SunRise : démonstrateur de la «Ville intelligente et durable »

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

Smart City : Expérimentations à grande échelleLille1/Polytech’Lille/LGCgE –Eiffage Construction

14 octobre 2014, Polytech’Lille

Petite ville (110 Hectares)• 25 000 usagers• 140 bâtiments

variété • usage • qualité de constructions

Projet SunRise « Cité Scientifique »

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 – Bâtiment

Bâtiment

Collectivités :AMGVF LMCU, Région, ArtoisComm

International: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

Formation :Master (…), Mastère CréaCityDiplômes d’ingénieurs

Centres d’innovatio, pole,… Pole UbiquitaireCITC –EURARFIDPRN

Starts-ups : Stereograph, Noolittic, 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 pilotageSystème d’information

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

fonctionnement (capteurs, ..)• Informations libres

Outils d’analyse

Communication Serveur web

• Equipes Techniques• Equipes de gestions• Usagers• Equipes Académiques• Partenaires

Architecture du système de «SunRise »

Communication : • Réseaux filaires • Réseaux sans fils

• Bâtiments (habitat, activités,..)• Réseaux (eau, énergie, voirie,..)

Mesure et contrôle des infrastructures

Autres Données

• Environnement• Transport• Informations• Secours• ….

Eau

- Fuites- Qualité (sécurité)

Energie

- Gestion optimale- Sécurité

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

Plateforme

Avancement du projet

Système d’information

• Eaux du Nord /Suez Eaux de Paris

• CEA-LIST

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

Système d’information géographique

Ahmad Afaneh, doctorant

Créer la base de données SIG

• Données géolocalisées

• Classes d'objets

• Shape Files

• Couches

• Tables d'attributs

• Entités géographiques

• Images satellitaires

Couches & Classes d'entités

Google Earth ImageSAS Planet

Géo référencement

Lambert 93 Zoom 21 Haute Résolution

Master Plan & Table d'attribut

SunRiseSite pilote de la ville intelligente et durable

Réseau d'eauRéseau de chauffage

Réseau d'assainissementRéseau 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 IndustriellePartenaire : Eaux du Nord

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

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

TWUL Demo siteLondon

Smart CaceresCaceres

VIPLeeuwarden

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’alimentation

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)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240

0.5

1

1.5

2

Lundi 3 Mars

temps (h)

Con

som

mat

ion

(m

3)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240

0.5

1

1.5

2

Lundi 3 Mars Samedi 8 Mars

temps (h)

Con

som

mat

ion

(m

3)

P2

Consommation d'eau du bâtiment P2 - Mai 2014

Modélisation Hydraulique :• Vitesses, débits • Pressions

Débit à 11 h

Débit à 11 h

Secteur Chimie

Secteur Biologie

En Cours :• Instrumentation en pression• Création des sous – zones• Méthodologie de détection des fuites

Réseau de chauffage

Baligh Ayari, doctorant

SunRiseSite pilote de la ville intelligente et durable

Réseau d'eauRéseau de chauffage

Composantes du réseau de chauffage

• Chaufferie • Stations d’échanges

SunRiseSite pilote de la ville intelligente et durable

Réseau d'eauRéseau de chauffage

Composantes du réseau de chauffage

Les conduites

Station d’échange

Sous station M1

SunRiseSite pilote de la ville intelligente et durable

Réseau d'eauRéseau de chauffage

Composantes du réseau de chauffage

Système de régulation

Exemple de Mesure : Bâtiment « M1 »

Consommation Température extérieure

Courbe de chauffe (2012)

En cours :- Analyse fine des consommations- Modèles prévisionnels

Réseau Electrique

Daniel SAKR, Doctorant

Electrical Grid Network

Complete renovation of the HT grid 2012Improving the: •Transmission system lines•Distribution system

As well as implementing: •Smart-Metering system•Fault detection•Fault response / self-healing system

Electrical Grid Network

A2

M6

HT (20 kV)

LT

Supply

FAULT

Substation M1

HT Line leaving M1 and

destined for next post on

the loop

High Tension Distribution 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 location – recording & compiling consumption (kWh) data, and

then sending to the main server

Low Voltage Master Distribution Panel (TGBT)

Smart Meter

Smart Metering System

kWMarch 2013 April 2013 May 2013 June 2013 July 2013 August 2013 September

2013October 2013 November

2013December

2013January 2014 Febraury 2014 March 2014 April 2014

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

3,337

2,9102,729

2,610

2,055

1,425

2,902

2,8073,082

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

Fixed Demand vs Actual Demand

Actual Demand Fixed Demand

Under progress

• Analysis of consumption in critical buildings• Develop a strategy to reduce the peak demand

Système d’aide à la réduction des charges liées aux fluides dans le logement social (LMH /

LGCgE)

Objectifs

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

Installer des prototypes dans des logements et suivre leurs usages

Cahier des charges LMH/LGCgE

• Suivre en temps réel

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

Les consommations:• Électricité• Chauffage• Eau

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

Test en appartement pédagogique Roubaix

Qualité d’air intérieur Luminosité / Présence

Consommation électrique

Température / Humidité

• Qualité de l’air

0:24 3:04 5:44 8:24 11:0413:4516:2519:0521:45 0:44 3:24 6:04 8:44 11:2414:0516:4519:2522:05 1:04 3:44 6:24 9:04 11:4414:2560

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

Qualité d'air du séjour

0 -200 : Air frais200 – 400 : Air peu pollué400 – 600 : Air Pollué600 – 800 : Air très pollué

• Consommation Electrique

0:04 2:44 5:24 8:04 10:44 13:24 16:04 18:44 21:24 0:04 2:44 5:24 8:04 10:44 13:24 16:04 18:44 21:24 0:04 2:44 5:24 8:04 10:44 13:231065000

1065500

1066000

1066500

1067000

1067500

1068000

1068500

1069000

1069500

1070000

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Index [Wh] Puissance Apparente [VA]

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

Installation dans des logements occupés

• Verhaeren 1935 • Charles Sixte 1975

En cours, perspectives

Suivi des usages,.. Amélioration du système Passer à une grande échelle en intégrant les

lieux communs

Démonstrateur Voirie :comportement d’une chaussée après

ouverture d’une tranchée

32

Humidité Température Déformation Pression Tassement Fissuration Fibre optique

20 28 32 10 1 4 2

En cours

• Assainissement • Eclairage public

Conclusion Projet Quasi-unique aux niveaux

Site physique de taille pertinente Multi-secteurs Approche usage Partenariat public-privé Partenariat à l’international Activité académique (formation & recherche)

Transition énergétique : Priorité Régionale, Nationale et Européenne

Conclusion

Positionnement sur un domaine ayant un intérêt :• Sociétal, environnemental• Economique (marché à plusieurs centaines de

milliards d’euros)• Recherche & transfert• Formation (plateforme pédagogique)• Attractivité

SunRise en marche

Le point septembre 2013 Libération Mai 2013

Projet Phare – 3ème Révolution industrielle – Nord Pas de Calais

BFM Business 28 avril 2013

Banque Mondiale, Washington21 mai 2014

(Délégation - MEDEF International, PRN)

Diffusion de la culture scientifique : TEDx Lille « La nouvelle renaissance », 8 mars 2014

MERCI