Yannick Iseli

CO-FONDATEUR DE NOVACCESS SA

Passionné depuis son plus jeune âge par l’informatique et les nouvelles technologies, Yannick a suivi des études pluridisciplinaires à la frontière entre la gestion et l’informatique. Il a tout d’abord étudié à l’HEIG-VD à Yverdon-les-Bains où il a suivi une formation d’Ingénieur des médias. Il a ensuite obtenu son Master en Systèmes d’information à l’Ecole des Hautes Etudes Commerciales (HEC) de l’Université de Lausanne. En marge de ses activités à l’Institut de recherche des technologies de l’information et de la communication (IICT) de l’HEIG-VD, il s’est associé avec deux professeurs et quatre ex-étudiants pour le développement de la start-up Novaccess SA spécialisée dans l’ « Internet des objets industriel ». Pour Yannick, les technologies ne sont pas une fin en soi et n’ont de sens que pour l'amélioration du quotidien des gens.

La digitalisation de l’éclairage public

Il y a quelques mois se tenait à Paris la conférence sur le climat où les décideurs du monde entier ont débattu sur les actions à entreprendre afin de limiter l’impact de l’activité humaine sur notre environnement. Quand on parle de préservation de l’environnement, on comprend bien que chacun a son rôle à jouer. Pourtant si certains le voient comme un frein, j’y vois, en tant qu’ingénieur, plutôt une opportunité. Comme le dit le proverbe chinois, quand le vent du changement souffle, certains construisent des murs, d’autres des moulins à vent. Afin d’économiser, on peut soit interdire, limiter ou tout simplement faire autrement.

Les technologies joueront un rôle majeur dans l’optimisation de nos activités. Aujourd’hui, nous assistons à une digitalisation de nos infrastructures : nos maisons, nos immeubles, nos usines, nos villes. Grâce à cette digitalisation nous sommes capables de mesurer et contrôler plus finement nos objets afin d’économiser. Dans cet article, je vais vous parler d’un domaine qui est en train de subir une incroyable révolution. Il s’agit de l’éclairage public.

L’éclairage public est responsable d’une partie prédominante des dépenses énergétiques d’une ville. Mais quel est le problème de l’éclairage public tel qu’il est prévu aujourd’hui ? Eh bien, nous ne le remarquons généralement même pas, car nous y sommes habitués. L’éclairage public aujourd’hui fonctionne en « on/off ». Soit tout est allumé à 100%, soit tout est éteint. Et cela, qu’il y ait beaucoup, peu ou même pas du tout de trafic. A l’échelle d’une ville, les pertes énergétiques engendrées par cet éclairage peu agile sont énormes. Mais cela est sur le point de changer grâce à l’apport de nouvelles technologies.

La première transition technologique est celle des LED. Si aujourd’hui nos villes sont le plus souvent jaunes-orangées, car éclairées à l’aide de lampes à vapeur de sodium, elles seront remplacées petit à petit par des lampes LED beaucoup moins gourmandes en électricité. En parallèle, les technologies de l’information et de la communication continuent à évoluer et on a vu apparaître l’Internet des Objets qui consiste à mettre en réseau informatique tous types d’objets. Le mariage de ces deux technologies rend possible ce que l’on appelle l’éclairage public intelligent.

Avec l’éclairage public intelligent, on intègre dans chaque lampadaire des équipements appelés « contrôleurs ». Ces derniers ont la capacité d’allumer, d’éteindre ou de modifier l’intensité des lampes et de mesurer leur consommation électrique. Reliés entre eux par un réseau informatique en courant porteur ou en radiofréquences, ils se connectent à un système de gestion centralisé. L’éclairage peut ensuite être géré à distance depuis un programme informatique. Une carte interactive présente le réseau de lampadaires et il est possible de les contrôler en un clic de souris.

On distingue majoritairement deux types d’éclairage dans une ville : l’éclairage des grands axes routiers et l’éclairage résidentiel ou de parcs. Dans le cas des grands axes routiers, il est possible de calculer des moyennes de trafic pour chaque heure d’une nuit, selon les périodes de l’année. Dans ce cas, les solutions d’éclairage intelligent permettent la création de profils d’éclairement qui décrivent pour chaque heure de la nuit l’intensité en pourcent désirée pour les lampadaires. Ces profils sont ensuite programmés pour être appliqués par les contrôleurs pour une période et un groupe de lampadaires particuliers. Il est estimé que des économies d’énergie de l’ordre de 40 à 60% sont possibles grâce à cette fonctionnalité.

Dans le cas des quartiers résidentiels ou des parcs, le trafic est beaucoup plus faible et variable et il est impossible de prédire quand un véhicule ou un piéton passera. Pour cela, il existe des contrôleurs de lampadaires ayant la capacité de détecter une présence. Il est ainsi possible de baisser l’intensité des lampadaires à 20-30% de leur puissance nominale et de les augmenter lorsqu’un usager est détecté. Il est estimé que des économies d’énergie de l’ordre de 70 à 80% sont possibles grâce à cette fonctionnalité.

Les contrôleurs intelligents récupèrent également des mesures énergétiques des lampes (tension, puissance, intensité, facteur de puissance). Ces mesures sont ensuite présentées aux planificateurs éclairagistes sous forme de graphiques ou de rapports leur permettant d’analyser la consommation énergétique effective de leurs lampadaires et de prendre des décisions en conséquence. Cette visibilité détaillée sur la consommation est primordiale afin d’encourager la recherche d’optimisation du réseau pour réduire la consommation électrique, tout en gardant un niveau de sécurité adéquat pour les usagers de la route.

Mais l’éclairage intelligent ne permet pas uniquement de réduire la consommation électrique, c’est également une source d’économies opérationnelles. Aujourd’hui des tournées régulières sont organisées avec des camions nacelles coûteux afin de repérer et changer les lampes présentant un dysfonctionnement. Grâce à la télégestion, les pannes sont automatiquement détectées et présentées sous forme de notifications dans le logiciel de télégestion. Les systèmes les plus avancés sont également capables de mesurer le temps de fonctionnement des luminaires et d’estimer la durée de vie des équipements, afin de permettre une maintenance préventive. Sur le terrain, des applications sur tablettes ou smartphones, permettent d’activer en journée le courant sur un segment de luminaire afin de tester les lampes qui viennent d’être changées, évitant ainsi les allers-retours aux stations électriques. De plus, les opérations de maintenance effectuées peuvent être directement enregistrées dans le système. Il est estimé que l’éclairage intelligent permet d’économiser de l’ordre de 40 à 60% les coûts opérationnels de l’éclairage public.

Au-delà de l’éclairage intelligent, il existe un enjeu inattendu et d’une très grande importance pour une cité. Les lampadaires sont omniprésents dans une ville et représentent un emplacement stratégique pour la mise en place d’un réseau de communication globalisé. Dans cette idée, les réseaux maillés en radiofréquences sont en train de s’imposer et tout particulièrement les réseaux de type Internet des Objets. Ces réseaux, basés sur des protocoles ouverts, ne sont effectivement pas limités à l’unique application de l’éclairage, mais sont de véritables réseaux Internet pouvant supporter d’autres d’applications de type « Smart city » tels que le monitoring de l’eau, du gaz ou de l’énergie, le smart parking, le suivi des transports publics, etc.

En tout et pour tout, une solution d’éclairage intelligent permet de réduire de plus de moitié la consommation énergétique et les coûts opérationnels liés à l’éclairage public d’une ville. Si les avantages de ces solutions sont évidents, il y a pourtant plusieurs freins qui en limitent l’adoption.

Le premier frein est l’investissement initial conséquent pour remplacer les lampes actuelles par des lampes LED et pour équiper chaque lampadaire d’un contrôleur intelligent. On compte une économie en électricité moyenne de l’ordre de 30% amenée par les LED et de 30% supplémentaires par le contrôle intelligent (sans compter les économies opérationnelles). Pourtant, les LED coûtent beaucoup plus chers que les contrôleurs intelligents. Il est donc préférable de profiter du passage aux LED pour également ajouter la télégestion, cette dernière permettant de raccourcir considérablement le temps de retour sur investissement. Les acteurs financiers ont donc certainement un rôle à jouer dans ce cadre-là, afin d’accompagner les villes dans cette transition vers un éclairage plus vert. Une banque anglaise du nom de « Green Investment Bank » propose par exemple de prêter aux villes une somme d’argent suffisante pour remplacer sans attendre ses lampadaires actuels par des lampadaires consommant moins. Phénomène intéressant, dans cette configuration, les intérêts demandés pour l’emprunt sont inférieurs aux économies générées. La ville gagne dès lors de l’argent dès la première année.

Un autre frein est lié à la fragilité de certaines technologies de communication utilisées, sensibles aux interférences et peu sécurisées. Pourtant, de nouvelles solutions apparaissent avec des technologies en radiofréquences Sub-Gigahertz robustes et fiables, capables de supporter une montée à l’échelle de la ville. La sécurité est critique, et doit être au cœur de ces solutions. Grâce aux technologies de l’Internet des Objets, les algorithmes de sécurité les plus sophistiqués, utilisés dans le milieu bancaire, peuvent être intégrés afin de protéger le système contre toute attaque éventuelle.

Une crainte concerne également la pérennité des solutions. Avec un enjeu aussi important que celui des « smart cities », les villes désirent garder le contrôle et éviter de se retrouver prisonnières d’une solution propriétaire. C’est pourquoi, les solutions basées sur des standards ouverts sont préconisées. Dans cette idée, un standard nommé C136.41-2013 ou plus communément NEMA 7-PIN a récemment été édicté par l’ANSI. Ce dernier décrit un connecteur placé sur les têtes de luminaires et permettant de brancher, en un tour de poignet, un contrôleur intelligent compatible. En plus de faciliter l’installation et la maintenance, ce standard donne la liberté à une ville de changer à tout moment sa solution de télégestion par une solution concurrente sans changer les têtes de luminaires. Ce standard lui permet aussi de préempter l’installation d’une solution de télégestion en commençant par acheter les lampadaires, puis, dans un second temps, la solution de télégestion.

L’éclairage public intelligent est un moyen évident de réduire considérablement la consommation électrique des villes et leur empreinte sur l’environnement en plus de diminuer considérablement leurs coûts opérationnels. Le choix d’une solution est stratégique car, plus que l’éclairage intelligent, il s’agit de mettre en place un réseau de communication qui permettra de supporter les applications de type cité intelligente. Il est ainsi important pour les villes de se diriger vers des technologies pérennes, robustes, fiables, sécurisées et basées sur des protocoles ouverts. Finalement, l’éclairage sera intelligent ou ne sera pas et c’est aux politiciens d’encourager l’adoption rapide de ces solutions afin de réduire les pertes énergétiques dès aujourd’hui… et de préparer les cités intelligentes de demain.

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