Urban Twin: un jumeau numérique pour façonner les villes de demain
IRM - Innovation · Recherche · Matériaux
Développé par l’EPFL, le jumeau numérique Urban Twin permet d’explorer de nouveaux scénarios de transition vers des villes plus durables en modélisant l’avenir énergétique des systèmes urbains.
En intégrant la mobilité et la production de données, les villes consomment 75% de l’énergie mondiale et émettent autant de gaz à effet de serre. Face à l’urgence climatique, comment doit-on les transformer sans sacrifier ni confort ni équité? Le projet Urban Twin, piloté par l’EPFL en collaboration avec plusieurs laboratoires des écoles polytechniques et des partenaires industriels comme les Services industriels de Lausanne, apporte une réponse concrète: un jumeau numérique capable de modéliser l’avenir énergétique des systèmes urbains. Cet outil multidisciplinaire permet de générer, simuler et comparer des scénarios de transition vers des villes neutres en carbone, en intégrant bâtiments, infrastructures, ressources naturelles, innovations technologiques et comportements humains.
Une ville en miroir
Urban Twin agit comme un «miroir virtuel» de l’écosystème et du métabolisme urbain. À partir de données géoréférencées et de modèles informatiques, il reproduit le fonctionnement d’une ville – consommations d’énergie, émissions, infrastructures – et permet aux responsables d’explorer des centaines de scénarios possibles. Quels seraient les effets de l’équipement systématique des toits en panneaux solaires? Comment les quartiers pourraient-ils adopter des réseaux de chaleur et de gestion de l’eau et des déchets intelligents? Dans quelle mesure les habitants pourraient-ils s’organiser en communautés d’énergie locale pour exploiter les ressources locales et garantir leur sécurité d’approvisionnement?
Le jumeau numérique évalue les impacts de chaque scénario sur le climat, les coûts, l’environnement et la santé publique ainsi que leur résilience par rapport au changement climatique. Son approche multidisciplinaire permet d’analyser les répercussions de chaque décision, qu’il s’agisse de l’installation de technologies innovantes, telles que les pompes à chaleur, la mobilité électrique ou le photovoltaïque intégré, de la création de zones tampons pour l’écoulement des eaux ou encore des mesures de protection contre les îlots de chaleur. Les résultats, présentés sous forme de cartes interactives et de visualisations claires, rendent les enjeux techniques accessibles à tous: urbanistes, architectes, ingénieurs, élus ou simples citoyens.
Innover de manière inclusive
Contrairement à d’autres outils réservés aux experts, Urban Twin mise sur l’ouverture et la collaboration. Son logiciel phare, REHO, est open source et permet à chacun – architectes, urbanistes ou simples curieux – de tester des idées. Par son approche pluridisciplinaire, il intègre les contributions d’expert·es de différents domaines. Il est possible de simuler l’effet d’une subvention pour les rénovations énergétiques, d’évaluer le potentiel solaire d’un nouveau quartier ou encore d’intégrer des critères sociaux pour garantir l’acceptabilité et l’accessibilité financière des solutions proposées.
Les défis liés au futur des villes suisses sont nombreux: concilier centralisation et décentralisation entre les grands réseaux gérés par les services industriels et les initiatives locales, garantir la sécurité d’approvisionnement tout en favorisant l’implication des habitants, ou encore anticiper l’impact des changements de comportement sur la demande énergétique. Urban Twin aide à identifier les équilibres nécessaires: où investir en priorité? Comment combiner éolien, solaire et biomasse pour répondre aux besoins? Les simulations révèlent les synergies et les conflits potentiels, éclairant ainsi les décisions. En montrant, grâce aux outils de calculs, l’ensemble des possibles et en donnant les clés de lectures permettant de comparer ces options, Urban Twin est un véritable outil d’aide à la décision.
Un outil pour passer à l’action
Urban Twin a été développé pour accompagner et guider les professionnel·les dans les prises de décisions (intégration de l’innovation, modernisation des réseaux, végétalisation de l’espace public, adaptation des tarifs énergétiques, etc.) Pour les architectes et urbanistes, il offre la possibilité de concevoir des quartiers durables, en anticipant leur performance sur 20 à 30 ans dans un environnement en évolution. Pour les ingénieurs, il s’agit d’un moyen d’optimiser les infrastructures techniques structurantes (réseaux électriques, gaz, eaux). Enfin, pour les autorités, Urban Twin représente un appui pour planifier le cadre urbain technique et régulatoire en les projetant dans un avenir durable. À Lausanne et Genève, des tests sont déjà en cours pour intégrer ces modèles dans la planification urbaine.
Pour aller plus loin:
Testez le logiciel REHO
Plus de résultats sur urbantwin.ch
Voir aussi le dossier consacré à la numérisation en 2023: TRACÉS 5/2023
