La smart city en question

Qui détient la clé de
la ville numérique?
La smart city en question
Colloque de Cerisy 6 mai 2018
Pr. Claude Rochet
claude-rochet.fr
Claude.rochet@uvsq.fr

Sommaire
´Qu’est-ce qu’une ville
intelligente?
´Principes de conception d’une
ville intelligente dans l’iconomie
´Principes de modélisation
´Une nouvelle science de la ville
05/05/2018
© Claude Rochet Reproduction interdite sans autorisation
2

Au fait…..
05/05/201
8
3
…. Qu’est-ce qu’une ville intelligente?
Ville
connectée?
Ville
agréable
à vivre?
Ville
économe en
énergie?
Ville sans
voiture?
Ville belle ?
?
Creusons la question!

Ce que n’est pas une “smart city”
´ Une collection de « smarties »
´ Une ville techno-centrée
´ Une ville sans passé
´ Un système déterministe
05/05/2018
4
Ville intelligente => Territoires intelligents!

Le mythe des « classes créatives »
05/05/201
8
5

´ « L’entreprise innovante ne préexiste
pas aux milieux locaux, elle est
secrétée par eux »
´ Le territoire est un capital immatériel
´ Histoire et capacité à générer un projet
commun
´ La capacité à générer des consensus est
corrélée à la dynamique de l’innovation
´ Les actifs territoriaux…
´Accès à la connaissance technologique
´Composition du marché du travail
´Savoir-faire technologique
´ … constituent un milieu innovateur
Ce que nous apprend la
recherche:

My god! I forgot inhabitants!
05/05/2018
7

Temptative of integrated smart city: Kazan
05/05/201
8
8
Is Kazan really to be a
smart city?
- What is the strategic
intent?
- What are the benefits
expected?
- Where is the learning
process?
- Where are the spill over
and increasing returns
- What is the place and
role of inhabitants?
- What about the metrics?

La cybernétique de premier ordre
05/05/201
8
9
The myth of
the super mind
and perfect
control
IBM at Rio do
Janeiro
The big
brother like
city

Un système qui n’apprend pas et
est incapable de s’autoréguler
05/05/201
8
10
Le niveau zéro:
Paris métro….

Que veut dire “intelligent”: une
boucle d’apprentissage
05/05/2018
11
11
Action Effect
feedback
from 0,0001sec. to a génération
Sensors
Data
TreatmentInterpretation
Usage
Decision
Technologies
Social sciences
Iconomy

Les villes intelligentes actuelles réalisent ces
connections par le numérique
05/05/2018 © Claude Rochet Reproduction interdite sans autorisation
12
Systèmes
humains
vivants
Systèmes
physiques
Sans racines
l’arbre
meurt…
Sans feuilles et
branches l’arbre
dépérit

Les villes anciennes étaient intelligentes:
Développement organique, synergies
économiques, liberté politique.
05/05/201
8
13
Bien commun
Vivere politico
Bien économique
Bien individuel

Le principe de la ville
médiévale: la croissance
organique
05/05/201
8
14
´ « Organic planning does not begin
with a preconceived goal; it moves
from need to need, from
opportunity to opportunity, in a
series of adaptations that
themselves become increasingly
coherent and purposeful, so that
they generate a complex final
design, hardly less unified than a
pre-formed geometric pattern. »
Coherence without the need of a detailed plan!

La démocratie directe au cœur de la
vie urbaine
05/05/201
8
15
Une institution née en
Russie
Novogorod veche:
La direction par
l’assemblée du
peuple
Новгоро́дская
республика вече
Une nécessité que l’on retrouve aujourd’hui pour
assurer la résilience de la ville

Sommaire
intelligente?
´Règles de gestion des nouveaux
risques
05/05/2018
16

L’efficience de la ville croît avec sa taille… et
ne meurt jamais!
05/05/2018
17
Efficiency
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 0,75
La question de la frontière (dedans ó dehors)
est primordiale en ingénierie système des villes
Geoffrey West:

Une intégration des lois de
croissance
05/05/201
8
18
Densité
Potentiel
d’interconnexions
Y=x2 Loi de Metcalfe
Mais…..
Distance
Interconnexions
réelles
Lois de Von Thünen Tobler
Externalités+et_
Taille
Mais…..
Taille
Nombredevilles
Lois de Marshall West Bettencourt
Lois de Zipf

Quand la complexité entre en
rendement décroissant:
05/05/201
8
19
L’effondrement devient
alors la solution ultime
pour décomplexifier la
société
Bad complexityGood complexity

Combiner ces lois:
05/05/201
8
20
Taille x Nbre de villes
Connexionsxrichesse
Nouvelle ville
Nouvelle ville
Cluster urbain de villes
moyennes
Entrée dans la zone de
rendements décroissants
et d’instabilité
Une ville est un système
de réseaux sociaux
interconnectés:
Le système de vie reste
local (20 000 hab.) : une
grande ville est une
reproduction en fractale
de petites villes:
La connexion locale est
la condition de
l’évolution organique
de la ville.
Valeur cible de G*:
600 000 hab. (Paul Bairoch)

Les externalités négatives sont plus
que proportionnelles à la taille
05/05/2018
21

Déplacements journaliers
05/05/2018
22

La maladie du transport
domicile lieu de travail
´ Bercy
• 7000 personnes
• 1:10 de transport jour en
moyenne
• Combien d’interactions
créatives une fois dans son
bureau,?
• Architecture du lieu de travail,
transport, pollution, externalités
positives et négatives sont liées
05/05/2018
23

L’énergie la moins chère est celle
que l’on ne consomme pas
´Energie, transport, pollution,
déchets… = Une question
d’architecture des flux
´Quels sont les bons flux
(externalité positives) et les
mauvais flux (externalités
négatives)?
05/05/2018
24

L’intégration des externalités dans
les coûts: une vieille histoire
´ EX: le coût du transport
´ Mexico: 21 M. hab., 4:00 de transport par jour
´ SI 10 M. se déplacent = 40 M d’heures
´ Cout:
´ Temps perdu: travail créatif, vie familiale
´ Stress
´ Energie
´ Pollution
05/05/2018
25
1920: A.C. Pigou
Où est passé notre
idéal des huit heures?

Intégrer le territoire effectif dans le calcul des
coûts
05/05/201
8
26
´ Intégrer la pollution
importée
´ La ville est elle-
réellement verte?

L’impact de la fermeture
des voies sur berges à Paris
05/05/201
8
27

Sommaire
intelligente?
05/05/2018
28

Analyse stratégique
05/05/2018
29
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?

Smart City System functional Integration
05/05/201
8
30
Soft
domains
Hard
domains
SMART city
TransportationIndustry
WorkHousing
Sanitation
EnergyWater
Waste
recycling
Public services Health care
Civic life Leisure
Education
Social
integration
GovernmentEconomy
Institutional
scaffolding
Social life
Periphery
Commercial
exchanges
Food
City
Territory
Waste

Problèmes de modélisation
05/05/2018
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Hard systems
may be modeled
thanks to the laws
of physics
(conservative
systems)
Soft systems
can’t be
modeled with
the laws of
physics
(dissipative
systems)
- Social sciences
- Big data
- Multi-agents
modeling
The key of the
success is here…
… while
business is there
System integration, a key
competency to be developed

La durabilité repose sur le caractère
organique de l’évolution urbaine
05/05/201
8
32
NO! An evolutionary
process
Integration process is
bottom-up…
… based on ordinary
interactions
Þ We must
understand how
ordinary people
behave
Þ Q: Is there an
architect with a
master plan?

Ce que modéliser veut dire
05/05/201
8
33
Reality
Model = abstract
representation of
perceived reality
Human constructed reality
Emergence
Transition
Evolutionary model

´ Considérons chaque contribution possible des firmes
participantes comme des producteurs de briques de
base d’une ville intelligente.
´ Pour intégrer ces briques de base nous allons les traiter
comme des patterns.
´ Définition:
´ Un pattern est une configuration stable et réutilisable,
composé d’éléments physiques (p. ex. une boite aux
lettres multifonction) qui ont des relations avec leur
environnement…
´ … et qui résout un problème en intégrant toutes les
contraintes de manière non conflictuelle.
´ Un pattern est un système de forces.
´ Les patterns s’organisent de manière arborescente, de
l’élémentaire (la boite aux lettres) au complexe (la ville
communicante).
Principes de l’intégration système
05/05/2018
34

Que décrivent les patterns?
05/05/201
8
35
´Les patterns
définissent des
systèmes de vie
´Ils ne font sens que
dans la relation
avec d’autres
patterns…
´… et s’organisent
par arborescence
ascendante Ex: Singapour= moins de 45’
de transport par jour

Exemple: la BAL décentralisée
multifonctions (hypothèse)
05/05/2018 © Claude Rochet Reproduction interdite sans autorisation 36
Recevoir son
courrier
Poster tout
type de
courrier sans
se déplacer
Trajet < 10’ sans
véhicule à
moteur
Recevoir un
recommandé
en son
absence
Améliorer la
rapidité des
tournées et
l’exactitude de la
distribution
BAL multifonctions
Tournée

L’intégration ascendante
des patterns vers des
fonctions complexes
05/05/201
8
37
Démultiplier les
fonctions d’un
objet urbain par les
usages
Optimiser la
polyvalence des
ressources énergie et
données
Rendre le
déplacement sûr,
ludique et
pertinent
Fortifier le lien
social par les
nouvelles
connexions
Tout bâti et tout service
doit être conçu de
manière modulaire et
évolutive pour gérer les
cycles d’innovation
Mobilier
urbain
multifonction
Consommer
juste
BAL
multifonction
Contrôle
commande de
l’énergie
électrique
Traitement de
la donnée
Recréer de la
proximité
grâce à
l’Internet
Intégrer les
cycles
d’innovation
Le cas de
Patterns
fonctionnels
Techno organiques
patterns

Architecture des fonctions de base de la
ville durable: ex. la santé, à partir du
pattern «vieillir en bonne santé en ville »
05/05/2018
38
Vieillir en bonne
santé dans la ville
Quartier
Réseaux de
santé
Habitat Travail Transports
Centres de
santé
Système de
vie d’une
personne
âgée
Schémas
territoriaux
de santé
Parcours de
santé
Fonctions de pilotage
Fonctions de production
Données
Processus
modélisés
Logiciels
Réseaux
numériques
Fonctions numériques support

La ville est un système « far from
equilibrium » (M. Batty)
´ La ville est un système « loin de
l’équilibre », et sa stabilité est liée à
sa capacité d’évolution face aux
variations de l’environnement
(externe au système) et à
l’innovation interne.
´ C’est un processus dynamique et
continu d’évolution.
´ La suroptimisation d’une partie
mène à la sous-optimisation du tout
05/05/2018
39
Vouloir suroptimiser un seul
paramètre comme déterminant
accroit le déséquilibre et mène à
des configurations absurdes

Deux approches de la relation entre citoyens
et gouvernement: Christchurch (NZ)
05/05/201
8
40
40

Christchurch: investir dans la
résilience
´ La ville s’est dotée d’un Chief Resilience
Officer et consacre depuis 2016 10 % de son
budget au renforcement de la résilience.
´ L’idée de base est que les phénomènes
sociaux (être sans-abri, la pauvreté, les
inondations et les catastrophes naturelles) ne
sont pas des événements isolés, mais des
phénomènes globaux interreliés qui
constituent une agression contre le système
social qui doit être capable d’y répondre
dans son entièreté.
05/05/2018
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Citizen produce ideas
05/05/201
8
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05/05/201
8
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Producing and structuring ideas
05/05/201
8
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L’apprentissage repose sur
la délibération collective
05/05/2018
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L’arbre à palabres
africain est un des
plus vieux systèmes
délibératifs qui
permet d’explorer
toutes les dimensions
d’un problème et de
parvenir à un
consensus solide

La question clé:
05/05/201
8
46
Le succès d’un maire est de tendre vers l’inutilité

Conclusions
´La ville intelligente coute moins
cher en couts complet
´Qui détient la clé de la ville
numérique?: l’architecte système
´La résilience de la ville repose sur
la démocratie directe
05/05/2018
47

Sommaire
intelligente?
05/05/2018
48

INTERNATIONAL RESEARCH CENTER AND
Executive Master in management of
Smart Cities :
From Conception to Resilience
• Lancement janvier 2018
• Rentrée janvier 2019

A New Science of City
´ « Cities do not exist in benign environments and cannot be
easily closed off from the wider world. In addition, they do
not automatically return to equilibrium, for they are forever
changing; indeed, they are always far from equilibrium.
´ Nor are they centrally ordered, but evolve mainly from the
bottom up as the products of millions of individual and group
decisions, with only occasional top-down centralized action.
In short, cities are more like biological than mechanical
systems.
´ The rise of the sciences of complexity, which have changed
the direction of systems theory from top down to bottom up,
is one that treats such systems as open, based more on the
product of evolutionary processes than of grand design.
´ During this time, the image of a city as a “machine” has
been replaced by that of an “organism,” while the origins of
these ideas remain firmly embedded in past developments. »
´ Batty, Michael. The New Science of Cities The MIT Press.
05/05/2018
50

Smart city as a complex system
05/05/2018
51
Smart city building and
governance requires a
« New Science of Cities »
based on complex systems
architecture and the
integration of a large array
of hard sciences (physics,
engineering, computing,
big data…) and social
sciences (history, social
capital, geography,
institutional economics,
new business models of the
digital economics ....)
What is at stake is to build a
common framework between
cities, citizens and industry to
frame the architecture of the
future smart cities, avoiding the
dead-end of the techno centric
approach.
Smart city as a self
sustaining complex
system
Urban
sociology and
architecture
System
modeling and
complex system
architecture
Complex
project
governance
Analytics and
big data
Energy
management
Urban life
cycle
management
Smart territory
and social
capital
Cybersecurity
Financial
governance
Smart city
self-
government

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