les villes intelligentes: perspectives marocaines
Upload: professeur-des-universites-institut-de-management-public-aix-en-provence-france
Post on 30-Jun-2015
480 views
DESCRIPTION
Séminaire organisé par le Centre marocain de la production propre à Casablaca le 23 septembre 2014TRANSCRIPT
Les villes intelligentes
Enjeux et méthodologie de modélisation
Pr. Claude [email protected]
Casablanca le 23 septembre 2014
CGEM - CMPP
Sommaire
• La ville intelligente: pourquoi? Comment?
• La ville intelligente comme système• Méthodologie• Où en sommes nous?
Smart: une boucle cybernétique d’apprentissage
Action Effet
RétroactionDe 0,0001sec. à 1 génération
Capteurs
Données
TraitementInterprétationUsage
Décision
TechnologiesSciences sociales
Les villes anciennes étaient intelligentes
14/04/2023
Bien commun
Vivere politico
Bien économique
Bien individuel
Comment la ville est devenue non durable?
• La frontière de ce système et celle entre la ville et ses périphéries. La II° révolution industrielle permet la « mort de la distance » qui n’est plus l’élément structurant de ces écosystèmes territoriaux.
• Conséquence : croissance de la consommation d’énergie et urbanisation dysfonctionnelle – entre les fonctions d’habitation, de travail, d’administration.
• Ce modèle urbain est non-durable en ce qu’il ne peut gérer la réduction des atteintes à l’environnement (consommation de ressources fossiles et production de déchets), les atteintes à son propre capital social et humain et devient un obstacle au développement.
une approche par la modélisation systémique
L’efficience de la ville croît avec sa taille… et ne meurt jamais!
Effi
cien
cy
L’efficience de la production de la ville est suPRAlinéaire en TOUT: x 1,15
Le coût des infrastructures de la ville est suBlinéaire: x 0,75La question de la frontière
(dedans dehors) est primordiale en ingénierie système des villes
Geoffrey West:
Le coût de la ville inintelligenteLe coût de l’obsolescence des infrastructures aux Etats-Unis :
• 28 milliards de litres d’eau potable perdus par jour du fait des fuites des réseaux.• 40 milliards de litres d’eau usée non traitée rejetés dans les canaux chaque
année• 254 millions de tonnes de déchets solides.• 4 milliards d’heures perdus par an par les automobilistes chaque année, avec
leur coût en temps et en carburant.• Un pont sur quatre est soit structurellement déficient soit fonctionnellement
obsolète.• La demande d’électricité s’est accrue de 25% depuis 1990, pesant sur les réseaux
de transport et de distribution.
• Source : Association américaine des ingénieurs civils
Un modèle économique non durable
Les économies du court terme sont la faillite à moyen terme
Les fausses pistes
• Masdar (Abou-Dahbi), Songdo (Corée)…
• Des démonstrateurs « techno-pushed »
• Le citadin est une variable d’ajustement
• Pas d’enracinement dans la « vraie vie » et dans l’histoire
• Pas de vision évolutionniste du système urbain
Les échecs • Les cités jardins:
- Une conception hiérarchique non systémique
- Pas d’interactions avec l’environnement et le territoire
- Pas de capacités d’évolution
Sommaire
• La ville intelligente: pourquoi? Comment?
• La ville intelligente comme système• Méthodologie• Où en sommes nous?
Notre approche: une vision évolutionniste de la ville
• Penser de la ville durable à partir de la recherche des synergies entre ses fonctions économiques, politiques et sociales et de leur intégration par l’architecture système
• Intégrer les potentialités nouvelles du numérique
• La ville étant un lieu de vie elle doit permettre l’existence d’une vie civique
• Cette vision suppose le développement d’une culture et de compétences nouvelles, notamment pour la décision publique, pour concevoir les écosystèmes urbains de demain
Ecosystèmes?• Ecosystème: ensemble dynamique de sous-
systèmes en interaction (systèmes de gestion de l’énergie, systèmes de transports, systèmes de gestion de l’eau, systèmes sociaux, écosystèmes climatiques locaux, habitants…) et qui interagit avec son environnement en étant capable de conserver son identité et d’enrichir sa diversité interne.
• Ecosystème urbain: construit par l’homme, ensemble des éléments constitutifs d’une ville qui interagissent de manière naturelle, entre eux et avec leur environnement, dans un état global d’équilibre : prélèvement de ressources, création de richesse et de bien-être, rejet et recyclage de déchet.
• Le caractère « éco » du système signifie que les interactions entre les fonctions du système urbain sont capables de générer des lois de comportements qui lui permettent de conserver son identité et de se reproduire de manière autopoïetique.
Ce qu’i faut éviter: l’architecture spaghettis
L’accumulation couche par couche d’infrastructures: exemple de New-York
L’écosystème urbain durable
Un écosystème évolue dans les valeurs limites que peuvent prendre les variables de chaque paramètre
Qu’est-ce qu’un « moteur numérique »?
• Un tel moteur, en tant que tel, n’existe pas à ce jour.
• Il s’agit plutôt d’un « système des moteurs » comprenant les infrastructures de l’Internet, les réseaux des parties prenantes, les systèmes d’information (organisationnels et logiciels), les moteurs de chaque fonction…
• La performance d’un tel système de moteurs suppose l’existence d’un référentiel d’architecture pour permettre la mise en cohérence et l’interopérabilité de tous les moteurs.
Sommaire
• La ville intelligente: pourquoi? Comment?
• La ville intelligente comme système• Méthodologie• Où en sommes nous?
14/04/2023
Méthodologie en trois temps
• Analyse stratégique• Inventaire des “building blocks”• Intégration de l’écosystème
Claude Rochet 18
19
1- Analyse stratégique
14/04/2023
Why building a city & what are the strategic goals? Who
are the stakeholders?
What are the generic functions to be performed by
a smart city?
With which organs? Technical devices, software…
With which smart people?
Conception, metamodel framework, steering
Subsystems and processes
People and tools
Why designing this ecosystem?Who will live in the city?What are its activities?
How the city will be fed?Where the city is located ? (context)
What are the functions to be performed to reach the goals and how do they interact?
With which organs and ressources?
How people will interact with the artifacts?
How civic life will organize?
20
A very brief idea of how ULM and system integration works
04/14/2023 Mission MUST
Why building a city & what are the strategic goals? Who
are the stakeholders?
What are the generic functions to be performed by
a smart city?
With which organs? Technical devices, software…
With which smart people?
Conception, metamodel framework, steering
Subsystems and processes
People and tools
Why building a city & what are the strategic goals? Who
are the stakeholders?
What are the generic functions to be performed by
a smart city?
With which organs? Technical devices, software…
With which smart people?
Transfor
mation p
rocess
City 1.0
City 2.0
2- Inventaire des“building blocks”
14/04/2023 cClaude Rochet 21
Issues
• Defining “smartness” and “sustainability”
• Wealth creation• Finance and taxes• Controlling pollution• Equilibrium center –
periphery• Migrations• Poverty• Education• Health• Crime• Segregation (social and
spatial)• Leisure• Quality of life• How people interact with
people and artifacts?
Resources
• Work• Budgeting• Transportation• Feeding• Caring• Protecting• Securing• Housing policy• Education• Leisure• Social benefits• Health care system• Migrations control
Functions
• Energy• Water• Data• Digital Systems• Traditions• Sociology• Technologies as enablers
and enacters• Culture and traditions• Institutions and public
organizations• Process modeling• Software• Tech providers• Open innovation
Capabilities
• The New Business Models:• Public• Private
• Project management• Institutional
arrangements• The day to day decision
making process in an evolutionary perspective
• Empowerment• Direct democracy• Government• Governance• Project management• Social innovation• The state as a system
engineer• Mastering ULM
3- L’intégration systémique de la ville intelligente
Soft domainsSoft domains Hard domainsHard domains
SMART citySMART city
TransportationTransportationIndustryIndustry
WorkWorkHousingHousing
SanitationSanitation
EnergyEnergyWaterWater
Waste recyclingWaste recycling
Public servicesPublic services Health careHealth care
Civic lifeCivic life LeisureLeisure
EducationEducation Social integrationSocial integration
Gov
ernm
ent
Gov
ernm
ent
Econ
omy
Econ
omy
Institutional scaffolding
Institutional scaffolding Social lifeSocial life
PeripheryPeriphery
Commercial exchanges
Commercial exchanges
FoodFoodCity
Urban ecosystem
Territory
23
Un outil : l’ULM (Urban Lifecycle Management©)
14/04/2023 Claude Rochet
Mat
urity
of e
cosy
stem
ic p
rope
rties
Development
From history, social intelligence, idea, to framework
Integrating off-the-shelves innovation
Functional integration
Technical integration
Designing the engineering ecosystem
Project management
City 1.0
Gathering data and understanding ecosystem evolution
Evaluating, correcting and upgrading
Sustainable City 1.0
Integrating innovation
City 2.0
Risk of collapse
Unlike a product or a company, a city never dies, even if not sustainable (except in a case of collapse)
Losing ecosystemic properties
Permanent improvement
Financial governance
Socio political cycle
Innovation cycle
Ville nouvelle
Sommaire
• La ville intelligente: pourquoi? Comment?
• La ville intelligente comme système• Méthodologie• Où en sommes nous?
Espaces urbains désarticulés
Gouvernance par rattrapage
Le quanti l’emporte sur le quali
Primauté du global sur le local
La politique urbaine comme levier de développement
Infrastructures techniques et institutionnelles de l’environnement
Revoir les attentes du système urbain
Qualité
Nuisances
Mobilité intermodale
Vision stratégique
Attentes sociales
Convergence global <=> local
Programme de recherche
Culture de la durabilité
Décloisonnement disciplinaire par la modélisation systémique
Citoyenneté et habitants acteurs
Enracinement dans la culture et dans l’histoire
Coût x rareté du foncier
Points faibles Maroc Axes d’action
Droit et technologie de l’environnement
Synthèse
Intelligence durabilité
Défis Business innovationTechno
Modèles d’affaire
InclusionVie civique
SynergiesCompétences Modélisationsystémique
Aménagement numérique
Vision stratégique partagée
Art de l’intégration
Articuler ascendant descendant
Mobiliser le capital social
Intelligence territoriale
Administration étendue
Projets pilotes
Recherche
Méthodologie de modélisation
Pôles de compétitivité
Chaire de recherche et de formation
Implication de TOUS les acteurs
Observatoire
Pré-requisPour atteindre l’objectif….
Il faut relever des…
Lé clé c’est….
Que l’on développera au moyen de…
Le programme MUST
Management of Urban Smart Territories
29
Definitions
• Architecture, system architecture– The design of how basic functions
interact to give birth to a whole that is more than the sum of the parts
• Ecosystem:– A system with autopoeitic properties, that
means being able to reproduce itself
• Entropy, negentropy– Interactions within the system make it losing
its energy and increasing disorder (entropy), life (human life in the case of a city) may import energy (negative entropy or negentropy)
• Emergence:– Many properties of a system do not exist as
a basic function or a physical state, but are the result of the interactions of these functions: eg. “ageing well”, “happy life” is the result of both physical and human systems.
• Resilience:– The property of a system to withstand a
shock and to recover with stronger ability
• Green IT and IT for green– IT is both a solution to coordination
problems that may help saving energy (eg. Smart grids) but fabrication of IT produce a lot of pollutants and its functioning produce a lot of heat and waste that need to be recycled.
04/14/2023 Mission MUST
The basic asumptions of the programme
• A smart city is not putting lipstick on a bulldog: Greenwashing, digitalwashing… • A smart city is an ecosystem that includes the city and its periphery• A smart city is a city where one may live and work in:
– Economic wealth creation– Social life– Common weal
• A resilient architecture:– A living system based on cooperation between actors: Public authorities, private corp.,
citizens– A properly designed architecture made with off-the-shelves components– Systemic resilience is leveraged using IT
• Approaching different methodologies according to the maturity of the urban fabric• It implies a sea change in firms business models that must be thought regarding their
impact on the ecosystem as a whole, and in the monitoring of the urban policy by public authorities.
What is our shared vision?
14/04/2023 Mission MUST 30
What is a MUST mission?• The founding block of the MUST
programme• A discovery journey that examines
problems, solutions and realizations in three different cultural areas.
• Discovering the complexity of smart cities, beyond ready made thinking
• A unique moment to share experiences in an int’l and pluricultural context
• Outcome of a mission: Each participant will have his roadmap ready: strategic issues, new business models, new competencies…
10 corporate executives: public and private sectors * 3 countries:Brazil, China, France
One full week in each country: knowledge, experience sharing, visits, conference
Collective problem solving and knowledge mapping
A unique and insightful experience
14/04/2023 Mission MUST 31
32
What will be the topics of the program? (1)
– Competitive intelligence, the strategic issues with ecocities: • The transition toward a low carbon economy, • The techno-paradigm shift toward the IIIrd industrial revolution• Catching-up and forging ahead urbanization strategies for developed and
developing countries• Locking-in the architecture of ecocities: the battles for norms and
standards– New businesses and new practices
• Complex system architectures applied to ecocities modeling• Green IT and IT for green• Digitizing the business models and ecosystemic innovation• The role of the public architect as an integrator
14/04/2023 Mission MUST
33
What will be the topics of the program? (2)
– Managing technology for integration• The dynamics of functional emergence in urban architecture• Top down modeling versus bottom up integration: big data,
technical interoperability, Systems of Systems (SoS) architecture,
• Learning through pilot projects
– Living in the city• The civic life as a source of negentropy• The dynamics of institutions and the polycentricity of
governance in complex ecosystems• Integrating human (dissipative) system and physical
(conservative) systems.
14/04/2023 Mission MUST
34
What are we talking about?
– We consider an ecocity as a sustainable urban ecosystem: an ecosystem is a system, meaning that the city is more than the sum of its parts, having “eco” properties, meaning internal capabilities to reproduce itself according to the principles of resilient organizations.
– This requires a huge utilization of digital technologies to model the interaction of the functions of the city, but keeping in mind that the effective monitoring of the city is carried about by its inhabitants.
– We adopt a comprehensive approach at three levels• At the macro level: The strategic issues at stake for a country, in both case of a developed and a developing
country• At the meso level: The understanding of the dynamics of a territory, urban sociology, ecosystemic innovation,
institutional dynamics and public management.• At the micro level: Principles of system architecture, functional integration, new business models and new
competencies.
14/04/2023 Mission MUST
Structure of a week
Issues
• The problems to be solved
• New knowledge• Case study• Visits
Resources
• The basic function to be performed
• Identifying emergence
Functions
• Energy• Water• Data• Digital • Systems• People• Organizations• Skills
Capabilities
• New skills and social capabilities
• Technology management
• Government• Governance• Civic life• Empowerment• New Business
Models
Ongoing knowledge mapping workshop
Initial knowledge map
Resulting knowledge map
14/04/2023 Mission MUST 35
A three steps, three countries process System architecture as
the art of integrating the city: The ULM approach
Each week is composed of:- New knowledge (experts contribution)- Testimonies and return on experience- Visits- Collective work on case studies and knowledge mapping
14/04/2023 Mission MUST 36
Focus on specific building blocks and workshops
Focus on specific building blocks and workshops
Each participant is provided with a survival kit in system modeling and defines his expectation
37
Roadmap• The first session is dedicated to definitions, concepts, problem setting, acquisition
of the basics of complex system design, adjustment of participants frameworks.• Team work on the case of an imaginary towns made of real situations in the three
continents• Each participant defines his expectations, and an initial road map is designed• The two other sessions are designed according to these roadmaps• The program manager and scientific director are in charge of conducting a
knowledge mapping process all along the journey.• Each session respects the 3 tiers :
– theoretical insights through high level conference by top ranked academics and professionals Another 1/3 will be dedicated to
– case studies (e.g. smart cities, networks integration, transportation, water sanitation, health management, rescue services architecture, health service, civic life….)
– practical cases problem solving using system thinking, system architecture, management of IT…
14/04/2023 Mission MUST
Ongoing knowledge mapping workshop