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  • Modélisation multi-échelle des systèmes urbains (Avenues)

    Dans le cadre d’une recherche scien­ti­fique, métho­do­lo­gique et tech­no­lo­gique, l'unité de recherche Ave­nues oriente ses tra­vaux sur les arti­cu­la­tions et les inter­ac­tions entre plu­sieurs sous-sys­tèmes, tout en pre­nant en compte l’impact socié­tal pour abor­der la ville comme objet interdisciplinaire.

    Objectifs

    L'objectif de l'unité Ave­nues est d'aborder la ville comme un sys­tème glo­bal pour com­prendre ses modes d'organisation, de fonc­tion­ne­ment et de déve­lop­pe­ment afin de contri­buer à sa concep­tion, sa ges­tion, sa pla­ni­fi­ca­tion et son évo­lu­tion.

    En asso­ciant des ensei­gnants-cher­cheurs en sciences pour l'ingénieur (SPI) et des ensei­gnants-cher­cheurs en sciences humaines et sociales (SHS), il s'agit d'appréhender les dyna­miques urbaines afin que la per­ti­nence et l'impact de ses tra­vaux de modé­li­sa­tion, d'analyse et de concep­tion d'outils soient en prise avec les dif­fé­rentes ten­sions urbaines contemporaines.

    Thèmes de recherche

    Ave­nues est une uni­té de recherche inter­dis­ci­pli­naire ayant pour objet de recherche la ville, une approche basée sur les dyna­miques urbaines et une méthode qui repose sur l'interdisciplinarité vue comme une inté­gra­tion sys­té­mique des approches dis­ci­pli­naires se co-trans­for­mant par leur mutuelle confron­ta­tion à l'objet.

    Les champs d'expertise d'Avenues couvrent les pro­blé­ma­tiques liées à la modé­li­sa­tion mul­ti-échelle des sys­tèmes urbains et notam­ment des aspects qui traitent la ges­tion d'énergie et les micro-réseaux, la mobi­li­té, les flux de trans­port et les infra­struc­tures, les risques hydro­lo­giques, la maquette numé­rique, les modèles urbains, l'aménagement et la métropolisation.

    Plateformes

    Trois pla­te­formes tech­no­lo­giques sont déve­lop­pées et uti­li­sées en rap­port avec les éner­gies renou­ve­lables en milieu urbain et leur inté­gra­tion au réseau élec­trique intelligent : 

    • GISOL – maté­riel pour la quan­ti­fi­ca­tion d'énergie solaire, 
    • PLER – micro-réseau inté­gré au bâtiment,
    • STELLA – micro-réseau dédié aux sta­tions de recharge des véhi­cules élec­triques et à l'alimentation d'un bâtiment.

    Une qua­trième pla­te­forme, PLEMO3D, est des­ti­née à la numé­ri­sa­tion et à la modé­li­sa­tion 3D, de l'échelle micro­mé­trique à l'échelle du bâtiment.

    Chaire MIDT

    La chaire Mobi­li­tés intel­li­gentes et dyna­miques ter­ri­to­riales (MIDT) vise à contri­buer au déve­lop­pe­ment d'une approche sys­té­mique et mul­ti­mo­dale de la mobi­li­té et de l'aménagement ter­ri­to­rial à dif­fé­rents niveaux d'échelle.

    Les tra­vaux s'intéressent par­ti­cu­liè­re­ment aux inter­con­nexions entre les réseaux et modes de trans­port, aux inter­faces entre les uni­tés ter­ri­to­riales, ain­si qu'aux dif­fé­rents leviers per­met­tant d'améliorer l'efficacité du maillage, l'attractivité et la com­pé­ti­ti­vi­té des territoires.

    Valorisation

    Les cher­cheurs contri­buent au déve­lop­pe­ment de la pla­te­forme numé­rique et de l'application Mobi­li­té DynA­MIque (pour la col­lecte, l'analyse et l'extraction de don­nées sur la mobi­li­té urbaine). Une start-up sera créée à la suite de l'implémentation phy­sique du sys­tème glo­bal de col­lecte de don­nées dans les trans­ports en com­mun sur les ter­ri­toires de la région Hauts-de-France.

    Partenariats

    Les rela­tions éta­blies avec d'autres cher­cheurs per­mettent la réa­li­sa­tion de pro­grammes et de contrats de recherche avec des par­te­naires ins­ti­tu­tion­nels et indus­triels venant des sec­teurs éco­no­miques divers (SYSTRA, ENEDIS Oise, MEDEE, S2E2, IRSN, ARC, SPIE,PSA…).

    Une conven­tion de par­te­na­riat avec l'IFSTTAR (Ins­ti­tut fran­çais des sciences et tech­no­lo­gies des trans­ports, d'aménagement et des réseaux) fait l'objet de col­la­bo­ra­tions por­tant sur dif­fé­rents déve­lop­pe­ments de sys­tèmes et de réseaux dédiés à la ville, tant théo­rique qu'applicatif.

    Une col­la­bo­ra­tion avec le Centre André-Chas­tel, labo­ra­toire de recherche en his­toire de l'art, fait l'objet d'un pro­gramme de recherche sur la numé­ri­sa­tion 3D du patri­moine his­to­rique.

    Ave­nues est membre actif de Smart Trans­por­ta­tion Alliance (STA, www.smart-transportation.org) depuis 2017.

    Projets de recherche

    Projet européen H2020 COST – WISE-ACT

    Le pro­jet Wider Impacts and Sce­na­rio Eva­lua­tion of Auto­no­mous and Connec­ted trans­port, dont Ave­nues assure la vice-chaire, regroupe 41 par­te­naires aca­dé­miques, ins­ti­tu­tion­nels et éco­no­miques en pro­ve­nance de 22 pays euro­péens. WISE-ACT concerne l'analyse des impacts et les scé­na­rios de déve­lop­pe­ment des sys­tèmes de trans­port auto­nomes et connec­tés.

    Projet phare de la chaire MIDT – Mobilité DynAMIque

    Le pro­jet porte sur la créa­tion d'une pla­te­forme de col­lecte, d'analyse et d'extraction de don­nées sur la mobi­li­té urbaine issues de sources dif­fé­rentes, à tra­vers une méthode mixte, spé­ci­fi­que­ment déve­lop­pée, repo­sant sur une approche quan­ti­ta­tive et qua­li­ta­tive. L'approche est basée sur l'agrégation de don­nées de type open data, en pro­ve­nance des cap­teurs ins­tal­lés dans les trans­ports en com­mun, avec l'accord des exploi­tants comme Trans­dev et Keo­lis, et celles obte­nus avec l'accord des uti­li­sa­teurs grâce à l'application Mobi­li­té DynA­MIque, dis­po­nible sur Android et iOS (appli­ca­tion qui per­met d'enregistrer les dépla­ce­ments mul­ti­mo­daux des indi­vi­dus). Le but final, après le trai­te­ment des don­nées, est de com­prendre la dyna­mique des com­por­te­ments et de pro­po­ser dif­fé­rents modes de trans­port d'une manière cohé­rente et opti­male.

    Projet national ADEME – MOBEL_CITY

    L'électromobilité urbaine se déve­loppe et requiert des infra­struc­tures pour la recharge des véhi­cules élec­triques (VE). Le pro­jet MOBEL_CITY pro­pose l'étude d'un sys­tème éner­gé­tique inno­vant implan­té dans un espace urbain et défi­ni comme un grou­pe­ment d'objets, une infra­struc­ture intel­li­gente pour la recharge des VE (IIRVEs), des VE et un bâti­ment ayant une connexion à l'IIRVEs. L'IIRVEs est conçue sur la base d'un micro-réseau élec­trique intel­li­gent capable de gérer de façon opti­male les flux d'énergie. Ce micro-réseau prend en compte les stra­té­gies V2G (Vehicle to Grid), V2H (Vehicle to Home) et I2H (Infra­struc­ture to Home, l'énergie pro­duite par l'IIRVEs et non uti­li­sée par les VE ali­mente direc­te­ment le bâti­ment), et pro­pose ain­si de nou­veaux ser­vices qui peuvent être associés. 

    Projet Sorbonne Université – PLEMO3D

    En col­la­bo­ra­tion avec le labo­ra­toire Rober­val de l'UTC et le Centre André-Chas­tel de Sor­bonne Uni­ver­si­té, PLEMO3D se concentre sur l'analyse archi­tec­tu­rale, la numé­ri­sa­tion et la modé­li­sa­tion struc­tu­rale du patri­moine et du bâti his­to­rique visant à la recons­truc­tion géo­mé­trique à par­tir des nuages de points enre­gis­trés grâce à la pla­te­forme mobile de numé­ri­sa­tion et de modé­li­sa­tion 3D. 

    Projet national FUI – PowerGrid Campus Lille

    Coor­don­né par MEDEE, Power­Grid Cam­pus Lille est un pro­jet lau­réat de l'appel PIA Réseaux Élec­triques Intel­li­gents et vise l'émergence de col­la­bo­ra­tions inter-établissements.

    Zoom sur un projet

    La pro­duc­tion d'électricité décen­tra­li­sée se déve­loppe de manière signi­fi­ca­tive et le sys­tème connec­té au réseau est pro­po­sé dans la plu­part des appli­ca­tions. Cepen­dant, le carac­tère inter­mit­tent et aléa­toire des éner­gies renou­ve­lables pho­to­vol­taïque et éolienne reste un pro­blème pour leur inté­gra­tion dans le réseau public : fluc­tua­tions de ten­sion et/ou de fré­quence, pol­lu­tion har­mo­nique, ges­tion dif­fi­cile des charges… 

    Les zones urbaines ont un grand poten­tiel pour le déve­lop­pe­ment intense de ces éner­gies renou­ve­lables. Afin d'augmenter leur niveau d'intégration et d'obtenir un réseau élec­trique robuste, le réseau intel­li­gent pour­rait résoudre des pro­blèmes de pics de consom­ma­tion, de ges­tion opti­male d'énergie et de maî­trise de la demande. Ce réseau est conçu prin­ci­pa­le­ment pour assu­rer l'échange d'informations sur les besoins du réseau et sa dis­po­ni­bi­li­té, et aider à l'équilibrage des puis­sances en évi­tant une injec­tion indé­si­rable et en réa­li­sant le lis­sage des charges pen­dant les heures de pointe. 

    Concer­nant les ser­vices réseau (régu­la­tions tech­niques du réseau public), pour une meilleure décen­tra­li­sa­tion de la pro­duc­tion, les micro-réseaux ont une place impor­tante. Un micro-réseau com­porte un sys­tème mul­ti­source consti­tué de sources renou­ve­lables, de sys­tèmes de sto­ckage d'énergie et des charges réglables/délestables. Un contrô­leur du micro-réseau per­met la connexion au réseau élec­trique intel­li­gent et assure le contrôle de la ten­sion, l'équilibre des puis­sances, le par­tage ou le déles­tage des charges, et prend en compte les contraintes du réseau public trans­mises par un bus de com­mu­ni­ca­tion. À l'échelle urbaine, le micro-réseau inté­gré au bâti­ment pro­po­sé par le pro­jet PLER devient une solu­tion pour l'auto-alimentation des bâti­ments et l'injection contrô­lée du sur­plus d'électricité. L'objectif de cette recherche est de conce­voir et de déve­lop­per un sys­tème de ges­tion intel­li­gente d'énergie élec­trique qui opti­mise les trans­ferts de puis­sance au sein d'un micro-réseau, s'adaptant aux condi­tions impo­sées par le réseau public grâce au bus de com­mu­ni­ca­tion du réseau intel­li­gent, et tenant compte des contraintes diverses afin de mini­mi­ser la consom­ma­tion d'énergie en pro­ve­nance du réseau public. L'application prin­ci­pale est repré­sen­tée par les bâti­ments tertiaires. 

    L'interface entre le réseau élec­trique intel­li­gent et le micro-réseau pro­po­sé traite des stra­té­gies opti­mi­sées de contrôle de la pro­duc­tion et de la ges­tion de la demande d'énergie et répond aux pro­blèmes du réseau élec­trique, tels que les pics de consom­ma­tion et les injec­tions indé­si­rables. Le ver­rou scien­ti­fique prin­ci­pal réside dans la dif­fi­cul­té d'optimisation glo­bale liée aux risques de déca­lage entre pré­dic­tions et réa­li­té d'exploitation, d'une part, et la néces­si­té de prendre en compte des contraintes impo­sées par le réseau public, d'autre part. Les résul­tats des tests expé­ri­men­taux prouvent la fai­sa­bi­li­té tech­nique et valident la conception. 

    Observatoire de la performance immobilière publique (OPIP)

    Le rôle prin­ci­pal de l'Observatoire de la per­for­mance immo­bi­lière publique (OPIP) est, depuis décembre 2014, de mettre à dis­po­si­tion des ges­tion­naires tech­niques, éco­no­miques et finan­ciers un ins­tru­ment col­la­bo­ra­tif et d'échange sur les meilleures pra­tiques en matière de poli­tiques, stra­té­gies et plans d'action immo­bi­liers, pour cha­cun des éta­blis­se­ments adhérents.

    À propos de l'OPIP

    La ges­tion tech­nique et éco­no­mique des patri­moines immo­bi­liers publics consti­tuant un dis­po­si­tif essen­tiel de la réa­li­sa­tion des mis­sions publiques à l'échelle de cha­cun des bâti­ments mais aus­si à l'échelle de son implan­ta­tion urbaine, il importe de mieux la connaître, la mesu­rer, l'analyser, la com­prendre et de dif­fu­ser les meilleures pratiques.

    Contact et documentation

    Contacts de la recherche à l'UTC

    Contact

    Direc­trice du labo­ra­toire Ave­nues
    Manue­la Sechi­la­riu
     +33 (0)3 44 23 50 27

    Contact

    OPIP
    Jean-Pas­cal Fou­cault
     +33 (0)3 44 23 49 64

    Pla­quette de la recherche à l'UTC

    À lire dans interactions

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