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Les smart cities: une approche par la
modélisation systémique, l’impact sur
les modèles d’affairesClaude Rochet, Professeur des universités
Directeur du laboratoire d’intelligence économique du Ministère de l’Economie et des finances
Ville durable selon Advancity des équilibres systémiques multiples
Ville durable selon Advancity des équilibres systémiques multiples
une approche par la modélisation systémique
Antonio Serra (fl. 1613)
La ville durable, une culture de l’agilité
Historiquement, la ville est le lieu où se créent les synergies entre activités à rendement croissant.
Le Napolitain Serra (1613) compare Venise, ville sans terre ferme agricole, et Naples, qui en abonde. Venise a été une ville durable grâce à la synergie entre ses activités industrielles, ses activités marchandes et sa puissance militaire. A l’opposé, Naples, dotée d’une grande richesse agricole et du numéraire venu du Nouveau-monde, n’a pas été capable de penser son développement et de sortir du féodalisme.
L’interaction entre une ville et son environnement a été modélisée par Von Thünen au XVIII° siècle : à la ville centre sont les plus fortes synergies entre les activités à rendement croissant – les activités industrielles – puis par zones concentriques s’organisent les activités à rendement de plus en plus décroissant – les activités primaires – et le coût du transport augmente.
une approche par la modélisation systémique
Ville: synergies les plus fortes
Ville: synergies les plus fortes
Ville: synergies les plus fortes
Ville: synergies les plus fortes
Ville: synergies les plus fortes
Ville: synergies les plus fortes
Ville: synergies les plus fortesVille: synergies les plus fortes
D'Antonio Serra à Alexandre Gerschenkron: la création de ville
est au cœur du développement
Il y a de bonnes activités à rendements croissants
Les villes permettent les synergies entre les activités
Un idéal type au début du XIX°: les zones à la Thünen
18/04/23Fins et moyens: enseignements d’hier pour la conception des villes intelligentes d’aujourd’hu
Ville: synergies les plus fortes
Services à forte V.A
Activités primaires à faible V.A
Rendements
croissants
décroissants
Qu’est-ce qu’une ville intelligente?
Un système capable de gérer l’interaction entre ses parties et de conserver ses attributs qualitatifs dans le temps…
… dans un monde turbulent et ouvert où se multiplient les facteurs d’instabilité…
… la révolution des transports du XIX° (la mort de la distance) a rendu possible les villes dysfonctionnelles et insalubres.
La ville intelligente doit être conçue pour le “bien vivre” des habitants qui sont les utilisateurs finaux (et donc les décideurs) des dispositifs physiques…
… et est donc une question fondamentalement politique!
18/04/23Fins et moyens: enseignements d’hier pour la conception des villes intelligentes d’aujourd’hu
Une telle ville intelligente a existé à la Renaissance
Une fonction économique: le coeur de la ville est là où se créent les synergies entre activities. Antonio Serra 1613: la ville est le coeur des rendements croissants
Une fonction politique: le gouvernement par le bien commun
Une fonction éthique: la délibération sur la vie bonne.
18/04/23Fins et moyens: enseignements d’hier pour la conception des villes intelligentes d’aujourd’hu
Prospérité et bien commun
18/04/23
Bien commun
Vivere politico
Bien économique
Bien individuel
Comment la ville est devenue non durable?
La frontière de ce système et celle entre la ville et ses périphéries. La II° révolution industrielle permet la « mort de la distance » qui n’est plus l’élément structurant de ces écosystèmes territoriaux.
Conséquence : croissance de la consommation d’énergie et urbanisation dysfonctionnelle – entre les fonctions d’habitation, de travail, d’administration.
Ce modèle urbain est non-durable en ce qu’il ne peut gérer la réduction des atteintes à l’environnement (consommation de ressources fossiles et production de déchets), les atteintes à son propre capital social et humain et devient un obstacle au développement.
une approche par la modélisation systémique
L’efficience de la ville croît avec sa taille… et ne meurt jamais!
une approche par la modélisation systémique
Eff
icie
ncy
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 0,75La question de la frontière (dedans dehors) est primordiale en ingénierie système des villes
Geoffrey West:
Les fausses pistes
Masdar (Abou-Dahbi), Songdo (Corée)…
Des démonstrateurs « techno-pushed »
Le citadin est une variable d’ajustement
Pas d’enracinement dans la « vraie vie » et dans l’histoire
Pas de vision évolutionniste du système urbain
une approche par la modélisation systémique
Les échecs Les cités jardins:-Une conception hiérarchique non systémique-Pas d’interactions avec l’environnement et le territoire
une approche par la modélisation systémique
Notre approche: une vision évolutionniste
de la villePenser de la ville durable à partir de la recherche des synergies entre ses fonctions économiques, politiques et sociales et de leur intégration par l’architecture système
Intégrer les potentialités nouvelles du « moteur numérique »
La ville étant un lieu de vie elle doit permettre l’existence d’une vie civique
Cette vision suppose le développement d’une culture et de compétences nouvelles, notamment pour la décision publique, pour concevoir les écosystèmes urbains de demain
une approche par la modélisation systémique
Ecosystèmes?Ecosystème: ensemble dynamique de sous-systèmes en interaction (systèmes de gestion de l’énergie, systèmes de transports, systèmes de gestion de l’eau, systèmes sociaux, écosystèmes climatiques locaux, habitants…) et qui interagit avec son environnement en étant capable de conserver son identité et d’enrichir sa diversité interne.
Ecosystème urbain: construit par l’homme, ensemble des éléments constitutifs d’une ville qui interagissent de manière naturelle, entre eux et avec leur environnement, dans un état global d’équilibre : prélèvement de ressources, création de richesse et de bien-être, rejet et recyclage de déchet.
Le caractère « éco » du système signifie que les interactions entre les fonctions du système urbain sont capables de générer des lois de comportements qui lui permettent de conserver son identité et de se reproduire de manière autopoïetique.
une approche par la modélisation systémique
L’écosystème urbain durable
une approche par la modélisation systémique
Un écosystème évolue dans les valeurs limites que peuvent prendre les variables de chaque paramètre
Concepts et outils d’intégration systémique
Concepts et outils d’intégration systémique
Territoire intelligent
Territoire intelligentIndustrieIndustrie
Smart cities
Intelligence socialeIntelligence sociale
Valorisation des actifs matériels et immatériels
Valorisation des actifs matériels et immatériels
Ecosystèmes d’innovation coopétitive
Ecosystèmes d’innovation coopétitive
La ville est le produit de son territoire
Les systèmes productifs locaux (SPL): le choletais
Un socle commun:-Enracinement et tradition industrielle: l’atelier à la campagne, socio-démographie-Partage des mêmes espaces privés et publics: fort sentiment d’appartenance, pas de chef d’entreprise « notable », refus des licenciements, tout écart entraîne l’exclusion de la communauté locale-Dynamique de création d’entreprises basée sur un savoir collectif local
Un socle commun:-Enracinement et tradition industrielle: l’atelier à la campagne, socio-démographie-Partage des mêmes espaces privés et publics: fort sentiment d’appartenance, pas de chef d’entreprise « notable », refus des licenciements, tout écart entraîne l’exclusion de la communauté locale-Dynamique de création d’entreprises basée sur un savoir collectif local
HabillementHabillement ChaussureChaussure
Transition vers la III° révolution industrielle
Conservation du modèle
Conservation du modèle Course à la fusionCourse à la fusion
Perte de la dynamique du modèle
Perte de la dynamique du modèle
Regénération du modèle
Regénération du modèle
Conservation du modèleConservation du modèle
Régénération du modèleRégénération du modèle
Aujourd’hui: Pôle enfantAujourd’hui: Pôle enfant
Les systèmes productifs locaux (SPL): l’arc jurassien et l’industrie horlogère
SPL horloger SPL horloger
France France Suisse Suisse
Choc du digital
Forte interdépendance des filières dans une matrice sociale
suffisamment stable pour assurer la diversification
Ex: Prothèse médical / savoir-faire horloger
Forte interdépendance des filières dans une matrice sociale
suffisamment stable pour assurer la diversification
Ex: Prothèse médical / savoir-faire horloger
Défauts de coordination clients/ fournisseurs, difficulté d’évolution
technique des salariés, poussée des autorités à la constitution de
grandes firmes
Défauts de coordination clients/ fournisseurs, difficulté d’évolution
technique des salariés, poussée des autorités à la constitution de
grandes firmes
Du système horloger à la microtechnique
Du système horloger à la microtechniqueSPL décolletageSPL décolletage
L’intelligence territoriale: le milieu innovateur, une dynamique systémique informelle….
Conception
Définition et mise en œuvre d’une stratégie
territoriale
Définition et mise en œuvre d’une stratégie
territoriale
Capitalisation et
renforcement
Capitalisation et
renforcement
… sur laquelle l’action publique formelle pourrait avoir prise…
Informel
Comprendre son territoire: histoire
longue, monographie, cas…
Comprendre son territoire: histoire
longue, monographie, cas…
Une action publique alignée
sur une vision partagée
Une action publique alignée
sur une vision partagée
… à condition d’aligner formel et informel
Qu’est-ce qu’un « moteur numérique »?
Un tel moteur, en tant que tel, n’existe pas à ce jour.
Il s’agit plutôt d’un « système des moteurs » comprenant les infrastructures de l’Internet, les réseaux des parties prenantes, les systèmes d’information (organisationnels et logiciels), les moteurs de chaque fonction…
La performance d’un tel système de moteurs suppose l’existence d’un référentiel d’architecture pour permettre la mise en cohérence et l’interopérabilité de tous les moteurs.
une approche par la modélisation systémique
Le numérique est à la fois une solution et un
problèmeSi la ville durable repose sur l’existence d’un « moteur numérique », il faut (et il ne suffit pas) que ce moteur soit durable:
Green IT: Recycler l’énergie produite par les data centers
It for green: bilan énergétique et environnemental de l’industrie informatique
Les modèles d’affaires des vendeurs sont-ils compatibles avec les démarches d’intégration?
une approche par la modélisation systémique
Ce n’est pas le numérique qui rend la ville smart, ce sont les
gensWashington D.C:
Ouverture des données publiques
Concours d’applications, coùt: 50 000 USD
Retour sur un mois: Valeur des apps: 2 million $
Mais….
Une seule éligible à un financement capital risque
Des version 1.0 sans lendemain..
… et sans grande utilité, car produites par des techies sur la base “faire quelque chose de cool à partir de cette msse de données”
=> Rappel d’un vieux principe:
Toujours partir des besoins des utilisateurs
Besoin d’un processus formalisé pour partir des problèmes rencontrés par les citoyensune approche par la modélisation systémique
Exercice de modélisation
A vous de jouer!
une approche par la modélisation systémique
Trois principes
Ce système doit se penser au niveau des architectures de manière à pouvoir associer chaque fonction avec son application numérique ;
Cette architecture doit se penser au niveau d’abstraction suffisant pour pouvoir intégrer les évolutions dans les sous-systèmes technologiques sans remettre en cause l’architecture d’ensemble, de manière à lui assurer un cycle de vie durable ;
• Les démarches d’architecture suppose le partage des compétences entre l’architecte des fonctions de l’écosystème et celles des concepteurs de technologies, afin d’assurer un dialogue équilibré entre clients et fournisseurs.
une approche par la modélisation systémique
L’intégration systémique: le cas des smart cities
Soft domains
Soft domains
Hard domains
Hard domains
SMART citySMART city
Transportation
TransportationIndustryIndustry
WorkWorkHousingHousing
SanitationSanitation
EnergyEnergyWaterWater
Waste recycling
Waste recycling
Public servicesPublic
services Health careHealth care
Civic lifeCivic life LeisureLeisure
EducationEducation Social integration
Social integration
Govern
ment
Govern
ment
Eco
nom
yEco
nom
y
Institutional scaffoldingInstitutional scaffolding Social lifeSocial life
PeripheryPeriphery
Commercial exchangesCommercial exchanges
FoodFoodCity
Urban ecosystem
Territory
Lier architecture descendantes des fonctions de base : ex. la santé…
une approche par la modélisation systémique
Santé dans la ville
Santé dans la ville
QuartierQuartier Réseaux de santé
Réseaux de santé
HabitatHabitat TravailTravail TransportsTransports Centres de santé
Centres de santé
Parcours de santé
Parcours de santé
Fonctions de pilotage
Fonctions de production
DonnéesDonnées Processus modélisés
Processus modélisés LogicielsLogiciels Réseaux
numériques
Réseaux numériques
Fonctions numériques support
Associer systèmes conservatifs (lois physiques) et dissipatifs (systèmes humains fortement entropiques)
… et les démarches ascendantes à partir des
modèles existants
une approche par la modélisation systémique
Modélisation descendante à gros grain
Modélisation ascendante à grain fins
Point de rencontre?-Interopérabilité-Format des données-Sémantique-Big data?
Un exercice difficile qui va nécessiter le développement de compétence d’architecture système
Territoire intelligentMilieu innovateur
Territoire intelligentMilieu innovateur
Architecture et intégration fonctionnelle
Capacités autorégulatrices de l’écosystème
• Comprendre son territoire et définir une vision stratégique
• La décliner en architecture intégrant les domaines « hards » et « softs »
• Comprendre son territoire et définir une vision stratégique
• La décliner en architecture intégrant les domaines « hards » et « softs »
• Vers une administration étendue et intégratrice
• Vers une administration étendue et intégratrice
Administration intelligente
Modéliser l’émergence
une approche par la modélisation systémique
La plupart des fonctions urbaines sont des émergences non imputables à une fonction particulière
Vous avez dit méta-modèle
• Un méta-modèle (framework) de référence doit permettre d’intégrer les fonctions et se déclinera en une grande variété de modèles en fonction des valeurs attribuées aux paramètres (Simon, 1969).
• Ces méta-modèles définissent des règles d’assemblage des fonctions de base, un langage commun pour les métiers, des méthodes d’interfaçage des fonctions, des dictionnaires de données communs et des règles sémantiques de traitement.
• Un méta-modèle est « un ensemble d’outils utilisables pour développer une large gamme d’architectures » (Godfrey, 2012), soit de règles et de méthodes de conception valable, dans des limites définies, pour tous les écosystèmes urbains durables. Il ne faut pas le confondre avec un outil unique de modélisation qui encapsulerait tous les cas de figure, ce qui est, en pratique, impossible.
une approche par la modélisation systémique
Mé
thod
es
Dia
gra
mm
es
Co
nce
pts
Mé
tam
odè
le
Référentielunique
Il y a toujours un référentiel quelque part…
une approche par la modélisation systémique
TraçabilitéRé-utilisation
Ce projet révèle l(a) (‘im)maturité des politiques publiques et des
cultures dominantes• L’intégration n’est pas l’addition: les politiques publiques sont
orientées vers le soutien aux industries par fonction, pas sur l’intégration. – =>En théorie des systèmes, la sur-optimisation des parties produit a
sous-optimisation du tout.
• Une conception obsolète de la ville « somme de processus » alors que les émergents pensent « produit global » et sont dans une dynamique de « leapfrogging »
• Pas de culture de projet pilote ni d’intégration des disciplines: le système de financement, addition de « guichets », élimine les projets pluridisciplinaires
• Manque de leadership gouvernemental apte à créer une dynamique interministérielle.
• Qui maîtrise la systémique en amont maîtrise les marchés en aval, ce qu’on bien compris les Chinois et ce que nous voulons développer avec les partenaires marocains
une approche par la modélisation systémique
L’évolution des modèles d’affaires des entreprises
• Penser la profitabilité au niveau de l’écosystème
• Proposer des offres de fonctions intégrées et intégrables:– Ex: CityBox
• Participer à la définition de référentiels pour l’intégration par le numérique
• Développer des écosystèmes de conception entre entreprises de fonctions
une approche par la modélisation systémique
Espaces urbains désarticulés
Gouvernance par rattrapage
Le quanti l’emporte sur le quali
Primauté du global sur le local
La politique urbaine comme levier de développement
Infrastructures techniques et institutionnelles de l’environnement
Revoir les attentes du système urbain
Qualité
Nuisances
Mobilité intermodale
Vision stratégique
Attentes sociales
Convergence global <=> local
Programme de recherche
Culture de la durabilité
Décloisonnement disciplinaire par la modélisation systémique
Citoyenneté et habitants acteurs
Enracinement dans la culture et dans l’histoire
Coût x rareté du foncier
Points faibles Maroc Axes d’action
Droit et technologie de l’environnement
une approche par la modélisation systémique
Verrouiller le marché en amont
• Qui définit les référentiels d’architecture maîtrise les appels d’offre en aval
• Les pays émergents investissent directement dans l’intégration pour maîtriser l’offre des fonctions
• Le chantier des normes est à prendre en Amont (Rapport Revel)
– Normes de performance: métriques de la ville durable (différent des normes de processus de type HQE) et métrologie : Cté ISO 268
– Danger de l’accord de libre-échange transatlantique
une approche par la modélisation systémique
Des questions de recherche
• Quel rôle d’architecte pour la puissance publique, et sait-elle développer des systèmes numériques durables en son sein?
• Quelles compétences de conception à développer dans les entreprises?
• Pour concevoir un écosystème, il faut un écosystème de conception qui intègre tous les acteurs: quelles compétences, quelles conditions de succès?
une approche par la modélisation systémique
Bref, une nouvelle culture à développer ET pour les entreprises ET pour les politiques publiques!
Le nécessaire renouveau de la philosophie du bien
commun• Bien commun comme finalité
structurante
• Liberté positive
• Un pouvoir fort comme architecte….
• …. balancé par une participation active des citoyens
• Une approche co-évolutionniste des institutions (formel informel)
• Espace politique structuré et délimité
une approche par la modélisation systémique
Un lien par les recherches sur la
gouvernance polycentrique
une approche par la modélisation systémique
Donner un nom au « No Name Field of PA »?
L’administration étendue comme integration des disciplines
04/18/23
Leve
ls o
f co
mpl
exity
City
Functions
Citizens
Complex systems engineering
Extended P.A Political philosophy
Complex system
modeling
Interaction and
synergies
Social networks
and interaction
s
Overlaps and interactions
Overlaps and interactions
Common good as an emergence and structuring
finality
Ends and means of wealth creation
Vivere politico
PolycentricGovce