La lumière : un prisme pour penser nos villes techniquement et socialement intelligentes

Toutes les activités humaines, économiques et sociales sont sur le point de connaître des changements radicaux et se transforment déjà à la vitesse de la lumière. Sans que nous en soyons conscients, la lumière intervient dans tous les aspects de nos vies : santé, télécommunications, arts et spectacles, énergie, recherche, éclairage ; la lumière est partout. Mais où est-elle ? Sans un bruit, elle nous fait changer de paradigme. Aujourd’hui au cœur du développement de nos lieux de vies, elle nous propose un défi essentiel : comment faire évoluer nos villes vers des espaces intelligents, sans les rendre impersonnelles.

Et la lumière fut…

Un feu. L’Homme a toujours essayé de poursuivre ses activités après la nuit tombée et la découverte du feu fut la première lumière artificielle. Dans un monde où les ténèbres régnaient, cette lumière, alors cantonnée au rôle d’éclairage, était cependant synonyme de sécurité et de confort. Nos villes ont ainsi été modelées autour de points lumineux qui sont souvent les lieux de rencontres et d’échanges.

Au fil du temps, les découvertes scientifiques éclairèrent les propriétés de la lumière : lois optiques, dualité onde-particules, effet photoélectrique, découverte du photon etc. Grâce à ces découvertes, la photonique, ensemble des sciences et technologies de la lumière, s’est développée et prend son essor aujourd’hui.

La ville intelligente, un espace lumineux
Diverses technologies en lien avec la lumière deviennent pertinentes pour le développement de ce que l’on appelle les « villes intelligentes ». Ces technologies portent une nouvelle vision de nos espaces de vie : augmenter les communications entre les personnes, tout en les rapprochant de leur environnement direct, et améliorer leur bien-être au quotidien.

L’éclairage intelligent
L’éclairage représente 30% de la consommation électrique mondiale. En octobre 2014, trois scientifiques japonais obtiennent le prix Nobel de physique pour l’optimisation du fonctionnement de la diode électroluminescente bleue, la LED bleue qui, associée avec les LED rouge et verte forment la lumière blanche. Les LED sont principalement utilisées pour l’affichage et l’éclairage. Par son potentiel d’utilisation, cette lumineuse technologie de rupture, durable et moins énergivore, offre une opportunité de redéfinir l’éclairage de demain en le rendant intelligent.

La santé
La lumière régule le rythme biologique de tous et influe sur notre état psychique. Elle est de plus en plus présente dans le secteur médical en tant qu’outil de chirurgie, sous forme de lasers, ou d’aide au diagnostic. La lumière devient aujourd’hui une solution à des problèmes de santé.

La communication
Les télécommunications utilisent de plus en plus la lumière comme support. Que ce soit sans fil (Li-Fi) ou avec (Fibre optique), ces technologies ouvrent de nouvelles possibilités mais proposent aussi de redessiner notre rapport au réseau. Ainsi, la fibre optique permet de communiquer à des débits bien supérieurs à ceux disponibles auparavant tout en offrant ce haut débit dans les deux sens : en envoi et en réception. L’usager devient alors un acteur de la communication et du réseau et non plus simplement un consommateur. Si les usages ne sont pas encore concrètement développés, le réseau se prépare à refléter un fonctionnement plus ouvert.

Une possibilité de renouveau
Finalement, le cas de l’éclairage public peut être utilisé comme analogie pour comprendre nos futurs choix de société. Allons-nous conserver notre système centralisé et aveugle qui contrôle les lampadaires de nos rues en fonction d’heures prédéterminées ? Allons-nous rendre individuellement chaque lampadaire autonome en le couvrant de capteurs… Ou allons-nous réellement tendre vers une ville intelligente, en faisant collaborer ces systèmes d’éclairage pour qu’ils optimisent leur consommation tout en offrant des services complets, des trajets lumineux, des informations ponctuelles sur les environs ou les transports.
À l’ESILV, nous croyons à ce dernier modèle, et nous savons que pour prendre des décisions éclairées, les futurs ingénieurs devront considérer tout autant l’énergétique, le numérique que les enjeux sociétaux ; il n’y a que comme cela que nous ferons rayonner nos villes.

 

Pierre Courbin
Enseignant-chercheur
responsable du département d’enseignement
et de recherche « Nouvelles Énergies »
ESILV

Pascal Clain

Enseignant-chercheur en « Nouvelles Energies »
ESILV

 

A propos de Pascal Clain

Doctorat en énergétique des procédés de l’Université Pierre et Marie Curie effectué à Irstea (Antony) (2010-2013)
Ingénieur recherche sur les émissions polluantes de véhicules non-routiers à Irstea (2014)
Enseignant-chercheur en Nouvelles Energies à l’ESILV depuis septembre 2014*
*Travaux de recherche : Développement de nouveaux procédés pour le stockage de l’énergie thermique

A propos Pierre Courbin

Ingénieur en systèmes embarqués de l’ECE Paris (2009)
Doctorat en informatique de l’Université Paris-Est (2009-2013)
Enseignant-chercheur et responsable du département d’enseignement et de recherche « Nouvelles Énergies » à l’ESILV depuis mai 2014 *
*Travaux de recherche : Étude de l’utilisation du numérique dans le domaine de l’énergie à des fins d’optimisation, application aux smart grids notamment.

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