sunrise smart city: expérimentations à grande échelle de la ville intelligente et durable

SunRise : démonstrateur de la «Ville intelligente et durable »

I.   Shahrour, professer à Lille1/Polytech’Lille A. Afaneh, EL Farah, B. Ayari, D. Sakr, V. Collot, chercheurs au LGCgE

Smart City : Expérimenta<ons à grande échelle Lille1/Polytech’Lille/LGCgE –Eiffage Construc<on

14 octobre 2014, Polytech’Lille

Pe<te ville (110 Hectares) •  25 000 usagers •  140 bâ3ments

variété •  usage •  qualité de construc3ons

Projet SunRise « Cité Scien<fique »

C1 – Chimie (1966) Polytech’Lille (2000)

IUT (2006)

70 km de réseaux

•  Eau potable •  Assainissement •  Chauffage urbain, •  Gaz •  Électricité (HT, BT) •  Eclairage public •  Voiries

Couplage réseaux primaires – Bâ<ment

Bâ<ment

Collec<vités : AMGVF LMCU, Région, ArtoisComm

Interna<onal: W-‐Smart New York University Pays Bas (Vitens) Grande Bretagne (Thames) Espagne (Acciona)

Opérateurs : •  Eaux du Nord/Suez •  Eaux de Paris •  Dalkia •  ERDF •  Eiffage Energie •  Lille Métropole Habitat

Laboratoires de recherche : Ingénierie, STIC, Sciences sociales

Forma<on : Master (…), Mastère CréaCity Diplômes d’ingénieurs

Centres d’innova<o, pole,… Pole Ubiquitaire CITC –EURARFID PRN

Starts-‐ups : Stereograph, Noolihc, Inodesign, Calmwater, Planete oui, IXsane

Partenaires du projet SunRise

Projet CPER (SunRise) 2015-‐2020: INRIA, IFSTTAR, CAUE, Artois, Mines de Douai, Centrale Lille, HEI-‐ISA-‐ISEN

SunRise Communauté : chercheurs, doctorants et étudiant

Avril 2014

Plateforme de pilotage Système d’informa<on

•  Données de patrimoine (SIG) •  Données d’état et de

fonc<onnement (capteurs, ..) •  Informa<ons libres

Ou<ls d’analyse

Communica<on Serveur web

•  Equipes Techniques •  Equipes de ges<ons •  Usagers •  Equipes Académiques •  Partenaires

Architecture du système de «SunRise »

Communica<on : •  Réseaux filaires •  Réseaux sans fils

•  Bâ<ments (habitat, ac<vités,..) •  Réseaux (eau, énergie, voirie,..)

Mesure et contrôle des infrastructures

Autres Données

•  Environnement •  Transport •  Informa<ons •  Secours •  ….

Eau

-‐  Fuites -‐  Qualité (sécurité)

Energie

-‐  Ges3on op3male -‐  Sécurité

•  Dalkia (chauffage urbain) •  LMH : Logement social •  Eiffage Energie (Electricité)

Plateforme

Avancement du projet

Système d’informa<on

•  Eaux du Nord /Suez Eaux de Paris

•  CEA-‐LIST

•  W-‐Smart •  Vitens •  Thames Water •  Acciona Agua

Système d’informa<on géographique

Ahmad Afaneh, doctorant

Créer la base de données SIG

•  Données géolocalisées •  Classes d'objets

•  Shape Files

•  Couches

•  Tables d'a\ributs

•  En3tés géographiques

•  Images satellitaires

Couches & Classes d'en<tés

Sécurité publique

Réseau d'assainissement

Réseau d'électricité

Réseau de chauffage

Réseau d'eau

Caractéris3ques du site

Bâ3ments

Google Earth Image SAS Planet

Géo référencement

Lambert 93 Zoom 21 Haute Résolu<on

Master Plan & Table d'asribut

SunRise Site pilote de la ville intelligente et durable

Réseau d'eau Réseau de chauffage

Réseau d'assainissement Réseau d'électricité

Travail en cours

-  Compléter et vérifier les données -  Intégrer d’autres outils SIG :

§  Arc GIS for Desktop §  Arc Catalogue

-  Intégrer et traiter les données de mesure -  Développer des interfaces avec des logiciels de

calcul des réseaux urbains

Réseau d’eau potable

Projets en cours :

1) Laboratoire commun « Réseaux d’eau intelligents » Partenaires : CEA-‐LIST, W-‐Smart, KWR

2) Chaire Industrielle Partenaire : Eaux du Nord

3) Projet INCOM (Fuites) Partenaires : Eaux du Nord, CEA-‐LIST, Eaux de Paris, W-‐Smart, Vitens

4) Projet BioSmart (Bio Contamina3on) Partenaires : Eaux du Nord, CEA-‐LIST, Eaux de Paris, W-‐Smart, Vitens

TWUL Demo site London

Smart Caceres Caceres

VIP Leeuwarden

Sunrise Lille

Projet Européen SmartWater4Europe

SmartWater4Europe

Intellisonde

Qualité

Pilote en laboratoire

Amani Abdallah, doctorante

Démonstrateur d’eau – Fuites

Elias Farah, doctorant

Tuyaux Longueur Diamètre Matériau Rugosité

Zone d’emplacement

Points d’alimenta<on Coordonnées

(X, Y, Z)

Vannes Coordonnées Diamètre

Tuyau de référence Etat

Poteaux d’incendie Coordonnées

(X, Y, Z)

AMR Coordonnées

(X, Y, Z)

C6

Consommation d’eau pour le bâtiment C6 (Mars 2014)

0

0,5

1

1,5

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Con

som

mat

ion

(m3 )

temps (h)

Lundi 3 Mars

0

0,5

1

1,5

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Con

som

mat

ion

(m3 )

temps (h)

Lundi 3 Mars Samedi 8 Mars

Consomma<on d'eau du bâ<ment P2 -‐ Mai 2014

Modélisa<on Hydraulique : •  Vitesses, débits •  Pressions

Débit à 11 h

Débit à 11 h

Secteur Chimie

Secteur Biologie

En Cours : •  Instrumenta3on en pression •  Créa3on des sous – zones •  Méthodologie de détec3on des fuites

Réseau de chauffage

Baligh Ayari, doctorant



Composantes du réseau de chauffage

•  Chaufferie •  Sta3ons d’échanges




Les conduites

Les sta<ons d’échange

Sous sta3on M1




Système de régula3on

Exemple de Mesure : Bâ<ment « M1 »

Consomma<on Température extérieure

Courbe de chauffe (2012)

En cours : -‐ Analyse fine des consomma3ons -‐ Modèles prévisionnels

Réseau Electrique

Daniel SAKR, Doctorant

Electrical Grid Network

Complete renova3on of the HT grid 2012 Improving the:

• Transmission system lines • Distribu3on system

As well as implemen3ng: • Smart-‐Metering system • Fault detec3on • Fault response / self-‐healing system

Electrical Grid Network

A2

M6

HT (20 kV)

LT

Supply

FAULT

Substa<on M1

HT Line leaving M1 and

des3ned for next post on the loop

High Tension Distribu<on Panel (TGHT)

Transformer 1’s Cell (protects

transformer #1)

Transformer 2’s Cell (protects

transformer #2)

HT Line arriving into M1 from Previous HT

Post

H.T (20 kV) L.T. (380 V)

Smart Meter loca3on – recording & compiling consump3on (kWh) data, and

then sending to the main server

Low Voltage Master Distribu<on Panel (TGBT)

Smart Meter

Smart Metering System

kW

3 337

2 910 2 729

2 610

2 055

1 425

2 902

2 807 3 082

3 235

3 168

3 373

2 876

3 169

5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250

5 250

0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

March 2013 April 2013 May 2013 June 2013 July 2013 August 2013 September 2013

October 2013 November 2013

December 2013

January 2014 Febraury 2014 March 2014 April 2014

Fixed Demand vs Actual Demand

Actual Demand Fixed Demand

Under progress

•  Analysis of consump3on in cri3cal buildings •  Develop a strategy to reduce the peak demand

Système d’aide à la réduc3on des charges liées aux fluides dans le

logement social

Valen3n Collot, ingénieur

Objec3fs

Ø Développer un prototype d’un système innovant pour le suivi et le contrôle des charges dans le logement social

Ø Installer des prototypes dans des logements et suivre leurs usages

Cahier des charges LMH/LGCgE •  Suivre en temps réel

Ø  Les paramètres de confort: •  Température •  Humidité •  Qualité de l’air •  Luminosité •  Bruit

Ø  Les consomma<ons: •  Électricité •  Chauffage •  Eau

Ø  D’autres paramètres: •  La présence •  Ouvertures •  L’alarme incendie

Test en appartement pédagogique Roubaix

Qualité d’air intérieur Luminosité / Présence

Consomma3on électrique

Température / Humidité

•  Qualité de l’air

60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110

0:24

2:04

3:44

5:24

7:04

8:44

10:24

12:05

13:45

15:25

17:05

18:45

20:25

22:05

23:45

1:44

3:24

5:04

6:44

8:24

10:04

11:44

13:25

15:05

16:45

18:25

20:05

21:45

23:25

1:24

3:04

4:44

6:24

8:04

9:44

11:24

13:05

14:45

16:25

Qualité d'air du séjour

0 -‐200 : Air frais 200 – 400 : Air peu pollué 400 – 600 : Air Pollué 600 – 800 : Air très pollué

•  ConsommaAon Electrique

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1065000

1065500

1066000

1066500

1067000

1067500

1068000

1068500

1069000

1069500

1070000

0:04

1:24

2:44

4:04

5:24

6:44

8:04

9:24

10:44

12:04

13:24

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0:04

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20:04

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0:04

1:24

2:44

4:04

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8:04

9:24

10:44

12:03

13:23

Index [Wh] Puissance Apparente [VA]

12/02/2014 13/02/2014 14/02/2014

Installa3on dans des logements occupés

•  Verhaeren 1935

•  Charles Sixte 1975

En cours, perspec3ves

Ø  Suivi des usages,.. Ø  Améliora3on du système Ø  Passer à une grande échelle en intégrant les lieux communs

Démonstrateur Voirie : comportement d’une chaussée après ouverture d’une tranchée

Août 2014

32

Humidité Température Déforma<on Pression Tassement Fissura<on Fibre op<que

20 28 32 10 1 4 2

Autres projets

• Assainissement • Eclairage public

Conclusion Projet Quasi-‐unique aux niveaux

Ø  Site physique de taille per3nente Ø  Mul3-‐secteurs Ø  Approche usage Ø  Partenariat public-‐privé Ø  Partenariat à l’interna3onal Ø  Ac3vité académique (forma3on & recherche)

Transi<on énergé<que :

Priorité Régionale, Na<onale et Européenne

Conclusion

Posi<onnement sur un domaine ayant un intérêt : •  Sociétal, environnemental •  Economique (marché à plusieurs centaines de milliards d’euros)

•  Recherche & transfert •  Forma3on (plateforme pédagogique) •  A\rac3vité

sunrise smart city: expérimentations à grande échelle de la ville intelligente et durable

Engineering