Supporting sustainable development
Urban areas are complex not only because of the large number of issues they face, but also due to the need to take account of the interactions between them. Urban spatial planning therefore requires collective thinking, with multi-disciplinary approaches that exploit a wide variety and a large quantity of data. IFSTTAR is actively involved in responding to this challenge through its involvement in networks and the production of tools to address this complexity.
The Urban Europe Research Alliance (UERA) is a European research network aimed at carrying out research projects and providing input for future European calls for proposals. In 2017, four working groups were formed to cover the strategic research agenda of the JPI Urban Europe as fully as possible. IFSTTAR has been heavily involved in coordinating UERA and leading working groups on sustainable development and resilience as well as accessibility and connectivity.
As a reservoir of biodiversity, soils are essential for many ecosystem services such as food production, climate regulation, water seepage, and the quality of water and air. This resource is subject to strong land pressures caused, for example, by housing development, business parks, infrastructure, food production, energy production and leisure areas.
Collective expert appraisal on urban land uptake
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.
Sense-City: the mini-city for tomorrow’s city
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.
The Proteus project: the digital city and water quality
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.
The activities of the TerriTAP network
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.