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Bâtir l’avenir numérique de l’Europe
Event report | Publication

Jumeaux numériques locaux: Forger les villes de demain

Dans le cadre de la Semaine européenne des régions, cet atelier visait à explorer: Qu’est-ce que les jumeaux numériques locaux? Comment les petites et moyennes villes et les grandes villes peuvent-elles en bénéficier? Quelles sont les mesures nécessaires à la planification, à la conception et à la mise en œuvre des jumeaux numériques dans les villes? Comment le renforcement des capacités peut-il donner aux villes les moyens d’agir dans ce domaine? Quels sont les principaux défis et possibilités pour la mise en œuvre des jumelages numériques?

EURegionsWeek workshop poster

@EURegionsWeek

La session intitulée «Local Digital Twins — Forging the cities of demain» au cours de la Semaine européenne des régions et des villes 2021 s’est tenue le 13 octobre et a été organisée en collaboration avec la DG CONNECT Technologies pour les communautés intelligentes, les projets LEAD et DUET H2020 sur les jumeaux numériques locaux, l’Union des municipalités de Turquie et ENoLL. L’atelier visait à examiner i) ce que sont les jumeaux numériques locaux; II) la manière dont les petites et moyennes villes et les grandes villes peuvent en bénéficier; III) les étapes nécessaires à la planification, à la conception et à la mise en œuvre des jumeaux numériques dans les villes; la manière dont le renforcement des capacités peut donner aux villes les moyens d’agir dans cette entreprise et v) les principaux défis et possibilités que représente la mise en œuvre des jumeaux numériques. La session a accueilli quelque 85 participants.

La Commission européenne a présenté le principal contexte politique et a souligné comment les jumeaux numériques locaux permettront la prochaine phase de villes et de communautés intelligentes et durables. Les jumeaux numériques locaux sont la représentation virtuelle des actifs physiques, des processus et des systèmes d’une ville, en utilisant les données, l’analyse de données et l’apprentissage automatique pour aider les modèles de simulation qui peuvent être mis à jour et modifiés (en temps réel) à mesure que leurs équivalents physiques changent. Leur maturité et leurs capacités varient, mais cela peut effectivement permettre aux petites villes de tester également leur potentiel. Lorsqu’elles envisagent de créer un jumeau numérique local, les villes doivent tenir compte d’un certain nombre d’aspects importants; les principaux défis que la ville souhaite relever, l’ampleur et la portée du jumeau numérique, sa gouvernance et les fonctionnalités envisagées. Lors de la conception du jumeau numérique, il est important de s’intéresser à la base de données (disponibilité, qualité et interopérabilité) et technique (IdO, informatique en nuage, mégadonnées, IA, 5G). La Commission a attiré l’attention sur le financement futur d’une boîte à outils numérique locale de l’UE, composée de solutions standard ouvertes, d’une architecture de référence et d’outils réutilisables, par l’intermédiaire du futur programme DIGITAL.

Les récits du terrain ont commencé avec Sergio Fernández Balaguer, d’EMT Madrid, présentant le projet LEAD, qui utilise les jumeaux numériques pour la logistique du dernier kilomètre à faibles émissions dans 6 villes (nœuds urbains du RTE-T): Madrid, La Haye, Lyon, Porto, Budapest et Oslo. Lead contribue à créer des modèles commerciaux innovants, à rendre le stockage et la distribution de marchandises plus souples, à encourager l’utilisation de véhicules de livraison à faibles émissions et à mettre au point des solutions logistiques intelligentes et fondées sur les données. L’affaire Madrid vise à rendre les livraisons en centre-ville plus efficaces en optimisant les itinéraires de livraison, en explorant d’autres modèles économiques (et durables), en mettant en place des mécanismes de coopération public-privé et en améliorant la gestion des données. Les options possibles (scénarios de valeur) ont été examinées avec une communauté de pratique au sein du laboratoire vivant de Madrid. En ce qui concerne le développement du jumeau numérique, les défis sont principalement liés aux données (notamment la collecte de données, le bruit complexe à calculer, l’absence de valeurs par défaut, l’anonymisation, le niveau des données, etc.) et à la production de résultats. Du point de vue du renforcement des capacités/de la formation, le projet a mis en évidence l’importance des outils pour modéliser et évaluer les nouveaux modèles de distribution et leur incidence sur les coûts et les émissions.

Le projet DUET a été présenté par Jiri Bouchal, de Pilsen. Pilsen a progressivement développé son jumeau numérique grâce à un certain nombre de projets pertinents de l’UE (Open Transport Net, PoliVisu, S4ALLCITIES, etc.). Un jumeau numérique local consiste à relier les systèmes historiques, à mieux prendre des décisions et à expérimenter en apportant l’innovation aux administrations publiques et au secteur privé. La ville a pu adopter cette technologie grâce à un soutien politique et à une stratégie sous-jacente solide, à un personnel qualifié sur le plan technique, à des infrastructures techniques avancées gérées par la ville ainsi qu’à des véhicules aériens sans pilote de pointe (UAV). Dans le cadre du projet DUET, ils utilisent le Digital Twin pour fournir des modèles de simulation qui démontrent l’interaction entre différents domaines (trafic, qualité de l’air et pollution sonore), par exemple en modélisant la manière dont les flux de trafic évolueraient en raison d’une fermeture de pont et comment et où cela aurait une incidence sur la qualité de l’air. Si le parcours n’a pas été sans difficultés, notamment l’engagement et l’engagement des parties prenantes, l’adoption de nouvelles technologies dans le travail quotidien de l’administration municipale, la compatibilité avec les outils existants et la nécessité d’investissements supplémentaires, les résultats sont prometteurs. Le projet a fourni à la ville de nouveaux outils pour soutenir l’élaboration des politiques. En ce qui concerne le renforcement des capacités, le développement de l’expertise et des compétences constitue un défi à long terme.

Les participants ont ensuite été scindés en trois séances de discussion distinctes afin de discuter (i) des jumeaux numériques pour un fret durable; II) Compétences numériques pour l’élaboration des politiques et iii) Compétences pour la participation des citoyens. Les modérateurs de ces sessions ont souligné ce qui suit:

  • Digital Twins for sustainable freight (modéré par Carolina Cipres, du centre logistique de Saragosse, projet LEAD): Les jumeaux numériques locaux pour le fret nécessitent une collaboration public-privé. La réticence des entreprises à partager des données constitue un obstacle important. Il peut être résolu par l’anonymisation, la suppression des données sensibles ou l’agrégation des données. En outre, pour obtenir un soutien à la mise en œuvre d’un jumeau numérique, les intérêts des parties prenantes privées et publiques doivent être équilibrés (c’est-à-dire que les opérateurs privés peuvent l’utiliser à des fins d’optimisation, tandis que les entités publiques peuvent avoir accès aux informations sur les émissions). Les jumeaux numériques locaux sont également confrontés à des profils logistiques différents dans chaque ville. Idéalement, les jumeaux numériques devraient être composés d’une bibliothèque modèle, et chaque jumeau numérique local devrait utiliser une combinaison de ces modèles répondant à son propre profil logistique. Enfin, pour que les jumeaux numériques locaux soient couronnés de succès, de nouvelles compétences sont nécessaires, non seulement en termes de connaissances techniques, mais aussi de compétences non techniques (c’est-à-dire une ouverture à la vision de la manière d’utiliser ce type d’approche pour une prise de décision souple et dynamique).
  • Compétences numériques pour l’élaboration des politiques (animé par Lieven Raes, de Flandre numérique, projet DUET): Si la participation des citoyens est importante, cela soulève la question de savoir comment aborder les questions du RGPD. Le projet DUET utilise des données provenant de citoyens (par exemple, au moyen d’enquêtes auprès des citoyens ou de la science citoyenne), tandis que le projet PoliVisu a utilisé des capteurs installés par les citoyens dans leurs fenêtres qui comptaient le nombre de voitures et de piétons dans une rue donnée. Dans ces cas, la protection de la vie privée dès la conception a été utilisée, c’est-à-dire le comptage des voitures sans enregistrement de leur numéro de plaque. En Flandre, par exemple, pour savoir où vivent et planifier les personnes handicapées, on utilise des données anonymisées et pseudoanonymisées. La première étape pour qu’une ville développe un jumeau numérique local consiste à définir un problème politique et à identifier les cas d’utilisation. Certains jumeaux numériques peuvent être réalisés en 2D, c’est-à-dire la modélisation du trafic, tandis que d’autres peuvent avoir besoin de modèles 3D. Le projet CompAir, qui débutera en novembre 2021, permettra de visualiser la double donnée numérique locale avec VR (mise en œuvre par l’Institut Fraunhofer). Les utilisateurs disposeront d’une vue de réalité augmentée depuis leur téléphone, rapprochant ainsi les citoyens de la ville.
  • Compétences pour la participation des citoyens (animée par Francesca Spagnoli, directrice de projets et de programmes de renforcement des capacités au sein du réseau européen des laboratoires vivants — ENoLL): Il est clairement nécessaire de lancer une approche de renforcement des capacités au niveau local, et même individuellement dans les différentes villes et/ou contextes locaux. En fait, chaque ville a ses propres besoins, aspects démographiques, problèmes qui touchent différents groupes cibles. Modéliser le comportement des différentes communautés dans les villes et les régions peut soutenir le développement de stratégies locales et individuelles (théorie évolutive). Il est important de se concentrer sur les communautés marginalisées au sein des villes, étant donné qu’elles disposent de compétences différentes (plus élémentaires) qui doivent être prises en considération lors de l’élaboration d’un programme de renforcement des capacités. Il est important de lancer le processus en rassemblant différentes personnes au sein de la communauté et de comprendre quelles sont les lacunes et les besoins pour accroître leurs compétences numériques, dans le but final de les associer au processus de développement de communautés durables. Il est essentiel de nouer des partenariats avec les grandes entreprises afin d’établir des liens avec le secteur technologique pour aider les villes et les régions à traduire les compétences numériques dans les contextes locaux. Un changement culturel est nécessaire dans les municipalités pour montrer la pertinence des compétences numériques et réorienter leurs investissements et leurs financements vers des programmes de renforcement des capacités sur mesure. Les programmes de renforcement des capacités peuvent fournir des capacités et des ressources efficaces pour améliorer la planification urbaine, la prise de décision, l’analyse d’impact et la gestion du changement. Les participants ont fait part de leur intérêt pour une formation sur la méthodologie de gestion du laboratoire vivant, en particulier dans le contexte des jumeaux numériques.

À la suite de ces discussions de groupe, les participants ont indiqué que la disponibilité des données, la sensibilisation numérique au niveau politique ainsi que la qualité et le format des données constituaient les besoins de formation les plus importants. Nombre d’entre eux ont également souligné la nécessité d’en apprendre davantage sur la gestion des laboratoires vivants.

La session a ensuite mis en évidence les futurs programmes de renforcement des capacités qui aideront les villes et les communautés à mettre en œuvre les jumelages numériques locaux. Claudia Ribeiro, responsable de projet au sein du réseau POLIS et responsable du renforcement des capacités, présente les plans de renforcement des capacités du projet LEAD. Le projet organise leur matériel de formation autour de thèmes tels que (i) l’introduction d’une logistique de dernier kilomètre pour le fret urbain à la demande; II) les laboratoires vivants pour le fret urbain et les jumeaux numériques; la modélisation, la simulation et les données pour la planification urbaine du fret; les technologies jumelées numériques et v) la prise de décision politique. Le programme devrait être prêt d’ici le premier semestre de 2022 et devrait être mis en œuvre par l’intermédiaire de MOOC, de webinaires, d’ateliers et d’autres moyens. Lieven Raes, conseiller pour la Flandre numérique, présente les plans de renforcement des capacités du projet DUET. Le projet développe une page d’accueil baptisée https://citytwin.eu, qui permettra à d’autres projets (URBANAGE, CompAir et autres) d’examiner les modèles 3D, de s’engager dans la luification et de permettre aux gens de comprendre ce que peuvent faire les jumeaux numériques. Les partenaires de Duet travaillent également à l’élaboration d’un livre sur les jumeaux numériques, intitulé «Open and Interoperable Local Digital Twins for Smarter Decision Making» (Les jumeaux numériques locaux ouverts et interopérables pour une prise de décision plus intelligente). Enfin, un MOOC est prévu pour le premier trimestre de 2022 (en s’appuyant sur le précédent MOOC PoliVisu).

La session a été clôturée par les conclusions de Noirin Ni Earcain, de la Commission européenne, et de Francesca Spagnoli, d’ENoLL. Les discussions ont mis en évidence la nécessité de disposer à la fois de compétences numériques (gouvernance des données et des écosystèmes, analyse des données, modélisation, IA/ML, interopérabilité, etc.) et de compétences non techniques (changement culturel, nouvelles méthodes de travail, etc.). De nouveaux travaux peuvent se poursuivre dans le cadre du sous-groupe «Éducation et renforcement des capacités» de la communauté Living-in.eu, qui recensera et rassemblera le matériel existant de développement de l’apprentissage, assurera le suivi de la proposition relative à un rapport EIF4SCC et du FEI sur les compétences, poursuivra le projet de recherche du Cedefop sur les compétences pour les communautés intelligentes et durables et engagera le projet DT4 Régions qui organisera des ateliers et créera des modules de formation sur l’IA et les mégadonnées.