communes, carnets d’entretien numérique par le gestionnaire, gestion de la sécurité du logement et des consommations d’eau et d’énergie, etc.
• Services urbains, coopératives : blockchain et nouvelles formes de coopération entre les habitants
• Modèles alternatifs d’accession à la propriété, de gestion du foncier
• Bâtiment responsable et Intelligence artificielle

Il devient essentiel de proposer des modèles de gestion de l’énergie performants, tout comme de travailler aux questions de bien-être dans le logement, de création et pérennisation du lien social, de maintien à domicile et d’adaptabilité du logement et des espaces de vie. Se mêlent également des réflexions autour de la production en ville, et notamment l’intégration de projets d’agriculture urbaine.

Comment intégrer les enjeux de transition écologique à ceux du bien-être et la qualité de l’habitat ? Comment proposer des services différenciants dans les bâtiments connectés ? Comment gérer ces projets à la fois sur de la construction neuve mais aussi connecter des bâtiments existants ? Quels protocoles et scénarios privilégier dans l’usage de dispositifs connectés dans l’habitat ? A qui appartiendront les données ?

Un récent avis du CESE (2017) indique que les transitions écologique et énergétique sont une « opportunité pour repenser l’habitat », appelant à la rénovation thermique urgente des bâtiments, car aujourd’hui 7,4 millions de foyers sont comptabilisés comme très énergivores.

Nous avons croisé ces réflexions avec une autre thématique clé autour du vieillissement de la population. En 2050, le nombre de personnes âgées de 75 ans et plus devrait quasiment tripler, pour atteindre 11,6 millions (INSEE, 2018) et celui des 85 ans et plus, potentiellement concernées par une perte d’autonomie, pourrait être multiplié par quatre (4,8 millions en 2050).

Alors que 8 Français sur 10 souhaitent vivre chez eux le plus longtemps possible, seulement 6 % des logements sont adaptés à la perte d’autonomie selon l’ANAH. Une situation que l’essor des objets connectés dans l’habitat pourrait significativement améliorer, permettant à ceux qui en ont besoin d’équiper leur logement de solutions efficaces afin d’envisager un maintien à domicile sur le long terme. Comment traiter le sujet du maintien à domicile ? Encourager les formes d’habitat intergénérationnel et participatif ? Ou encore la modularité et la réversibilité des bâtiments ?

Les sujets et enjeux sont divers et seront affinés avec les acteurs mobilisés pour ce groupe de travail.

Stationnement urbain électrique et automatisé

Un enjeu important pour les collectivités et les aménageurs avec des impacts sur la mobilité et l’espace public, la question du stationnement évolue forcément en même temps que changent les pratiques de mobilité, avec le développement de formes partagées, de flottes en libre-service, de vélos et trottinettes électriques.

La mobilité électrique reste encore peu développée aujourd’hui avec 140 000 immatriculations observées depuis 2010. Néanmoins, les chiffres du nouveau contrat stratégique de la filière automobile 2018–2022 envisagent un objectif d’un million de véhicules électriques en circulation en 2022, soit 600 000 électriques et 400 000 hybrides rechargeables. En ce qui concerne les points de recharge, on en compte aujourd’hui 26 000 ouverts au public et 100 000 privés environ, avec un objectif fixé par l’Etat de 7 millions au total d’ici à 2030.

Où placer les bornes de recharge ? Combien en prévoir ? Comment gérer les espaces de recharge publics/privés ? Que pourraient apporter l’utilisation de données géolocalisées concernant l’électromobilité et le stationnement ? Comment adapter le réseau de distribution électrique à cette nouvelle demande ?

Le développement de l’auto-partage pourrait en effet, selon des scénarios prospectifs forts, réduire de 90% le nombre de voitures dans les villes moyennes

La mobilité électrique, suivant la tendance de fond, pourrait être de plus en plus « partagée ». Le développement de l’auto-partage pourrait en effet, selon des scénarios prospectifs forts, réduire de 90% le nombre de voitures dans les villes moyennes, avec comme conséquence directe la réduction du besoin de parking de surface et souterrain. Les parkings que nous connaissons aujourd’hui sont voués à disparaître. Les nouveaux espaces de stationnement seront partagés, agiles, connectés et assez intelligents pour accueillir les voitures autonomes. Cette question sera donc rapprochée du stationnement autonome, une fonctionnalité déjà en cours d’études chez les constructeurs, notamment Volkswagen qui a indiqué tester à l’aéroport d’Hambourg (avril 2018) le parking du futur. En France, l’équipementier automobile Valeo expérimente depuis 2017 avec Cisco un dispositif similaire, Park4U, qui automatise le stationnement des véhicules dans un parking urbain souterrain. Le logiciel embarqué dans la voiture, équipée de capteurs, conduit automatiquement le véhicule vers une place libre, l’utilisateur restant à l’entrée du parking et pilotant l’ensemble avec son smartphone. Le paiement du parking sera aussi bien sûr automatisé par lecture de la plaque minéralogique (par exemple la solution de la startup OPnGO, partenaire de l’exploitant de parkings Indigo du groupe Vinci). Avec un objectif similaire d’optimisation des places de stationnement, la start-up Stanley Robotics teste un robot voiturier à l’aéroport de Roissy Charles-de-Gaulle. A quoi ressembleront nos parkings dans l’avenir, seront-ils totalement automatisés, gérés par des robots ou par l’IA et l’électronique embarquée des véhicules autonomes ? Ou bien seront-ils reconvertis en nouveaux espaces de loisir urbains ? Le développement généralisé de l’usage de véhicules autonomes partagés, toujours en circulation, pourra rendre prochainement obsolète une partie de l’offre de stationnement actuelle.

Espace public partagé

Le développement de formes de mobilité partagée, propulsée par des acteurs publics et privés, ainsi que le développement dans un futur proche de modèles de mobilité autonome bouleversent considérablement l’organisation de la ville.

Quelles sont les conséquences de l’automatisation des transports sur l’organisation de la ville ? Comment stocker les véhicules autonomes ? Faut-il insérer les véhicules autonomes dans le flux ou en site propre et comment répartir les espaces sur la voirie ? Quelles interactions prévoir avec le mobilier urbain ? Comment opérer la transition des véhicules traditionnels à ces nouvelles formes de mobilité ? Comment repenser les déplacements ?

Enfin, en ce qui concerne la gouvernance, quelles politiques de mobilité privilégier ? Quelle cohabitation avec les véhicules traditionnels ? Concernant les données générées par ces nouvelles formes de mobilité connectées, qui est propriétaire entre la collectivité ou l’opérateur ?

Ces nouveaux espaces partagés entre tous les véhicules créent des questionnements multiples. Plusieurs travaux de recherche ont déjà été conduits sur cette question, notamment une récente étude du CVT Athena ou les travaux de l’IDDRI. De nombreuses expérimentations sont conduites, par exemple par VEDECOM, ou des acteurs privés comme Zoov, exposant de l’événement Futur.e.s #Villedurable, qui vient d’annoncer des tests de bornes de vélos électriques sur le plateau de Saclay. Il devient nécessaire aujourd’hui de centraliser les résultats de ces expérimentations et de l’état de l’art.

En ce qui concerne les impacts du développement de nouvelles formes de mobilités dans la ville, l’étude du CVT Athena mentionne le changement des « formes urbaines » ou lieux de résidence, localisation des activités économiques, lieux de maintenance et de stockage, de rechargement, l’installation d’infrastructures de guidage des véhicules…

Enfin, une récente étude du Forum économique Mondial et du Boston Consulting Group indique que le développement de véhicules autonomes pourrait conduire à une augmentation de près de 5% du trafic soit potentiellement provoquer plus d’embouteillages, une donnée importante à prendre pour gérer les nouveaux usages de l’espace public.

Nouveaux commerces urbains

Le commerce urbain connait une grande transformation. On constate un réel besoin de revitaliser les centres villes, car la vacance commerciale explose, pouvant atteindre jusqu’à 20 % dans certaines villes. Dans le même temps, on observe une réelle désaffection pour les zones industrielles et les grandes surfaces. Enfin, les ventes en ligne et sur mobile explosent et les nouveaux modes de livraison peuvent rendre moins attractifs les magasins physiques. Ceux-ci doivent réagir et proposer une expérience différenciante.

Pour réagir face aux problèmes des quartiers où le commerce dépérit : comment favoriser une offre diversifiée et pérenne pour habitants ? Comment en faire une source première d’attractivité ? Comment intégrer cette offre dans le cadre de nouveaux projets urbains ? Comment favoriser le déploiement d’offres de commerce innovantes dans le cadre de projets d’aménagement ou d’opérations de renouvellement urbain ? Comment encourager des démarches de fabrication en ville ? Le développement de circuits courts et de modes logistiques durables ?

Les villes moyennes concentrent aujourd’hui près de 23% des habitants du territoire français.

Dans le contexte actuel, signalons la préfiguration de la création d’une agence nationale des centres ville et des centre-bourgs. Entre autres opérations, 222 villes de taille moyenne ont été retenues dans le cadre du programme Cœur de Ville pour bénéficier d’accompagnement sur la revitalisation des centres villes. Près de 5 milliards d’euros seront débloqués pour cette action. Les villes moyennes concentrent aujourd’hui près de 23% des habitants du territoire français.

Enfin, la proposition de loi adoptée le 15 juin 2018 par le Sénat portant sur le Pacte national de revitalisation des centres villes et centres bourgs, mentionne la création d’une agence nationale des centres villes et centres-bourgs. Ce pacte vise à réagir contre les zones commerciales de périphérie mais aussi à réguler les activités de e-commerce et faire profiter plus largement des opportunités que ce mode offre.

Plateformes de données territoriales

Le développement de plateformes de données territoriales vise à placer le citoyen et les usages urbains au cœur des politiques publiques (aide à la décision), et à impulser le développement de nouveaux services innovants.

Il existe aujourd’hui plus de 170 outils d’aide à la décision à vocation territoriale (diagnostic / observation ou modélisation de processus) recensés sur les thématiques : énergie, bâtiment, transports, précarité, climat / GES, pollution de l’air, du sol… (Etude Gestion des données territoriales, ADEME, 2016).

Quelques grandes collectivités pionnières (Paris, Lyon, Nice, Bordeaux…) mettent en place une stratégie big data ou smart data, mais il existe encore peu de pilotes de plateformes de données territoriales collaboratives (ex. le DIVD Digital Saint-Etienne, OnDijon). Les axes thématiques de ce groupe de travail seront la Smart data / big data / shared data / open data, la Modélisation / IA et aide à la décision, la conception de services publics innovants.

Parmi les défis rencontrés pour déployer de telles plateformes, citons : le besoin de consolidation, d’actualisation et d’interopérabilité des données, afin de développer des services et des usages ; la nécessité de conserver la maîtrise — ou la souveraineté — des données, pour déterminer les politiques publiques sans être tributaire des GAFAM ; l’intérêt de construire des modèles coopératifs pour la gouvernance de plateformes de données partagées, avec des modèles économiques (par ex. régie de données) ; l’aspect essentiel de l’implication citoyenne dans la production de services urbains.

Permis de construire 100% numérique

La dématérialisation du dépôt et de l’instruction des permis de construire s’inscrit petit à petit dans la loi depuis 2014 (ordonnance posant le principe de saisine par voie électronique). Peu éprouvé depuis la publication d’un décret du 4 novembre 2016 (les collectivités doivent être en mesure de traiter en ligne des demandes de permis de construire), le sujet reprend du service avec la loi Elan promulguée fin novembre 2018. A signaler, la dématérialisation des demandes de permis de construire mentionnée dans cette loi, indiquant en revanche que la télé-procédure ne sera pas accessible dans toutes les communes, mais celles qui dépasseront un seuil fixé ultérieurement par décret.

Malgré quelques projets pilotes déposés comme à Bussy Saint Georges en 2016, avec le concours de l’établissement public d’aménagement EPAMARNE, pour la construction d’une centaine de logements, ou bien les démarches entreprises par la Ville de Paris pour dématérialiser certaines demandes comme le certificat d’urbanisme d’information, le sujet reste à ce jour encore très peu exploré. Il est à mettre en lien avec les progrès des technologies BIM et surtout leur application à toute la filière, ce qui est pour l’instant loin d’être le cas, surtout pour les TPE/PME qui ne peuvent soutenir un tel investissement ou peuvent manquer des compétences adéquates. Agir sur l’adoption à cette échelle permettra l’instruction numérique plus systématique des permis de construire.

Quelles sont les conséquences de l’usage des technologies BIM sur la filière : la transformation de la conception de projet depuis la phase amont, de nouveaux modèles organisationnels, l’interopérabilité des données et l’intégration d’un projet immobilier à l’échelle plus large du quartier et de la ville ?

Un sujet connexe de groupe de travail sur les technologies d’intelligence artificielle dans l’architecture, notamment l’aide à la conception architecturale automatisée, est également en réflexion.

Dossier de veille Ville Durable

— Cet article fait partie du dossier de veille sur la construction et l’aménagement de la Ville Durable. Retrouvez l’édito et les autres interviews ici.