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Aider la gouvernance urbaine : vers des maquettes numériques intelligentes

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Xavier OPIGEZ,
Géomaticien, chef de projet 3D,
Institut d’aménagement et d’urbanisme de la région Île-de-France.

Pierre LAVERGNE,
Chargé de Projet Observation et RH à l’aua/T

Les collectivités sont aujourd’hui confrontées à de multiples enjeux sociaux, politiques, environnementaux et économiques. Elles ont besoin d’une vision globale de leur territoire pour mieux le gérer. Des outils de modélisation qui prennent la forme de maquettes numériques en 3D se développent et peuvent les y aider.

Des capacités de modélisation démultipliées

Par essence, l’urbanisme s’attache aux modes de représentation du territoire et des projets, ce qui, au fil du temps, a pris différentes formes : plans, cartes, maquettes numériques 3D, etc. Des données géolocalisées issues des Systèmes d’Information Géographiques, outils de connaissance, d’analyse, d’aide à la décision, viennent enrichir ces représentations.

Aujourd’hui, c’est à l’échelle d’un bâtiment – on parle alors de BIM (Building Information Modeling) – ou à l’échelle d’un quartier ou d’une ville – le CIM (City Information Modeling) – que des jeux de données complexes et multiformes peuvent être intégrés à des maquettes virtuelles afin de les rendre interactives et démultiplier les capacités de modélisation et d’expérimentation.

Au-delà de la maquette virtuelle, l’enjeu de la data

De plus en plus, les concepteurs, les architectes et les promoteurs intègrent le BIM dans leurs projets. En permettant de renseigner la maquette 3D du projet par des données techniques, le BIM facilite la coordination entre les différents intervenants et optimise les phases de vie d’un bâtiment, de la conception à l’exploitation en passant par la gestion de chantier. Certaines collectivités, par exemple Genève, ont pris l’initiative de mettre en place une voie numérique de traitement des permis de construire incluant des gabarits BIM – une véritable contrainte pour les concepteurs. Il s’agit pour ces collectivités, en même temps que se bâtit la ville réelle, d’en constituer le double numérique intégrant à leur plate-forme CIM chaque nouveau projet.

Mais, pour un territoire, l’ambition de se doter d’un CIM va au-delà de la seule modélisation de nouveaux bâtiments. Un CIM, réplique numérique d’une ville ou d’un quartier, peut aussi intégrer de multiples informations : données issues de capteurs (IoT), données issues du big data (flux téléphoniques, réseaux sociaux, etc.), données numériques remontées par le citoyen (dysfonctionnement d’un service, état de la voirie, etc.).

Plus ils agrègent des données structurées et « en temps réel », plus ces « doubles virtuels » de la ville permettent des usages diversifiés et prospectifs. Ils peuvent contribuer à faciliter les collaborations et améliorer l’efficience des services en permettant des analyses partagées, entre les gestionnaires des espaces publics et privés, avec les organismes chargés d’optimiser le fonctionnement de la ville.

En fonction des data qu’ils agrègent, ils peuvent aussi augmenter les possibilités d’analyse du territoire au moyen de modélisations et de simulations : simulations de pollution, d’ensoleillement, d’inondation, etc. In fine, ils ouvrent sur des usages pédagogiques et de nouveaux modes de communication ou de concertation avec les habitants et les partenaires.

Aménagement des berges de Seine à Paris, maquette numérique

L’expérience de l’IAU

Parmi les agences d’urbanisme, l’IAU Île-de-France développe depuis plusieurs années des outils 2D et 3D offline, online et temps réel, et met désormais en oeuvre des outils s’apparentant au CIM (SIG en 3D) tant pour ses besoins internes, que pour ceux de ses partenaires et de ses clients. L’institut utilise ainsi une complémentarité d’outils (CAO, SIG 3D, logiciels d’animation) afin de représenter autrement les enjeux et les dynamiques du territoire francilien, de simuler des scénarios de densification urbaine dans des secteurs stratégiques, d’illustrer les enjeux environnementaux, etc.

L’avenir du CIM

La perspective d’un accroissement permanent des données géolocalisées, liée à une diffusion de plus en plus large vers le « grand public », à l’accélération des projets d’open innovation et de services numériques, va concourir à rendre les plates-formes CIM plus « efficientes », pour représenter, coconstruire, simuler, partager, aider les décideurs à la prise de décision. À l’instar de la dynamique d’ouverture des données publiques – dont Toulouse Métropole, la Région Occitanie ou le Sicoval sont les promoteurs convaincus –, ces systèmes de « virtualisation » des ensembles urbains pourraient demain être « partagés » en open data et venir conforter les sources disponibles.

Restent deux enjeux majeurs pour pouvoir développer ces systèmes complexes : celui de l’investissement (coût matériel, logiciel et humain, formation, etc.) et surtout celui de la data (structuration des données, compatibilité entre les formats de données, interopérabilité entre les systèmes d’exploitation, puissance de calcul, etc.).

Le CIM a vocation à devenir un outil incontournable pour faire évoluer les collectivités et les territoires vers plus d’intelligence (smart), la libération de la donnée, et le portage d’initiatives publiques et privées y concourra.

Photos © IAU ÎdF

Contenu additionnel :

Quels outils numériques pour concevoir et gérer la ville de demain ?

La rencontre  :