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Catégorie : Territoires Intelligents

  • Améliorer la production du secteur agricole avec les nouvelles solutions technologiques

    Améliorer la production du secteur agricole avec les nouvelles solutions technologiques

    L’industrie du numérique apporte des solutions qui peuvent aider à répondre aux enjeux environnementaux et alimentaires qui évoluent, auxquels est confronté l’ensemble des acteurs des filières agricoles et agro-alimentaires, y compris pour la production de l’alimentation humaine et animale. Cet article donne un aperçu sur l’apport du numérique sur certains aspects de la chaîne de valeur de la fourche à la fourchette (« farm to fork »), en particulier dans le secteur agricole.

    L’histoire de l’agriculture ne s’est pas faite sans à-coup. Loin d’être linéaire, elle est héritière d’une succession de révolutions. Nous pouvons citer deux révolutions de ruptures majeures :

    • Dans la période des -6000 ans en Europe, la révolution du Néolithique a permis la sédentarisation, au travers de l’introduction de l’agriculture et de l’élevage [1], ce qui a servi de tremplin à une explosion de la démographie.
    • Suite à la seconde guerre mondiale, l’État français a impulsé une révolution permettant, notamment, grâce à la mécanisation, de pouvoir subvenir aux besoins d’une population en très forte croissance : cela a permis une production de masse, forte en volume et faible en coût, et de rétablir une certaine souveraineté alimentaire [2].

    Aujourd’hui, la situation de notre production alimentaire doit soutenir un nouvel équilibre sous contraintes économiques et écologiques entre une production en quantité et une production de qualité :

    1- Une production en quantité :
    La croissance toujours soutenue de notre population nécessite le maintien des productions alimentaires de masse. En conséquence, nous devons répondre à des exigences de performances productives, tout en maintenant la compétitivité, et en profitant au mieux des innovations technologiques et organisationnelles [3, 4] :

    • Pression démographique : il faut nourrir une population grandissante. D’ici 2050, les projections indiquent que la population mondiale aura augmentée de 24 % [5].
    • Pression de marché : l’agriculture doit aussi être compétitive face à des marchés qui favorisent souvent des productions en provenance de pays tiers, non soumises aux mêmes conditions et contraintes telles que : sociales, économiques, environnementales de développement des productions (OGM [6], déforestation, emploi de produits phytosanitaires non autorisés en Europe [7], etc.).
    • Pression de volume : tout en ayant des surfaces cultivées parfois difficilement extensibles [8], voire réduites par l’augmentation de l’artificialisation des sols, des augmentations de volumes produits peuvent plafonner. Du moins, c’est ce que pointent certains analystes sur le territoire français [9].

    2- Une production de qualité :
    Le consommateur est aujourd’hui plus sensible à la qualité du produit qu’il achète et consomme. Il devient de plus en plus exigeant par rapport aux saveurs qui lui sont proposées (le goût), et dans le même temps accroît son exigence quant à sa sécurité alimentaire. Une importance toujours grandissante est apportée aux exigences de traçabilité du producteur au consommateur [10]. Nous pouvons citer d’autres attentes sociétales, qui participent au respect de l’environnement : l’accès à la traçabilité des aliments, la réduction de l’usage des pesticides et des pratiques concourant aux émissions de gaz à effet de serre1, objectif soutenu par des actions européennes [11], la réduction des émissions polluantes [12], l’encouragement de la biodiversité2 [13] et de la préservation des sols3, ou encore la garantie de l’accès à une eau non polluée [14, 15].

    Comme nous venons de l’expliciter, l’ensemble des acteurs du monde agricole (agriculteurs, coopératives, semenciers, instituts techniques, Chambres d’Agriculture, etc.) cherchent à répondre à ces contraintes de quantité et de qualité du marché. Mais dans le même temps, ils doivent tout d’abord dégager une marge suffisante afin de pouvoir sécuriser durablement leur production et le paiement de leurs charges (personnel, fonctionnement, administration, taxes, etc.).

    Cette production alimentaire montre une exposition au risque sous diverses formes, et entre autres à celle de la variabilité climatique4. Les risques climatiques sont récurrents, voire amplifiés localement. Nous sommes touchés par exemple par des chaleurs précoces et un déficit en eau [16]. Plus généralement, depuis plusieurs années, le secteur agricole a été de plus en plus impacté par des événements climatiques extrêmes [17, 18] : gelées de printemps, grêle, pluies sévères, inondations, sécheresses, provoquées entre autres par le changement climatique ; et qui ont entraîné une baisse des rendements en Europe. Ces risques ne compensent pas la durée de la saison de croissance en France qui devrait s’allonger [19].

    Est-ce que le monde agricole arrive à ce jour à diminuer l’exposition et l’impact de ces risques ?

    Différents moyens technologiques et organisationnels permettent aujourd’hui d’adresser ces problématiques. Nous pouvons citer entre autres technologies utiles, celles que nous jugeons nécessaire et prometteuses à ces domaines, que nous utilisons et développons :

    • L’IoT (Internet des objets) : il s’agit de capteurs, sondes et objets connectées à un réseau local ou au réseau internet.

    Dans le contexte qui nous intéresse, ces capteurs sont situés dans les parcelles agricoles pour, par exemple, piloter en temps réel et avec précision un système d’arrosage automatique. Ils peuvent également servir à mesurer les paramètres météorologiques de l’air, des niveaux d’azote, de phosphore et de potassium (NPK) dans les sols. En élevage, des sondes reliées par IoT peuvent également être utilisées pour prévenir lors des vêlages et surveiller les constantes vitales des animaux.
    La limite de déploiement de ces équipements est souvent associée au prix des capteurs pour l’IoT.
    En résumé, l’usage de ces objets communicants (IoT) fait gagner un temps considérable à son exploitant et permet de piloter en continu (et parfois même depuis un smartphone) son exploitation et d’optimiser ses productions tout en augmentant ses marges.

    • L’Intelligence Artificielle (IA) : il s’agit d’exploitation de modèles numériques à base de systèmes experts ou de systèmes connexionnistes imitants les ramifications des neurones humains et permettant des calculs en masse, très performants.

    Ces modèles commencent à être utilisés dans de nombreuses applications dans le secteur de l’agriculture. Cette technologie peut être utilisée par des quadrillages de drones aériens recueillant des images locales pour détecter précocement des maladies dans les cultures (les modèles IA auront appris à reconnaitre certaines formes de maladies du blé par exemple la septoriose du blé [20]).
    Des limites associées à ces modèles d’IA sont notamment la puissance de calcul et la consommation énergétique.
    En résumé, l’IA peut servir de base de connaissance à l’exploitant pour anticiper la gestion de ses parcelles, limiter et optimiser les apports d’intrants (produits phytosanitaires, fertilisants, eau), lui faire gagner du temps et réduire ses dépenses.

    Ces technologies fonctionnent de façon optimale avec un nombre important de données cohérentes et de qualité. Concernant les données, nous pouvons citer les données issues des images satellites : il s’agit d’images récoltées par des satellites couvrant certaines zones sur Terre à intervalle de temps régulier. Les images brutes sont interprétées pour délivrer différents types d’information locales (post-traitement).

    Les images satellites sont de plus en plus accessibles à tous, notamment via le programme COPERNICUS5. Pour donner un exemple concret, ce programme permet d’accéder à un indice permettant de quantifier le taux d’humidité dans les premiers centimètres de la couche des sols.

    Les limites associées à ce type de données peuvent être le coût (achat des données avec une très forte résolution spatiale -quelques mètres, coût en calcul pour interpréter les données), la connaissance (comment bien exploiter ces données pour éviter les mauvaises interprétations ?), l’accessibilité, la couverture géographique (est-ce qu’un nuage ne va pas cacher l’information recherchée sur ma parcelle #p et au temps t1 ?).

    En résumé, l’accès à des données satellitaires post-traitées, de qualité et périodique est très recherché pour un exploitant qui souhaite avoir un suivi régulier de l’ensemble de ses parcelles.

    Les couplages entre les technologies citées et les sources de données sont possibles et permettent d’enrichir la connaissance et de répondre à d’autres problématiques de terrain. Prenons l’exemple des drones ci-dessus. Les données d’imagerie géoréférencées par drones peuvent être complétées :

    • sur des périmètres plus larges mais avec des fréquences plus faibles par de l’imagerie satellitaire,
    • par des images acquises par des capteurs de proximité embarqués sur des automoteurs (tracteurs ou robots) et leurs matériels associés lors des interventions dans les parcelles ainsi que lors de phases d’observations piétonnes des agriculteurs,
    • Par des données collectées via des réseaux de capteurs communicants relevant du chapitre de l’IoT.

    Coupler des données de différentes natures et issues de technologies complémentaires, permet de couvrir tous les endroits des parcelles recherchées aux instants recherchés et ainsi de répondre à la problématique mais aussi de vérifier la cohérence des différentes données6.

    Un autre exemple : affiner les informations issues des images des drones (échelle très locale) aux images satellites (échelle parcellaire), et coupler le résultat avec des prévisions météorologiques, permet d’estimer le bilan hydrique et ainsi de prévoir en conséquence l’irrigation des cultures [21].

    Sachant que le nombre de « petites » exploitations n’est pas négligeable en France7, il s’agit de permettre l’accessibilité, l’usage de données adéquates et l’utilisation de technologies correspondantes.

    L’usage des nouvelles technologies va permettre d’initier une approche systémique qui s’appuiera sur la modélisation du secteur. L’hybridation de données massives et l’usage de l’IA vont permettre l’émergence de nouvelles solutions, plus écologiques, plus résilientes, plus sûres (traçabilité), plus sociales (locales), plus responsables et plus rentables (revenus des agriculteurs/éleveurs). Bien que l’effort ait été largement initié sur la dernière décennie, il reste encore de grandes marges d’évolution et d’application de ces technologies. Des efforts d’innovation et de formation auprès des différents acteurs de ce domaine sont encore nécessaires afin de pleinement profiter de leurs atouts. Le champ d’investigation est vaste et il nous appartient d’œuvrer à une agriculture numérique raisonnée.

    Jusqu’à présent, les politiques agricoles ont été relativement modestes vis-à-vis des enjeux climatiques mais un changement majeur est amorcé et les agriculteurs vont jouer un rôle essentiel dans la lutte contre le dérèglement climatique.

    Conséquence de la mondialisation, de nombreuses cultures ont été exportées hors de France ou d’Europe et les récentes crises ont mis en évidence des problèmes de résilience. La répercussion sur le prix des matières premières, des engrais et des semences touche toute la chaîne jusqu’au consommateur. La route de la « fourche à la fourchette » n’est pas un long fleuve tranquille…

    Les sols, source de vie 

    Pas de culture sans sol … il faut entre 1 000 et 10 000 ans pour constituer un sol, il est donc nécessaire d’en prendre soin. C’est pourquoi l’IRT SystemX lance un grand projet, intitulé Jumeau Numérique des Sols (JNS), dont l’objectif est de mettre les outils informatiques au service des sols et des cultures et surtout des agriculteurs. Ce projet apportera à la filière agricole les outils permettant d’appréhender dès aujourd’hui, l’agriculture de demain et d’apporter au bon sens paysan un éclairage plus précis permettant d’anticiper les crises et d’optimiser les rendements tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et sanitaires. SystemX pourra apporter son expertise en ingénierie des systèmes complexes connectés, en hybridation de données multisources et IA pour apporter de nouveaux services à la filière agricole. Nos expertises en calcul scientifique et optimisation permettront à la composition d’un support de type jumeau numérique pour l’aide à la décision des differentes parties prenantes.

    Ce projet ne s’inscrit pas en rupture, bien au contraire il va faire le bilan de l’existant pour apporter une vue systémique et orientée cas d’usage. Ce projet est un accélérateur qui a pour vocation de fédérer les centres de recherche autour de la transformation numérique de l’agriculture et de servir l’intérêt général.

    C’est cette accélération qui va permettre de moderniser l’agriculture en apportant cette ultra précision indispensable à la gestion de l’eau et de la terre. C’est elle qui va apporter les bras manquants avec une mécanisation de haute précision. C’est encore elle qui va permettre la gestion du carbone dans les sols et la gestion des énergies produites. C’est elle qui va permettre l’évolution du secteur assurantiel et c’est toujours elle qui va apporter les réponses qualitatives aux consommateurs.

    Toutes ces technologies (IA, blockchain, cybersécurité, etc.) sont maîtrisées sur des sujets industriels, il s’agit maintenant d’en faire profiter les agriculteurs.

     

    1 Les émissions liées au secteur agricole représentent 19 % de ces émissions en France, soit 85 MteqCO2 (chiffres de 2019). Alors que le CO2compose 74 % des GES mondiaux, les principaux GES émis par le secteur agricole sont le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O) qui représentent respectivement 45 % et 42%  des émissions agricoles [FR1].

    2 Les sols abritent ¼ de toutes les espèces vivant sur Terre. L’appauvrissement des sols pèsent et menacent cette biodiversité.

    3 Initiative internationale pour le stockage du carbone dans les sols – https://www.4p1000.org/fr

    4 La proportion dédiée à l’agriculture est limitée. Sur Terre, la moitié des terres immergées est utilisée pour l’agriculture, et ¼ de cette proportion est utilisée pour les cultures et le reste pour l’élevage [FAO1]. Les terres cultivées sont inégalement réparties en fonction des continents et des pays. Ici, nous nous focalisons sur Europe, où 40 % des terres sont utilisées à des fins d’agriculture [EUROSTAT].

    5 https://www.copernicus.eu/fr

    6 https://www.usinenouvelle.com/article/salon-de-l-agriculture-farmstar-couple-drones-et-satellites-pour-l-agriculture-de-precision.N1838342

    7 Cf. Recensement agricole 2020 AGRESTE, n°5, Déc.2021 ; www.agreste.agriculture.gouv.fr

  • Contribuer à l’évaluation des performances environnementales des entreprises avec les jumeaux numériques simulables

    Contribuer à l’évaluation des performances environnementales des entreprises avec les jumeaux numériques simulables

    Quels sont les enjeux de l’adoption de la taxonomie des activités soutenables au niveau de l’Union européenne ?

    La Commission européenne a adopté, le 21 avril 2021, un ensemble de mesures visant à mieux orienter les flux de capitaux vers des activités soutenables dans l’ensemble de l’Union européenne. En incitant les investisseurs à financer des technologies et des entreprises plus durables, les mesures adoptées doivent aider l’Europe à atteindre la neutralité carbone pour limiter les impacts climatiques d’ici à 2050.

    La taxonomie des activités soutenables proposée par l’UE [1] vise à promouvoir les investissements durables en donnant une vision plus claire des activités économiques qui contribuent le plus à la réalisation de ses objectifs environnementaux articulés autour de cinq volets :

    • l’atténuation des changements climatiques,
    • l’adaptation au changement climatique,
    • l’utilisation et la protection durables de l’eau et des ressources marines,
    • la transition vers une économie circulaire,
    • la prévention et la maîtrise de la pollution,
    • la protection et la restauration de la biodiversité et des écosystèmes.

    Une nouvelle directive sur l’obligation de publication d’informations en matière de durabilité par les entreprises va être transposée en droit français (Sustainability Finance Diclosure Regulation) et étendue à toutes les grandes entreprises et sociétés cotées pour fin 2022. Ainsi, près de 50 000 entreprises de l’UE devront désormais se conformer à des normes européennes détaillées en matière de publication d’informations sur la durabilité. Avec ces nouvelles normes, les entreprises devront expliquer plus précisément pourquoi elles ont besoin de lever des fonds, à quelles fins, et de quelle manière. Ainsi, elles devront démontrer leur conformité, chiffres et mesures précises à l’appui.

    Quel impact pour les entreprises et les marchés financiers ?

    Les investisseurs sont encouragés à financer des entreprises qui pourront prouver leurs performances sociales, environnementales et de gouvernance (Environmental, Social and Governance / ESG) au travers du marché des obligations : les ESG Bonds.

    En effet, pour avoir accès à ces financements privilégiés, les entreprises devront démontrer l’alignement de leurs activités avec cette taxonomie. Afin de maintenir leur financement via l’émission d’obligations sur le marché primaire, elles auront l’obligation d’émettre de plus en plus de bonds avec des critères ESG. Les obligations de celles qui ne le feront pas ne seront pas souscrites ou alors avec des taux de financement bien plus élevés. Pour cela, les entreprises vont devoir prendre des engagements forts sur les facteurs ESG et donc se doter de modèles.

    Les indicateurs extra-financiers (carbon, degree alignment, etc.) viennent complèter les indicateurs financiers (sensibilité, rating des agences, etc.) pour monitorer la transition de durabilité. L’analyse de risque de transition est dès aujourd’hui devenu un enjeu considérable. Toute l’industrie financière s’équipe donc en nouveaux modèles de notation basés sur les données ESG des émetteurs sur ces thématiques. Les gestionnaires de fonds à investissement socialement responsable (ISR), vont être friands des ESG Bonds pour respecter leurs engagements. Les instances de régulation des marchés comme l’AMF et ESMA (European Securities and Markets Authority) au niveau européen s’impliqueront dès 2022 dans le contrôle.

    Le décret pour les sociétés financières est paru en juin 2021 pour première application en 2022 alors que la transposition pour les sociétés cotées est prévue pour fin 2022 (première application a priori pour l’exercice 2023).

    « Le décret d’application de l’article 29 de la Loi énergie-climat publié mi 2021 va renforcer le cadre de transparence extra-financière des acteurs de marché avec notamment la publication d’indicateurs ESG pour chaque ligne d’actifs présents dans l’inventaire d’un fonds d’investissement. »

    Les approches de jumeaux numériques simulables de systèmes industriels sont-ils applicables à l’analyse de risque de transition ?

    Mentionné pour la première fois par Michael Grieves de l’Université du Michigan [3] est selon le digital twin consortium :

    « Un jumeau numérique est une représentation virtuelle d’entités et de processus du monde réel, synchronisés à une fréquence et une fidélité spécifiées. »

    Les jumeaux numériques accélèrent la compréhension holistique du système dans son environnement et la prise de décision optimale. En utilisant des données en temps réel et historiques, ils permettent également de représenter le passé, le présent et simuler des états futurs.

    Un article publié en décembre 2021 au sein d’un magazine lié à l’industrie minière [4] cite Jeff Hamilton, senior director brand strategy and alliances chez Dassault Systèmes : “The virtual twin is incredibly important to digitalize all the variables, not just so you’re making the best economic decision but it also the health, safety and environmental implications. »

    In fine, les aspects liés à la « simulation » deviennent très importants. Pour les entreprises et les marchés financiers, il est nécessaire de modéliser les projets et les portefeuilles et de mesurer les trajectoires carbones associées. L’approche jumeau numérique simulable peut-elle y aider ?

    L’accès aux données est clé pour construire les indicateurs, or tout n’est pas encore normalisé. Il existe aujourd’hui deux principales sources :

    • des ONG ou label indépendants qui analysent les entreprises et produisent leurs propres indicateurs,
    • des gros fournisseurs de données financières qui ont déjà pris une place très importante sur le marché de ces données (S&P via le rachat de TrucostESG Analysis, MorningStar via le rachat de Sustainalytics, MSCI, VIGEO, etc.).

    Or, des jumeaux numériques simulables pour l’ensemble des actifs industriels comme les systèmes de production, les infrastructures, les usines, les chaines d’approvisionnement émergent déjà au sein de l’industrie. Ces jumeaux numériques simulables sont utilisés afin d’anticiper, de prédire et de prendre des décisions, par exemple pour des approches de sûreté de fonctionnement et maintenance, de résilience des systèmes ou encore pour la planification de production.

    À titre d’exemple, avec « Decarbonized City » [5], l’IRT SystemX a développé, avec l’agglomération Paris-Saclay et Cosmo Tech, une véritable réplique énergétique virtuelle des 27 communes qui composent le territoire de Paris-Saclay, construite à partir de données réelles fournies par l’agglomération : configuration du territoire, données cadastrales, bâtiments, réseaux énergétiques, données de consommation et de production d’énergie, etc. À partir des données disponibles, nous avons modélisé le territoire de l’agglomération Paris-Saclay et simulé des scénarios pour une prise de décision optimale autour de futurs projets d’aménagement et d’investissements énergétiques et déterminer leurs conséquences écologiques et économiques.

    En encapsulant à la fois des données en temps réel et historiques et la connaissance des experts, les jumeaux numériques simulables permettent non seulement de représenter le passé et le présent, mais également de simuler les futurs possibles des organisations.

    Le sujet est également prégnant dans l’industrie de la construction et de la rénovation énergétique. Par exemple, le projet européen Probono[6], intègre une analyse stratégique des moyens de financement conforme à la taxonomie et l’utilisation de jumeaux numériques simulables pour encourager le développement des éco-quartiers.

    Il semble donc légitime de se projeter sur l’application d’une approche jumeau numérique simulable pour l’analyse de risque de transition avec trois questions de recherche à aborder très rapidement :

    • Comment intégrer les exigences ESG dans la conception et le déploiement du jumeau numérique simulable ?
    • Comment valider et certifier la dimension ESG du jumeau numérique simulable d’un actif industriel ?
    • Plus encore que la dimension soutenabilité, comment mesurer les performances sociales pour les injecter dans le jumeau numérique simulable ? Ces performances sociales et les modes de gouvernance d’entreprise associés sont-elles pilotables au même titre que les performances techniques ?

    Le défi de la démonstration des performances sociales et environnementales des entreprises est une opportunité pour une croissance durable dans une Europe souveraine si nous maîtrisons et développons des outils et une ingénierie aussi ambitieuse que le plan climat. Les jumeaux numériques simulables peuvent être l’un des leviers de cette nouvelle révolution industrielle.

    Pour aller plus loin :

     

    [1] https://ec.europa.eu/info/business-economy-euro/banking-and-finance/sustainable-finance/eu-taxonomy-sustainable-activities_en

    [2] https://cordis.europa.eu/project/id/101037075

    [3] Grieves, Michael. (2011). Virtually Perfect: Driving Innovative and Lean Products through Product Lifecycle Management. – https://www.digitaltwinconsortium.org/initiatives/the-definition-of-a-digital-twin.htm

    [4] https://www.diggingforclimatechange.com/articles/digital-twins-to-emerge-as-esg-tool

    [5] [Amrani & al. 2022] – A Digital Twin Approach for Sustainable Territories Planning: A Case Study on District Heating ICSCSS 2022 https://hal.archives-ouvertes.fr/IRT-SYSTEMX/hal-03554967

    [6] https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=CELEX%3A32009L0138

  • A glimpse of Smart City

    A glimpse of Smart City

    By 2050, 70% of the world population is likely to live in cities. Albeit, the footprint of cities only represents a few percentage of Earth surface area, but is a major contributor to pollution. Therefore, a legitimate quest is launched for optimizing resources and organization for the sake of the well-being of inhabitants. Hence, a concept of smart city aroused few decades ago and, by the same token, a technology fantasy that would revolutionize urban way of life inherited from thousand years of collective history. Is this reality? Lyon and Singapore will be providing a realistic glimpse of smart city in the course of this article.

    City. Today, understood as an important town [1], originally coming from the French word, Cité, itself rooted in civitas, the latin description of a city-state [2]: a community of free citizens. Between Latin and English, the meaning has switched from the inhabitants to the place, and by the same token so does the understanding of city evolves over times and space. History is made. What about the future?

    Smart city. A label encompassing a future vision of an improved city. It originates from a private-business led trend in the late 20th century, promoting the use of technology to improve urban life, and in the meantime creating a new commercial market. Marketing wise, “Smart” offers a wider shade of inspiration than its French counterpart “intelligent”. So much wider, that different points of views are controversial and therefore the notion itself of a smart city shall always be defined before arguing about it. It seems that “natural” intelligence has regained strength over the initial approach purely based on “artificial” intelligence, for the sake of the collective interest.

    As a basic, a common understanding of the smart city concept would be the sustainability of the urban area, using collective intelligence with Digital technology as key enabler [3]. Either way, the topics covers larger areas of sciences (legal, social, computer science, biology, geography…), and a wide variety of applications (policy, infrastructure, health, education, mobility, energy, housing…). Let’s get a humble slice of it, looking at two footprints of the IRT SystemX in Lyon and Singapore.

    So far away, yet so close? Both cities attend the Smart City Expo World Congress held annually in Barcelona [4]. A show where primarily territories compete for exposure hoping in return to get favor of investors, and possibly new citizens: in 2018, Singapore won the city award. Yes, smart city is also a business, at least in the “western” world.

    Lyon: French pioneer of smart cities

    SystemX had the opportunity to join the Lyon Metropole booth during 2017 and 2018 edition with different communication aspiration. Interestingly, SystemX was a contributor to both of them.

    Co-construction. In the 2017 edition, SystemX featured its smart territory activities (an extended concept of the smart city) lying in mobility, energy and blockchain [5], while Lyon metropole smart-city communication strategy stressed on the “CO”, meaning collective, collaborative, partnership based, contributive, open, public-private-people etc. To this end, the booth highlighted 2 key components: Experimentation– Lyon urban area as a playground for experimentation and an Innovation Ecosystem, including dynamic companies, research institutes, collaborative places, fablabs… and last but not least citizens, as the core stakeholder.

    Truly so, the greater area of Lyon fosters distinctive smart city accelerators ranging from academics (i.e. labex), to start-ups (i.e. tuba) and industrials (i.e. Cara European cluster). In that respect, SystemX provided a true leverage for this dynamic ecosystem with its ability to build collaborative projects fostering innovation based on real use case scenario. As an example, the project definition of LCE (Lyon Covoiturage et Expérimentations) kicked off the same year, integrated Lyon’s will to include different partners to boost and test carsharing solutions over his territory [6].

    Digital security. In 2018, Lyon metropole message focused on driving health and wellbeing for all citizens. Alongside air quality, care and access, the booth underlined cybersecurity as a key concern for the smart city resilience and therefore citizen protection. Again, SystemX was well suited to share its digital security research domain and field of investigation.

    It is worth mentioning that the metropole of Lyon operates several urban systems (water distribution, waste management, traffic regulation…) critical for everyday urban life. Although these systems are not always visible to citizens, they are getting more and more connected, and therefore vulnerable to cyber-attacks. The connectivity is a real added value to smart city implementation as it fosters data cross fertilization. The metropole of Lyon implemented a proactive data strategy : providing a single publicly run data platform that provides access to over 1000 sets of qualified and reliable data, from local public and private partners. Different licenses were designed to regulate the reuse of strategic data and build a trustful environment. For the last 2 years a specific focus was made on personal data management to ensure privacy and citizens’ empowerment on data. As another example of SystemX contribution to this goal, the BWM (Blockchain Wallet de la Mobilité) project is an innovative step forward powered by blockchain to the current deployment of a citypass giving access to public and private services to Lyon inhabitants.

    Singapore: The 1st Smart Nation in the world?

    In Singapore, the concept of Smart City has been extended from 2014 to the Smart Nation one. Yet in 2014, the Prime Minister launched the Smart Nation initiative, with a view to:

    • Making Citizens’ life better
    • Creating opportunities for Businesses
    • Building a better home and community (see picture below)

    This tremendous initiative is headed at the highest level of the government, and financially supported by a significant budget. If we only consider the scope of Research and Innovation, where stands SystemX, 19BSG$, that represent more than 12 Mds€, are dedicated to the digital transformation of the country in a 5 years plan. This has to be compared to the Horizon 2020’ 5 years budget of 80 Mds€ for the whole of European Union.

    This transformation is focusing both on the public and private sectors, with all governmental bodies involved in order to financially contribute and set the pace for all key involved players coming from business, research, innovation, and public bodies.

    If you go one step deeper into the objectives, you will find the same topics as in most other big cities.

    Mobility, energy, security, health, sustainability, housing, education, infrastructures, are priorities, in no order of preference.

    Part of this massive transformation is Mobility, supported by the Smart Mobility 2030 Strategic Plan [7]. This is where SystemX came into play in Singapore, starting in 2018. SystemX came to Singapore in order to join the 1stworldwide project to build a center of excellence for the certification of the autonomous vehicles (AVs), namely the CETRAN (Centre of Excellence for Testing & Research of AVs – NTU) project. This is a flagship project for Singapore, willing to set worldwide standards for the development of AVs in megacities. In cooperation with its main partner, the Nanyang Technological University (NTU), SystemX is bringing its expertise on simulation and modelling in AVs to Singapore, together with French key partners, Renault, SNCF, Systra, and AV Simulation [8]. For SystemX, it is a highly competitive challenge, and also a way to cooperate with some of the best players in the world, be it from academia or industry. It opens new doors of development for the IRT and its human resources.

    In addition, SystemX develops contacts in other industry sectors within this Smart Nation, including energy, logistics, or cybersecurity. French companies are also part of this momentum. To name a few, Airbus, Thalès, ENGIE, EDF, PSA, Bolloré, Blue Solutions, Systra, Alstom, Safran, SopraSteria and many others use Singapore as an R&D platform to build the future of their business in Asia.

    As artificial intelligence is becoming a more and more key enabler, SystemX is also looking at partnering with academia on this unlimited chapter. NTU, NUS, A*STAR, or SUTD, are among the world best ranked academic players to do so. This is also a way for SystemX PhD students to spend time abroad in competitive research teams and bring back new expertise to France.

    To sum up, Singapore appears like a living lab where the world is coming to explore, innovate, and test technological solutions that will later on benefit to other countries. It is clearly the place to be for an Institute like SystemX and we see no limit to this cooperation.

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    If one tries to compare two cities like Lyon and Singapore, one may realize that key topics are very similar (mobility, energy, security…). However, the approach used to tacklethese issues might be different.

    Lyon and its surrounding suburbs was the first area to be granted the full status of French metropole in 2014. It acquired the largest set of competences a French public organization can get, after the state. As a city-state, Singapore gathers even more prerogatives, and hence long tem responsibilities.

    One example is water. Singapore has been dependent from Malaysia since before the creation of the country (1965), with 2 long term agreements signed in 1961 and 1962 to supply Singapore with water. One of these agreements ended in 2011, and Singapore managed not to renew it by putting in place the NEWater programme, focusing on recycling and desalination of water. This is a key milestone in Singapore independence and sustainability.

    The metropole of Lyon doesn’t need to bother much with foreign neighbour. However, it dedicates a lot of attention to protecting its citizens, and settles himself as a leader in strengthening people’s data , against the private digital champions. A pre occupation widely spread in Europe.

    In the end, megacities share a lot of concerns in order to improve their citizen’s lives. They address these issues according to their own culture, priorities, and skills. Comparing their strategies, methods and have them cooperate will allow fastest and innovative ways to progress. This is why SystemX is present in Singapore and Lyon: think out of the box and be humble and curious about what other players develop elsewhere.

     

    References:

    [1] https://www.lta.gov.sg/content/dam/ltaweb/corp/RoadsMotoring/files/SmartMobility2030.pdf

    [2] http://erian.ntu.edu.sg/Programmes/IRP/FMSs/Pages/Centre-of-Excellence-for-Testing-Research-of-AVs-NTU-CETRAN.aspx

    [3] https://www.cerema.fr/fr/actualites/qu-est-ce-qu-smart-city

    [4] http://www.smartcityexpo.com/en/home

    [5] https://www.irt-systemx.fr/en/feedback-on-smart-city-expo-world-congress/

    [6] http://assisescovoiturage.com/

    [7] https://www.lta.gov.sg/content/dam/ltaweb/corp/RoadsMotoring/files/SmartMobility2030.pdf

    [8] https://www.irt-systemx.fr/en/project/asv/