L’optimisation énergétique des villes passera  par l’innovation technologique

Notre XXIe siècle se trouve confronté à deux défis majeurs : la démographie urbaine et l’énergie. Deux thématiques en convergence, susceptibles d’impacter aussi bien le futur visage de notre planète que le quotidien de chacun de ses habitants. En 2050, selon un rapport de l’ONU (« The 2014 Revision of World Urbanization Prospects »), les trois quarts de la population mondiale devraient vivre en milieu urbain, contre environ 55% aujourd’hui. Une croissance de près de 2,5 milliards d’habitants supplémentaires, ce qui équivaut à la création, chaque année, de 70 villes de plus d’un million d’habitants. L’Inde, la Chine et le Nigeria, sont particulièrement concernées. Les mégapoles, comme Shanghai, São Paulo, New Delhi, Tokyo, Bombay et Mexico devraient continuer à se développer. Et si les villes, grandes ou moyennes, de l’hémisphère nord ne connaissent pas une inflation démographique du même niveau, leur croissance est appelée à demeurer sur une courbe ascendante. La consommation énergétique de ces vastes ensembles urbains ainsi que leur gestion durable représentent donc une problématique cruciale. Comme le rappelle l’OCDE, les mégapoles consomment d’ores et déjà les trois quarts de l’énergie produite dans le monde et émettent 80% du CO2 anthropique.

Des systèmes énergétiques urbains durables

La question, dès lors, se pose à un double niveau. Celui d’évaluer la ressource énergétique disponible et celui de développer des modèles compatibles avec l’objectif de développement durable. Ce dernier est issu en particulier de l’Accord de Paris conclu lors de la COP21, mais aussi, en ce qui concerne la France, de la loi du 17 août 2015 relative à la transition énergétique. Dans son rapport « ETP (Energy Technology Perspectives) 2016 – Vers des systèmes énergétiques urbains durables », l’Agence internationale de l’énergie (AIE), souligne le fait que les villes sont au cœur de l’effort de décarbonation.

Les grandes villes consomment les trois quarts de l’énergie mondiale.

Elle propose plusieurs scénarios prospectifs de réchauffement climatique, allant de 2 à 6 degrés, en fonction de la limitation des émissions de gaz à effet de serre. L’Agence précise également qu’une planification durable de l’énergie permettrait aux villes d’économiser, d’ici à 2050, 1 800 Mtep (millions de tonnes d’équivalent pétrole) tout en réduisant la facture énergétique de 50 000 milliards de dollars. Si la maîtrise de la consommation énergétique, grâce à l’évolution d’une société plus sobre en la matière, fait consensus, la nature de cette énergie ouvre un champ d’action plus diversifié. La crainte de l’épuisement prochain des sources d’énergie fossile est tempérée par la découverte de reserves supplémentaires et par l’éventuelle exploitation de nouvelles ressources, comme le gaz de schiste. Ainsi le « mix énergétique », avec sa part croissante d’énergies renouvelables, est à la fois un paramètre essentiel dans les scénarios évoqués par l’AIE et un des piliers de la loi sur la transition énergétique.

De la prospective aux programmes opérationnels

Aujourd’hui, le secteur des énergies renouvelables fait l’objet d’un ensemble d’innovations technologiques : cellules photovoltaïques à haut rendement, centrales thermiques couplées solaire-biomasse, éoliennes installées dans la structure des immeubles, bioluminescence, dalles piézoélectriques, etc. Adaptées au milieu urbain, elles en renforcent l’autonomie énergétique. Mais l’innovation concerne aussi, et surtout, les modes de gestion de ces énergies. Associé aux technologies de l’information, aux réseaux haut débit, le numérique ouvre de nouveaux champs d’application. La ville de demain sera intelligente. La smart city – appuyée sur les smart grids, les smart buildings conçus grâce à la maquette numérique BIM, les objets connectés ou encore la maîtrise du big data – est sortie du domaine de la simple prospective. Elle connait une mise en œuvre expérimentale ou opérationnelle dans de nombreuses collectivités. Des projets et des applications qui impliquent une gouvernance nouvelle, dans laquelle les citoyens usagers, aux côtés des acteurs institutionnels ou industriels, peuvent et doivent prendre pleinement leur part.