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Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés Le prog

Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés Le programme MUST : Management of Urban Smart Territories Claude Rochet Professeur des universités Professeur affilié ESCP Europe Septembre 2014 Actualisé 10 novembre 2014 Etude réalisée avec le concours de Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés 2 Suite aux travaux entrepris au sein du Service de Coordination à l’Intelligence économique du Ministre de l’Economie et des Finances sur la modélisation numérique des écosystèmes urbains durables, le directeur général de ESCP Europe m’a confié la mission de réaliser une étude définissant un cadre de formation commun à l’ESCP, l’Université de Tongji (Shanghai) et l’INSPER (Sao Paulo) à l’intention des hauts responsables des politiques urbaines de chaque pays : le programme MUST (Management of Urban Smart Territories) Cette étude fait la synthèse de l’état de l’art sur la question des villes intelligentes – ou smart cities – définit un cadre de référence et une amorce de méthodologie de modélisation des villes comme écosystème complexe. Elle a bénéficié du concours des entreprises impliquées dans la conception d’une offre pour les villes intelligentes. J’en remercie les responsables qui ne m’ont pas ménagé leur temps. Les résultats préliminaires ont été présentés dans plusieurs forums scientifiques et professionnels qui m’ont adressé de nombreuses critiques me permettant d’améliorer ce document. Elle n’aurait pas été possible sans l’appui du pôle de compétitivité Advancity et du soutien réitéré de ses responsables. Mes remerciements vont particulièrement à la professeure Florence Pinot de Villechenon, directrice du Centre d’Etudes et de Recherche sur l’Amérique Latine à ESCP Europe, qui m’a apporté son soutien et son expertise, ainsi qu’à Léon Laulusa, directeur des relations internationales à ESCP Europe. Claude Rochet Professeur des universités Directeur du laboratoire de recherche et de la formation en intelligence économique Ministère de l’économie et des finances Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés 4 Table des matières 1. LES ENJEUX DEMOGRAPHIQUES ET ECONOMIQUES : VERS UN CHANGEMENT DE MODELE ECONOMIQUE 10 2. LES ENJEUX GEOPOLITIQUES : LE BASCULEMENT DE LA POLARITE DU DEVELOPPEMENT VERS LE SUD-EST ET DES STRATEGIES DIFFERENTES ENTRE PAYS INDUSTRIALISES ET EMERGENTS. 15 3. LES ENJEUX D’INNOVATION : A LA RECHERCHE DE L’INTELLIGENCE DE LA VILLE 22 A) QU’EST-CE QUI EST “SMART”? 22 B) LE TERRITOIRE INTELLIGENT 24 4. UNE METHODOLOGIE POUR LE PILOTAGE DE LA COMPLEXITE DES VILLES INTELLIGENTES. 27 A) DEFINITION D’UN ECOSYSTEME URBAIN 27 B) DEFINITION ET CONCEPTION DU META-MODELE DE L’ECOSYSTEME URBAIN DE VILLE DURABLE 29 C) LES CONDITIONS DE DURABILITE DE L’ECOSYSTEME URBAIN 32 D) L’ARCHITECTURE COMME CADRE DE REPRESENTATION 33 5. QUELLE FORMATION POUR LES ACTEURS DE LA VILLE INTELLIGENTE ? 37 PRESENTATION DE L’APPROCHE METHODOLOGIQUE URBAN LIFECYCLE MANAGEMENT (ULM) ERREUR ! LE SIGNET N’EST PAS DEFINI. ARTICLE RETENU POUR PUBLICATION COMPLEX DESIGN AND SYSTEM MANAGEMENT, 2014,ERREUR ! LE SIGNET N’EST PAS DEFINI. A. WHAT IS AN URBAN ECOSYSTEM? ERREUR ! LE SIGNET N’EST PAS DEFINI. B. THE GLOBAL FRAMEWORK: URBAN LIFECYCLE MANAGEMENT© ERREUR ! LE SIGNET N’EST PAS DEFINI. C. THE RATIONALE FOR EXTENDED PUBLIC ADMINISTRATION IN THE PROCESS OF INTEGRATION IN ULMERREUR ! LE SIGNET N’EST PAS DEFINI. D. SMART GOVERNMENT, THE KEYSTONE OF SMART CITIES ERREUR ! LE SIGNET N’EST PAS DEFINI. Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés 6 7 Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés1 Une approche par la modélisation systémique Les villes intelligentes représentent un marché évalué à 350 000 milliards de dollars US pour les trente décennies à venir (250 en infrastructure et 100 en usage), à modèle économique, technologique et social inchangé, c’est-à-dire concernant la réhabilitation des tissus urbains existants et la construction de nouvelles villes. Ce modèle économique n’est pas durable en ce sens qu’il reproduira les dysfonctionnalités des villes actuelles avec des émissions croissantes de CO2, de production de déchets et de nuisances urbaines. Les scénarios plus agressifs intégrant des technologies et artefacts nouveaux pour maîtriser les émissions polluantes et améliorer l’efficacité énergétique estiment le volume de dépenses à 450 000 milliards USD. Cet enjeu de marché s’inscrit dans un ensemble d’enjeux plus vastes : • Enjeux démographiques et économiques • Enjeux géopolitiques • Enjeux d’innovation • Les enjeux de transformation des modèles d’affaires des firmes et de l’action publique. Cette étude vise à dessiner les contours d’une stratégies pour les entreprises françaises. 1 Pour faciliter la lecture, les références ne sont pas mentionnées au fil du texte mais sont regroupées à la fin de cette note. Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés 10 1) Les enjeux démographiques et économiques : vers un changement de modèle économique L’année 2008 a vu la population urbaine passer au-delà des 50% de la population totale, y compris dans les pays émergents et en développement, en Amérique latine et en Asie, avec une estimation à 70% en 2030. La croissance urbaine est sujette à un phénomène spécifique de rendements croissants qui fait que le kilomètre marginal d’infrastructure est, d’après les calculs de G. West et de Luis Bettencourt du Santé Fè Institute, de 0,85% moins cher qu’une infrastructure nouvelle et que ses externalités produites sont de 1,15% plus fortes. Et ceci contrairement à une organisation humaine comme une entreprise ou une administration qui voit son rendement décroître avec la taille. Le problème est que cet effet de rendement croissant concerne les externalités positives aussi bien que négatives : pollution, gestion des déchets, criminalité, insalubrité, coûts énergétiques… Ce modèle de croissance, né de la II° révolution industrielle et de la « mort de la distance » provoquée par la révolution des transports au XIX° siècle, repose sur la consommation d’énergie fossile et présente le paradoxe de la facilité à court terme et de la non durabilité à moyen terme. Contre-intuitivement, l’enjeu du développement urbain durable se focalise plus sur les pays en développement car l’empreinte écologique croît avec le niveau de consommation (+57% à chaque doublement du niveau de consommation), et sur les Le coût de l’obsolescence des infrastructures aux Etats-Unis : • 28 milliards de litres d’eau potable perdus par jour du fait des fuites des réseaux. • 40 milliards de litres d’eau usée non traitée rejetés dans les canaux chaque année • 254 millions de tonnes de déchets solides. • 4 milliards d’heures perdus par an par les automobilistes chaque année, avec leur coût en temps et en carburant. • Un pont sur quatre est soit structurellement déficient soit fonctionnellement obsolète. • La demande d’électricité s’est accrue de 25% depuis 1990, pesant sur les réseaux de transport et de distribution. Source : Association américaine des ingénieurs civils 11 petites villes (au-dessous de 1 million) qui croissent le plus vite. Il connaît au moins trois goulots d’étranglements : La consommation d’énergie, la pollution et les coûts sociaux (stress, santé, criminalité…) induits par une croissance urbaine dysfonctionnelle. Il faut y ajouter le coût de renouvellement des infrastructures qui devient considérable sans apporter un mieux au modèle actuel de la ville s’ils sont entrepris à modèle d’affaire constant. Ces coûts directs pèsent sur la croissance s’ils sont destinés à maintenir la ville à modèle constant, alors qu'ils peuvent être des opportunités d’innovation. Les considérer comme des coûts de gestion va entraîner le report des investissements nécessaires, alors que, a minima, si l’on intègre dans le calcul des coûts leur impact sur les externalités, l’opération est largement bénéficiaire. La même association américaine des ingénieurs civils calcule que le manque d’investissement dans la gestion de l’eau se traduise par un surcoût pour le monde Les villes intelligentes, enjeux et stratégies pour de nouveaux marchés 12 économique de 147 milliards de dollars et de 59 pour les ménages, qui supporteront à l’horizon 2020 un surcoût de 900$ pour le traitement de l’eau. L’investissement requis est de 84 milliards $ qui se traduiraient par une réduction des coûts pour les entreprises, la protection de 700 000 emplois, 541 milliards en revenu des ménages, 460 en PIB et 6 en export. Le même calcul a été fait pour la rénovation du réseau électrique et du réseau de transport, les ports, les canaux, les aéroports. Dans tous les cas de figure le retour sur investissement en impact sur le PIB, les exportations, les emplois et le budget des ménages est appréciable. Le modèle économique actuel de la décision publique est caractérisé par le report des investissements du fait des politiques suivies depuis les décennies 1980 de désengagement de la puissance publique. La question du modèle économique de la décision publique et sa capacité à intégrer l’ensemble des externalités liées à ces investissements va donc être posé par la problématique de ma ville intelligente. Mais c’est du côté des pays émergents que les enjeux de la transition vers la ville intelligente sont les plus prégnants : 13 La croissance urbaine va y être très forte et l’impact environnemental d’autant plus élevé que le niveau de vie va s’accroître. D’une part ce développement ne permettra plus aux pays développés pollueurs d’externaliser leurs activités polluantes vers des pays émergents et en développement. D’autre part, du seul uploads/Geographie/ les-villes-intelligentes-enjeux-et-strategies-pour-de-nouveaux-marches.pdf