Contribuer à l'aménagement durable

La complexité d’un territoire urbain est liée à la multiplicité des problématiques auxquelles il est soumis, ainsi qu’à la nécessaire prise en compte des interactions entre ces problématiques. L’aménagement des territoires urbains nécessite donc des réflexions collectives, avec des approches multi-domaines s’appuyant sur des données variées et en grand nombre. L’Ifsttar s’investit activement à répondre à cet enjeu par son implication dans des réseaux et la production d’outils adaptés à cette complexité.

L’Alliance de recherche Européenne sur l’Urbain (UERA) est un réseau de recherche européen visant à mener des projets de recherche et à alimenter les réflexions pour les futurs appels européens. En 2017, quatre groupes de travail ont été constitués pour couvrir au mieux l’agenda stratégique de recherche de la JPI Urban Europe. L’Ifsttar s’est investi fortement dans la coordination de l’UERA et dans l’animation des groupes de travail sur le développement durable et la résilience ainsi que sur l’accessibilité et la connectivité.

Réservoir de biodiversité, les sols sont essentiels à de nombreux services écosystémiques tels que la production alimentaire, la régulation du climat, l’infiltration de l’eau, la qualité de l’eau et de l’air. Cette ressource est soumise à de fortes pressions foncières : aménagement de logements, zones d’activité économique, infrastructures, production alimentaire, production d’énergie ou zones de loisirs.

Expertise collective sur l’artificialisation des sols

INRA-Ifsttar

L'artificialisation des sols est considérée dans le débat public comme la principale menace de « disparition » des sols agricoles ou naturels. Le gouvernement souhaite donc s'engager dans des mesures pour diminuer l’artificialisation des espaces agricoles et naturels. Pour assoir cette action de politique publique, un état des lieux des connaissances sur la mesure de l’artificialisation, ses déterminants et ses impacts a été commandé conjointement à l'INRA et à l'Ifsttar par les ministères de l’Écologie et de l’Agriculture, et par l’ADEME. Une cinquantaine d'experts de différents organismes de recherche, dont 13 de l’Ifsttar, ont travaillé pendant deux ans avec une équipe projet INRA-Ifsttar pour réaliser une expertise scientifique collective. Celle-ci comporte des leviers d’action potentiels et des pistes de recherche sur l’artificialisation des sols. Elle s’est achevée le 8 décembre 2017. Sa synthèse est disponible sur le site de l'INRA.

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Logistique et artificialisation du sol (source : Epicturia.fr)

Sense-City : la mini ville pour la ville de demain

Déploiement massif de capteurs pour l’efficacité énergétique, la pollution et les matériaux innovants.

Sept organismes (l’Ifsttar, ESIEE, le CSTB, Université Paris-Est, le LPICM (UMR 7647 École Polytechnique -CNRS), l’Inria et l’Université Paris-Est de Marne-la-Vallée) se sont regroupés pour former le consortium Sense-City dans le cadre du PIA 1 pour l’élaboration d’un équipement d’excellence au service de la ville de demain : Sense-City.

Situé sur le campus Descartes situé à Marne-la-Vallée, l’équipement d’excellence Sense-City est composé d’une chambre climatique et de deux mini villes. Une grande halle climatique de 3 200 m3 permet de faire la pluie et le beau temps pour étudier le métabolisme urbain et améliorer la ville de demain.

Elle est capable de reconstituer un climat spécifique de -10°C à 40°C, de 30 à 95 % d’humidité mais aussi le soleil et la pluie. Mobile, elle peut se déplacer sur une mini ville ou sur l’autre en fonction des expérimentations prévues.

Portions de ville construites pour des durées limitées dans le temps, les mini villes permettent d’étudier certains composants urbains. Chacune est équipée de capteurs reliés à un système d’information qui stocke les mesures qui seront analysées par des chercheurs et ingénieurs en fonction de leurs questionnements scientifiques. 

Située entre la salle blanche et le living lab, Sense-City permet de réaliser un grand nombre d’expérimentations scientifiques dans un environnement contrôlé afin d’améliorer les connaissances sur les capteurs, les réseaux de communication, la pollution de l’eau, de l’air, du sol, les déperditions énergétiques, les échanges thermiques, le mobilier urbain pour le monitoring de la ville, les propriétés des nouveaux matériaux au niveau de la pollution et de la thermique et les propriétés apportées par la végétation en ville.

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La mini ville Sense-City se matérialise à Marne-La-Vallée sur le campus Descartes.

Projet Proteus : ville numérique et qualité de l’eau

S’appuyant sur les possibilités d’expérimentations de l’EQUIPEX « Sense-City », le projet Proteus a pour objectif principal de produire des capteurs intelligents et peu énergivores pour le suivi de la qualité de l’eau dans les réseaux d’eau potable et d’assainissement.

Ce projet H2020 de 3,9 millions d’euros regroupe des acteurs de la chaîne de valeur des capteurs : Ifsttar, ESIEE Paris, Easy Global Market SAS et PONSEL MESURE SAS (France), UNINOVA, SMAS Almada et Unparallel Innovation (Portugal), WINGS ICT Solution (Grèce) et l’Université de Pérouge (Italie).

Proteus a contribué à mesurer différents paramètres chimiques et rhéologiques grâce à l’utilisation de capteurs microfluidiques et de capteurs à nanotubes de carbone. Des expérimentations sont faites dans la boucle d’eau potable de Sense-City afin de tester et d’améliorer les prototypes. Sur le plan matériel, plusieurs versions de capteurs à base de nanotube de carbone ont été développées pour surveiller la température, la pression, le débit, la conductivité, le pH, le chlore et les chlorures. Une puce a été conçue pour récupérer les informations de ces capteurs. Enfin, un logiciel a été développé pour remonter ces données dans un système d’information. Par rapport à la détection d’éléments chimiques, les expérimentations sont prometteuses : elles prouvent que les capteurs à base de nanotube sont sensibles au chlore, aux chlorures et au pH. Au niveau énergétique, des expérimentations sont faites pour récupérer l’énergie provenant du flux d’eau afin d’alimenter les capteurs et leur remontée d’informations. Les résultats montrent qu’il est nécessaire de compléter l’énergie produite par le flux d’eau par un panneau solaire afin d’assurer un fonctionnement optimal.

En parallèle des questions environnementales auxquelles les territoires sont confrontés, un autre grand domaine d’intervention de l’Ifsttar porte sur la logistique et la mobilité appliquées au métabolisme urbain. Les recherches de l’Institut visent l’amélioration de la chaîne allant du capteur à l’outil d’aide à la décision.    

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Boucle d’eau du projet Proteus (source : Ifsttar-Merliot)

L’action de réseau TerriTAP

Une méthodologie de quantification des flux de matières entrantes et sortantes à l’échelle d’un projet urbain a été développée à SPLOTT. Elle permet d’évaluer les nuisances associées aux flux de chantiers en élaborant par exemple des scénarios d’amélioration du métabolisme.

L’action de réseau TerriTAP « Territoires Transport Action Publique » a réuni, entre 2014 et 2017, des chercheurs et des praticiens de l’aménagement et de l’urbanisme autour d’une série de rencontres. Les principaux thèmes abordés ont été la question de la mise en œuvre de la planification de l’urbanisme et des déplacements, le stationnement, l’urbanisme ferroviaire, les enjeux de sécurité des transports dans la ville, le management de la mobilité des salariés et les enjeux territoriaux de la logistique. Les rencontres ont permis de croiser les travaux scientifiques et les analyses des praticiens pour un enrichissement mutuel.

Les villes et territoires face aux enjeux liés à la cybersécurité