Smart City : le rôle central de la notion d’hyperviseur urbain

Une démarche Smart City globale induit la transformation de l’organisation des collectivités

Le terme de Smart City, traduit par « ville intelligente » en français, est un concept apparu au début des années 2010. Il propose d’apporter une dimension numérique au terme de ville durable : le numérique est ici vu comme un outil d’amélioration de la vie urbaine, et non comme une fin en soi, mais il amène tout de même un réel impact technologique, organisationnel et même humain sur la ville.

Ainsi, même si les Smart City sont souvent initialement très centrées sur un aspect technologique, les collectivités maîtres d’ouvrage sont très vite rattrapées par l’aspect organisationnel de telles démarches. En effet, par la modernisation des outils, des process et des métiers, un projet Smart City revient à réorganiser profondément la manière dont fonctionne traditionnellement une ville ou une agglomération.

A ce titre, la transformation numérique de la collectivité impliquée par la modernisation de ses infrastructures et processus métier constitue souvent l’aspect le plus complexe du déploiement de ce type de projets. C’est pourquoi, ces dernières années de nouveaux outils logiciels et de nouveaux modules fonctionnels de pilotage de la ville ont fait leur apparition : les hyperviseurs urbains.

Concrètement, qu’est-ce qu’un hyperviseur urbain ?

Un hyperviseur est un module logiciel d’organisation centralisée de tout ou partie de la ville

La notion d’hypervision vient historiquement du milieu des Systèmes d’Information. Dans ce cas de figure, le concept d’hypervision est la centralisation des outils de supervision, d’applications et de référentiel au sein d’un outil agrégateur unique. Dans l’univers informatique, un hyperviseur est donc un logiciel qui permet une gestion automatisée, fluide et transverse d’une infrastructure informatique, ce qui permet de grandement simplifier son administration.

L’hypervision urbaine n’est alors qu’une déclinaison à la gouvernance de la ville de ce concept. L’hyperviseur urbain a pour fonction de centraliser l’ensemble des outils de supervision, des applicatifs, des référentiels et des données d’une ville. En effet, la transformation digitale des collectivités engendre une multiplication des outils métiers et une forme de prolifération de capteurs et de données urbaines. A cela s’ajoute une sectorisation de chaque outil sur un métier donné, ce qui a pour résultat de renforcer l’effet de silos existant au sein des villes et des intercommunalités.

La mise en place d’un hyperviseur urbain a pour objectif de centraliser les informations et de créer du lien entre les métiers en créant une interface transverse unique de management. Ainsi, les principales fonctions d’un hyperviseur urbain sont les suivantes :

• • Exploiter et superviser le territoire, via l’encapsulation des superviseurs métiers existants au sein d’une interface unique. Cela passe notamment par la possibilité de visualiser l’ensemble des infrastructures de la ville via une seule interface.
  • Recueillir et centraliser les données, notamment en permettant aux objets IoT des villes et des bâtiments de déposer la donnée dans une base de données centrale ;
  • Agréger, partager et gérer ces données, en centralisant l’ensemble des référentiels et en définissant une norme commune de traitement des données ;
  • Agir à distance sur les infrastructures, que ce soit par des actions vers des objets connectés (contrôle/commande), la mise en oeuvre de scénarios et de règles ou encore tout simplement en facilitant la coordination des équipes en intervention ;

En termes technique, un tel module permet de gérer la complexité induite par la diversité des métiers de la ville

La gestion de la ville implique une diversité de métiers inégalée, de l’éclairage public à la sécurité, en passant par les réseaux d’eau et l’action sociale et culturelle. En tout, ce n’est pas moins de 30 métiers différents qui coexistent au sein d’une même collectivité, et pour chaque métier des outils, process, compétences et secteurs potentiellement différents.

Historiquement, la ville a géré cette complexité par la mise en place d’une organisation pyramidale très hiérarchisée et centrée sur l’efficacité de chaque métier. Toutefois, à l’heure du numérique et de ses nouvelles capacités de circulation de l’information, d’automatisation et d’innovation, cette organisation fait face des défis structurels :

• • Une structure ne facilitant pas la transformation digitale des métiers et des équipes. Avec une gestion privilégiant l’efficacité du métier, la culture de projet transverse et de transformation est encore très faible au sein des collectivités.
  • Un décrochage serviciel par rapport aux autres entités. Ainsi, alors que les services postaux, commerciaux, financiers et de l’Etat sont aujourd’hui pleinement numérisés et offrent un service aux standard actuels (informations en ligne, actions à distance, transparence de l’information, suivi en temps réel, suivi de la relation client), les collectivités locales présentent un retard conséquent. Cela d’autant plus que la taille de la collectivité est petite.
  • Un accroissement des silos et un risque structurel de “ville à plusieurs vitesses”. Aujourd’hui, la modernisation d’un métier se fait souvent à l’initiative de sa direction et de manière non concertée avec le reste des métiers urbains. Ainsi, le cas de figure de silos métiers possédant des outils et des référentiels non compatibles est un véritable risque. On peut également constater un véritable décrochage de certains métiers sur les sujets numériques, avec une partie de la ville travaillant encore sur des systèmes “papier graphite” alors que certains métiers sont outillés numériquement.

Toute cette complexité liée à la nature de l’organisation d’une ville et à l’existant accumulé sur les cinquante dernières années représente un défi pour les ambitions de transformation digitale au sein de la collectivité.

C’est pour absorber cette complexité et faciliter la modernisation de la ville que sont conçus les hyperviseurs urbains. L’objectif est de construire un socle SI qui concentre l’information et gère automatiquement les relations entre les outils des différents métiers pour ne laisser à la collectivité que les décisions stratégiques et éviter de perdre temps et énergie en complexité technique.

En termes organisationnels, un hyperviseur se double souvent d’une réorganisation de la collectivité, vers un poste de commande centralisé de la Ville

La mise en œuvre d’un outil de ce type implique la création d’une nouvelle fonction au sein de la Ville : la supervision et le contrôle/commande global. Ainsi, le déploiement d’un hyperviseur est nécessairement un projet transversal qui concerne autant l’organisation des Ressources Humaines que la gestion technique des métiers. Ce type de projet conduit la collectivité à se projeter dans une nouvelle organisation, pour prendre en compte les points suivants :

• • Comment intégrer de nouvelles fonctions et services au sein de la collectivité ? L’essentiel des nouveaux postes et services porteront sur la supervision des métiers et la création d’une logique transverse.
  • La mise en place d’un hyperviseur implique une forme de mutualisation de facto entre certains postes et certaines fonctions de métiers aujourd’hui gérés séparément. Ainsi, la mise en place d’un volet de suivi des interventions pourra conduire à la mutualisation de certains process et outils entre certains services comme par exemple la propreté urbaine et la voirie.
  • Gérer la transformation des outils, des process et du fonctionnement de la collectivité. Afin d’opérer les nouveaux outils que permet l’hypervision urbaine il est nécessaire de définir un plan de transformation, de formation et d’accompagnement au changement.

Exemple d’intégration de modules d’hypervision dans la gestion de la ville

Exemple de OnDijon : déploiement d’une solution sur-mesure

La métropole du Grand Dijon a signé fin 2017 un contrat de 12 ans pour la conception, la réalisation, l'exploitation et la maintenance d'un poste de commandement centralisé (PCC) qui aura vocation à réunir en un même lieu, la supervision d'une dizaine de fonctions urbaines autour de la sécurité (éclairage public, vidéoprotection, sûreté des bâtiments, de la mobilité et de l'information des voyageurs, exploitation des carrefours à feux, stationnement intelligent, information électronique, suivi de flotte de véhicules).

Dans le cadre de ce projet, la métropole a demandé à un groupement (Bouygues Energie et Services, Capgemini, Suez et Citelum) de moderniser l’ensemble de ses infrastructures (renouvellement, pose de capteurs) et de concevoir et déployer un module d’hypervision permettant d’assurer en un même lieu et une même interface le pilotage de l’ensemble des métiers liés à l’administration de l’espace de la ville.

Le PCC est opérationnel depuis avril 2019. Il permet aux superviseurs de chaque métier d'assurer leurs missions et comporte un module central d’hypervision qui assure des fonctions complexes de scénarisation de situations de crise (sorties de stade, passage prioritaire d'une ambulance) associant plusieurs fonctions : pilotage coordonné associant par exemple vidéosurveillance, carrefours à feux et candélabres publics. Le projet a conduit à la conception et au déploiement d’un Système d’Information technique dédié, comportant notamment un entrepôt de données doté de fonctions avancées en big data analytique. Il a pour vocation de permettre un meilleur management des équipements et des services urbains.

Dijon Métropole a choisit de mener ce projet par le biais d’un Marché Global de Performance (MGP), listant des objectifs de performance précis que le groupement devra atteindre à l’avenir : réalisation d’économies conséquentes (baisse de consommation, moins d’opération de maintenance…), amélioration de l’efficience des services publics, favorisation d’une information fluide et transparente et développement une culture transversale au sein de la collectivité.

Cas d’usage Angers Smart City : une brique déployée sur la base de la solution LIVIN d’Engie

Angers Métropole a retenu un groupement de 4 partenaires (Engie, Suez, La Poste et Vyv) pour déployer un hyperviseur sur l'ensemble de l'agglomération.

Le groupement, mené par Engie, va équiper la ville en nouveaux capteurs et installer un hyperviseur, un outil informatique rassemblant les flux de données de 9 métiers différents (éclairage, eau, déchets, arrosage, stationnement, mobilité, santé, consommation des bâtiments publics et vidéosurveillance).

Engie s'occupera de l'éclairage public, de la vidéosurveillance ainsi que de la plateforme d'hypervision. A Suez la gestion de l'eau, de l'arrosage et des déchets. La Poste (via sa filiale Docaposte) se chargera de stocker les données et doit aussi plancher sur des problématiques de logistique de dernier kilomètre pas encore déterminées. Enfin, le mutualiste VYV mettra à disposition des citoyens une plateforme de gestion des données de prévention santé (pollution de l'air, îlots de chaleur etc.)

Tout comme Dijon, le projet d’Angers passe par un Marché Global de Performance, qui représente 121 millions d'euros d'investissement sur 12 ans. Les objectifs de performance fixés au contrat devraient, quant à eux, permettre 101 millions d'euros d'économies cumulées sur la durée d'amortissement du projet (25 ans), avec des pénalités à la clef pour Engie si les performances annoncées ne sont pas là.

Dans le cadre du marché, environ 50 000 capteurs seront installés dans la métropole angevine, tandis que 30 000 lampadaires passeront en LED. 10 000 mâts et 5 000 armoires électriques seront également connectés, afin de permettre un pilotage plus fin de certains lampadaires ou à l'échelle d'un quartier. L'objectif est de réduire de 66% la consommation d'énergie de l'éclairage public (c'est 3 à 4 millions d'euros par an), de 20% la consommation énergétique des bâtiments et de 30% la consommation en eau.

Le chantier a démarré en mars 2020 et une première version de l'hyperviseur a été mise en place.

Plus largement, tout une variété d’acteurs sont aujourd’hui positionnées sur ce type d’outils

En France, le concept d’hypervision s’est développé secteur par secteur, notamment via l’évolution de solutions de supervision métier (éclairage public, sécurité, réseau d’eau…) vers des mécanismes plus globaux.

A ce titre, il y a un écosystème foisonnement positionné sur ce type de solutions. Toutefois, deux approches semblent émerger :
Un profil “spectre large”, qui a pour ambition de fournir une solution unique permettant d’hyperviser l’ensemble des métiers de la ville. Issus de l’énergie (Engie, Citelum), des services urbains (Suez) ou du bâtiment (Eifface, Citeos, filiale de Vinci), les représentants du “spectre large” ont développé des solutions d’hypervision “top down” (Engie) ou à partir de GMAO/superviseurs bien ancrés sur leur secteur de marché (Citelum, Citeos, Suez). Ces entreprises proposent également une large gamme d’applications métiers et diversifient cette offre.

Un profil “spécialisé”, qui a pour ambition d’hyperviser l’ensemble des outils sur une ou plusieurs verticales métier. Issus du BTP, de l’industrie et/ou de la gestion d’infrastructures, ces entreprises proposent des solutions centrées sur le bâtiment (solution BIM). Elles intègrent souvent, en complémentarité, des composantes liées à la protection urbaine, comme la vidéoprotection (Spie, Actemium).

Il est à noter que les solutions de type Hypervision sont également adressées à l’international, notamment par les grands noms du numérique : Google, Cisco, Amazon ou encore Alibaba.

Le principal trait du marché de l’hypervision urbaine actuellement en France est un déséquilibre entre offre et demande. Actuellement un grand nombre de structures industrielles se positionnent et développent des offres, alors que peu de collectivités ont encore réussi à aboutir à des projets d’ampleur. L’origine de ce déséquilibre semble tenir plus d’un différentiel de rythme d’investissement entre acteurs publics (plus lents) et privés (plus rapides) que de l’absence de besoins.

La montée en puissance du concept d’hypervision urbaine : les débuts d’émergence d’un modèle de ville intelligente à la française ?

L’écosystème français se démarque à l’international par une approche multi-métier assurée par des leaders de la gestion urbaine

La France se démarque par un secteur de gestion de la Ville compétitif, basé sur une longue tradition d’administration des réseaux par voie de Délégation de Service Public (DSP). A ce titre, l’écosystème français est particulièrement dense et porté par des leaders structurant leur secteur : Veolia, Bouygues, Suez, Vinci, Engie, EDF…

Ainsi, en France les initiatives Smart City sont structurées autour des grands acteurs privés urbains plutôt que de l’écosystème des technologies de l’information. Cette spécificité se ressent dans la manière dont sont pensés et conduis les programmes d’envergure :

• • Des investissements centrés sur la modernisation des réseaux
  • La construction d’un Poste de Commande centralisé permettant de gérer de manière transversale lesdits réseaux et l’espace public. Ces Postes de Commande existent déjà sur la supervision des infrastructures stratégiques (électricité et eau), qui sont la spécialité des leaders industriels français (Veolia, Suez, Engie, EDF…)
  • La conceptualisation et le déploiement de modules d’hypervision, permettant de simplifier la vision transversale de la Ville et d'exécuter plus facilement des scénarios de crise. Encore une fois, ce rôle central de la notion d’hypervision urbaine peut s’expliquer par la forte présence d’entreprises appliquant ce type de méthode sur des domaines métiers stratégiques depuis longtemps (eau, assainissement, électricité, sécurité).

A ce titre, l’écosystème français possède des atouts significatifs et la typologie de projets similaire à Dijon ou Angers pourrait préfigurer un modèle porteur, y compris dans la compétition internationale.

La conceptualisation de la notion d’Hypervision et le modèle public/privé qui en ressort est une spécificité française à ce stade

Même s’il est encore trop tôt pour parler de modèle Smart City en France, il est intéressant de comparer les projets emblématiques en France par rapport à ce qu’il se passe à l’international :

En Asie, le volet de surveillance et de sécurisation des villes apparaît comme le facteur majeur de la plupart des projets. L’accent est principalement mis sur la vidéoprotection et sur les transports. Ce modèle est souvent porté par le gouvernement central et appliqué aux grandes aires urbaines (Singapour, Séoul, Pékin, Shanghaï…). Les entreprises impliquées proviennent principalement du secteur des télécommunications (Huawei, Samsung…).

En Amérique du Nord, la démarche Smart City résulte souvent d’une volonté des pouvoirs publics à déléguer tout ou partie de la gestion de leurs compétences sur une aire géographique. A ce titre, ils y sont souvent incités par des entreprises privées qui cherchent à débloquer de nouveaux marchés.

Ainsi, les PPP (partenariats-public-privé) Smart City s’inscrivent dans une véritable politique nationale de soutien aux transports et à l’accélération des démarches Smart Building. Ce modèle revient souvent à laisser le soin aux acteurs privés de rentabiliser leurs investissements, ce qui limite les champs d’application aux compétences urbaines les plus rentables (aménagement, transports, réseaux).

Ainsi, le modèle d’hyperviseur qui émerge en France, pourrait aujourd’hui faire office de modèle concurrent. On y dénote des points de similitudes entre ce type de projets et un positionnement spécifique à la France :

• • Le choix d’un partenariat public/privé basé sur des Marchés Globaux de Performance, ce qui acte une indépendance et une autonomie de la collectivité par rapport aux parties prenantes privés. La base du contrat se situe plus dans l’atteinte d’objectifs et de résultats que dans la délégation de ses compétences.
  • Un portage politique local, avec un modèle décentralisé, qui apparaît comme indépendant de l’Etat.
  • Des objectifs serviciels concrets pour les citoyens, tout en respectant les principes du RGPD.
  • Une approche centrée sur l’amélioration de la gestion globale de la Ville, souvent portée par des acteurs de la Ville (exploitant, intégrateur) plutôt que par de nouveaux entrants venant du secteur des technologies de l’information.