Les smart cities au service de la révolution numérique : un symbole de durabilité et d'efficacité

Une smart city est un environnement où les services traditionnels sont optimisés grâce à l'utilisation de solutions numériques, dans le but d'améliorer la qualité de vie de ses résidents et le fonctionnement des entreprises.

Une smart city va au-delà de l'utilisation des technologies numériques pour une meilleure utilisation des ressources et moins d'émissions. Cela signifie des réseaux de transport urbain plus intelligents, des installations d'approvisionnement en eau et d'élimination des déchets améliorées, ainsi que des moyens plus efficaces d'éclairer et de chauffer les bâtiments. Cela signifie également une administration municipale plus interactive et réactive, des espaces publics plus sûrs et la satisfaction des besoins d'une population vieillissante.

- Commission Européenne

À partir de cette base, approfondissons notre compréhension de tous les aspects qui définissent et influencent les smart cities.

Composants des smart cities

Considérez une smart city comme un vaste système informatique en fonctionnement, chaque élément joue un rôle crucial dans la performance globale.  Ainsi, quels sont les piliers essentiels des smart cities?

• Infrastructure critique
  Cela inclut 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, et ainsi de suite. Dans une smart city, tous ces éléments sont connectés et deviennent plus efficaces grâce à l'Internet des objets (IoT) et aux solutions d'intelligence artificielle (IA).
  

• Analyse des données et gouvernance
  L'analyse des données permet d'analyser de grands volumes de données provenant de différentes sources, telles que le trafic, la consommation d'énergie et les modèles de consommation. Cette analyse est cruciale pour la prise de décision éclairée visant à améliorer l'efficacité des services urbains et la qualité de vie des citoyens. La gouvernance des données, en revanche, est essentielle pour garantir l'intégrité, la confidentialité et la sécurité des données. Elle établit des normes et des politiques pour la gestion des données, garantissant qu'elles sont utilisées de manière responsable et éthique.

• Efficacité environnementale
  La technologie joue un rôle clé dans la garantie d'une vie durable et de l'efficacité énergétique dans une ville, ce qui contribue à une meilleure qualité de vie.

• Réseaux de communication et large bande
  La colonne vertébrale de chaque smart city est une bonne connexion Internet. C'est ainsi que les données sont collectées et transférées en premier lieu, permettant à tous les autres composants de fonctionner en douceur.

• Citoyens
  L'engagement des citoyens avec les gouvernements locaux est essentiel pour réaliser des changements positifs et des innovations.

La technologie sous-jacente

La convergence entre l'IA et les dispositifs IoT est ce qui stimule véritablement l'innovation derrière les smart cities, entraînant une plus grande efficacité, ainsi que des économies de temps et d'argent, parmi d'autres avantages.

• Dispositifs IoT 
  Il s'agit d'un réseau complexe et interconnecté de dispositifs et d'objets qui peuvent échanger des données relatives à la circulation, au transport, à la qualité de l'air, à l'énergie, et bien d'autres aspects. On s'attend à ce que le nombre de dispositifs IoT continue à croître et dépasse les 75 milliards d'ici 2025.
  
  
• Intelligence Artificielle
  Alors que les dispositifs IoT collectent des données, les algorithmes d'IA sont responsables de la gestion et de l'analyse de ces mêmes données, ce qui signifie qu'ils sont à la base de l'analyse des données et de la prise de décision éclairée.
  
  

Guilherme Zuccolotto, responsable des données et de l'IA chez act digital, explique cette relation symbiotique de manière plus précise. "L'intégration de l'IA et des données est essentielle au bon fonctionnement des smart cities. Cela implique de collecter des données en temps réel à l'aide de capteurs et de caméras IoT, suivie d'une analyse prédictive à l'aide d'algorithmes sophistiqués d'apprentissage automatique [ML]", explique-t-il. Le résultat est clair : "Cette analyse soutient la prise de décision dans des domaines tels que la circulation, la sécurité et la gestion des ressources. L'interdépendance entre l'IA et les données forme la colonne vertébrale de l'efficacité opérationnelle et de la prise de décision en temps réel", conclut-il.

Comment les smart cities transforment-elles la vie urbaine ?

Au-delà des aspects techniques d'une smart city, les avantages qu'elle apporte à ceux qui y vivent sont assez clairs. Voici quelques exemples :

Transport

• Les capteurs IoT installés sur les feux de circulation peuvent surveiller le flux de circulation, détecter les congestions et les accidents. Une analyse IA de ces données peut aider les feux de circulation à s'adapter à la situation actuelle.
• Les capteurs IoT installés dans les places de parking dirigent directement les conducteurs vers des places disponibles, réduisant la congestion.

Santé

• Les dispositifs portables peuvent surveiller à distance les signes vitaux des patients.
• Les algorithmes d'IA peuvent effectuer une analyse prédictive des épidémies.
• Les capteurs IoT surveillant 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 à agir rapidement.
  
  

Energie

• Les bâtiments équipés de capteurs de température et d'éclairage peuvent optimiser la consommation d'énergie et s'adapter à l'environnement.
• Les lampadaires équipés de capteurs IoT peuvent s'allumer ou s'éteindre automatiquement en fonction du niveau de lumière naturelle environnant.

Gestion des déchets et de l'eau

• Les poubelles intelligentes avec des capteurs IoT peuvent notifier les entités responsables du niveau de déchets dans les bacs, optimisant ainsi les horaires et les itinéraires de collecte.
• Les capteurs IoT dans les systèmes de distribution d'eau peuvent surveiller la qualité de l'eau et détecter les fuites.

Exemples des smart cities

L'index des smart cities de 2024 a analysé un total de 142 villes, interrogeant environ 20 000 citoyens à travers le monde. Voici le top 10 :

1. Zurich (Suisse)
2. Oslo (Norvège)
3. Canberra (Australie)
4. Genève (Suisse)
5. Singapour (République de Singapour)
6. Copenhague (Danemark)
7. Lausanne (Suisse)
8. Londres (Royaume-Uni)
9. Helsinki (Finlande)
10. Abu Dhabi (Émirats Arabes Unis)

Défis et préoccupations

Comme pour tout dans la vie, les technologies des smart cities posent également de nombreux défis, principalement liés à la gestion des données, à la cybersécurité, à l'infrastructure et à l'éthique.

Défis en matière de données

Selon le Directeur des données (CDO) d'act digital, Everton Gago, voici les principaux défis liés à la gestion des données :

• Data heterogeneity
  « Les données proviennent souvent de différentes sources et sont présentées dans différents formats, ce qui nécessite des efforts importants pour les intégrer et les normaliser. »
  
  
• Data accuracy
  « Garantir la qualité des données et réduire les biais dans les ensembles de données sont également des aspects critiques. »
  
  
• Scalability and storage issues
  « Ceux-ci sont particulièrement difficiles à gérer lorsque le volume de données augmente. »
  
  

Heureusement, plusieurs stratégies et outils sont disponibles pour aider à résoudre ces problèmes potentiels. Everton Gago met en avant ce qui suit :

• Mise en place de normes de données rigoureuses.
• Utilisation d'outils de nettoyage et de validation des données pour garantir leur exactitude et leur cohérence.
• Adoption de solutions Big Data et de technologies de Cloud Computing, qui facilitent le stockage et l'analyse de grands volumes de données.
• Formation continue des équipes de données pour maintenir leurs compétences à jour.

Défis liés à l'IA

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

Exigences en matière d'infrastructure

"Il peut y avoir des problèmes techniques, comme la disponibilité des environnements. L'infrastructure nécessaire pour soutenir ces technologies doit être robuste et fiable."

Contraintes en matière de confidentialité, de sécurité et financières

"Ces problèmes peuvent survenir en raison de la collecte massive de données. Le coût associé à la mise en œuvre est une préoccupation, et l'adoption publique peut être affectée par la résistance à la surveillance constante et la crainte de la substitution d'emplois."

En tant que Directeur des données (CDO), Everton Gago a également son mot à dire sur les questions de confidentialité : "Il est crucial de mettre en place des politiques de confidentialité robustes et transparentes, ainsi que d'adopter des technologies de cryptage des données de pointe. L'application de techniques d'anonymisation des données peut aider à protéger l'identité des individus. De plus, la conformité aux réglementations de protection des données, telles que le RGPD, est essentielle", argumente-t-il.

Préoccupations éthiques

"Pour garantir l'utilisation éthique et responsable de l'IA dans les villes intelligentes, diverses mesures et stratégies doivent être mises en œuvre. Celles-ci comprennent :

• La divulgation transparente des algorithmes et des sources de données utilisés.
• La protection stricte de la vie privée des citoyens, en utilisant des techniques telles que l'anonymisation et le cryptage.
• La participation active du public aux décisions liées à la technologie, ce qui contribue à définir des lignes directrices éthiques et des limites acceptables, favorisant une approche plus inclusive.
• L'établissement de réglementations et de lois spécifiques pour guider l'utilisation éthique de ces technologies.
• La réalisation d'audits éthiques réguliers et d'évaluations de l'impact social, permettant d'identifier et de corriger d'éventuels biais algorithmiques, ainsi que des ajustements pour garantir l'équité."

Défis en matière de cybersécurité

Les cybercriminels peuvent accéder aux données des villes intelligentes grâce à des pare-feu mal configurés, des identifiants faibles, le piratage des objets connectés (IoT), le phishing, entre autres tactiques. Certains des résultats les plus courants sont :

• Vol de données
  

  Comme l'a déjà mentionné Guilherme Zuccolotto, la collecte massive de données au sein des villes intelligentes accroît le risque de violation, de mauvais usage et même de perte irrévocable de ces données.

• Piratage d'appareils
  Si un cyberattaquant parvient à accéder à un appareil connecté, il pourrait discrètement en prendre le contrôle, déployer des logiciels de ransomware, compromettre d'autres appareils sur le réseau, et bien plus encore.
  
  
• Attaque de l'homme du milieu (MITM)
  Dans ce type d'attaque informatique, un pirate informatique intercepte la communication entre deux parties/systèmes, ce qui lui donne le pouvoir de transmettre discrètement des informations fausses et potentiellement dommageables.
  
  

Alter Solutions peut aider à prévenir et à traiter les menaces telles que celles-ci grâce à des services tels que le Management de la sécurité, la Cyberdéfense, et l'Audit & le Pentesting.

Quel est l'avenir des smart cities?

En ce qui concerne les tendances futures, Everton Gago met l'accent sur l'intégration croissante de l'IoT avec l'IA, ainsi que sur l'adoption de technologies d'énergie durable. Guilherme Zuccolotto est d'accord, prévoyant des avancées particulières dans l'IA conversationnelle et dans les solutions durables visant à relever les défis environnementaux – "comme la mise en place d'un réseau électrique pour les transports privés et publics", illustre-t-il.

Quant aux défis futurs, le Directeur des données d'act digital prédit "des problèmes d'évolutivité des infrastructures technologiques, la nécessité de développer de nouveaux modèles de gouvernance des données, l'adaptation constante aux changements dans les réglementations sur la vie privée et la sécurité des données, ainsi que le défi de garantir l'inclusion technologique et l'accessibilité pour tous les citoyens". Le Responsable des données et de l'IA souligne également "les défis éthiques émergents et les préoccupations concernant la responsabilité légale". De plus, conclut-il, "l'intégration mondiale des technologies entre les villes et les pays posera également des défis d'interopérabilité et de collaboration, ainsi que des réglementations et des normes d'exploitation différentes".