La Smart City se concrétise - L'éclairage public, clé de la mise en réseau numérique

 

La dernière génération de luminaires à LED est basée sur l'architecture dite System Ready. Les luminaires sont équipés en haut et en bas d'un connecteur standardisé selon le Zhaga Book 18, combiné avec les pilotes LED les plus récents. Ce concept de luminaire indépendant du fabricant permet de raccorder en haut un contrôleur d'éclairage et en bas en plus un module de détection. Le montage s'effectue sans ouvrir le luminaire - un simple plug-and-play. Le concept System Ready permet ainsi de découpler les cycles de vie du luminaire et des composants externes.

Luminaire DigiStreet avec architecture System Ready

Le protocole de communication basé sur DALI garantit ici que les modules System Ready de différents fabricants sont compatibles avec les luminaires. En septembre 2018, la norme DALI existante a été complétée par la DiiA (Digital Illumination Interface Alliance) avec de nouvelles spécifications qui définissent un échange de données standardisé entre le pilote LED et le contrôleur d'éclairage. Grâce à cette extension, il est désormais possible de lire les informations sur les luminaires, les données énergétiques et les informations d'état du luminaire via l'interface DALI.

Les luminaires System Ready constituent ainsi la base des futures applications Smart City. La surveillance des places de stationnement, la mesure des données environnementales telles que les nuisances sonores, la pollution par les particules fines ou les oxydes d'azote sont autant de tâches possibles qui pourront être assumées à l'avenir par les lampadaires.

Chaque ville ou commune a des besoins individuels et pose des exigences différentes à son infrastructure. C'est pourquoi les solutions mises en place doivent être évolutives et extensibles. Les luminaires System Ready offrent cette flexibilité et peuvent d'ores et déjà être utilisés sur l'ensemble du territoire lors de la rénovation vers des LED, afin d'être équipés le moment venu du contrôleur de gestion de l'éclairage et des capteurs adéquats. Dans ce contexte, la compatibilité avec les produits de différents fabricants augmente la flexibilité dans le choix des composants adéquats. En complément, notamment sur les sites centraux d'une ville, des mâts d'éclairage multifonctionnels peuvent offrir une valeur ajoutée.

Du luminaire au mât d'éclairage multifonctionnel

C'est justement pour les composants aux exigences techniques plus élevées (comme par exemple les caméras IP, les points d'accès Wifi ou les stations de recharge électrique) qu'un montage sur le luminaire n'est pas approprié. Dans ce cas, un mât d'éclairage multifonctionnel, comme celui déjà utilisé aujourd'hui dans la ville de Wädenswil, offre la possibilité de réunir plusieurs applications en un seul point lumineux. Un point lumineux qui fournit de la lumière, qui sert de station de recharge électrique, qui alimente la population en WLAN et qui est utilisé pour collecter des données environnementales et pour mesurer le trafic.

Le capteur de trafic permet de classer les véhicules, d'identifier leur direction et de mesurer leur vitesse. Grâce à l'imagerie thermique, le capteur distingue de manière fiable le trafic motorisé des vélos, même la nuit et dans les pires conditions météorologiques. La saisie des valeurs mesurées pour les poussières fines, le Co2 et l'ozone s'effectue via des capteurs environnementaux intégrés.

L'un des grands avantages de ce mât d'éclairage multifonctionnel est qu'il est à la portée de la population - et donc qu'il la sensibilise au thème de la ville intelligente. En tant que point d'ancrage marquant sur un site central d'une ville ou d'une commune, un tel mât d'éclairage a un caractère de phare et peut être vécu par les riverains. Comme on l'a vu à Wädenswil, un mât d'éclairage peut devenir l'initiateur d'autres projets intelligents.

L'utilisation de capteurs ne suffit pas à faire d'une ville une "Smart City". Les valeurs mesurées servent plutôt de base et ne déploient leur potentiel que lorsqu'elles sont consolidées et évaluées sur une plateforme centrale. Les données existantes provenant de systèmes tiers sont également intégrées dans cette nouvelle approche interdisciplinaire. Elles peuvent provenir de capteurs existants dans les domaines de la mesure du trafic, de la gestion des feux de signalisation ou de la saisie de données environnementales. L'analyse commune permet d'acquérir de nouvelles connaissances et d'exploiter les synergies.

Smart City Cockpit

La visualisation des données analysées peut par exemple se faire dans un Smart City Cockpit. Cette plateforme montre en un coup d'œil les informations les plus importantes sur l'état d'une ville. L'exemple de Wädenswil (ill. 4) montre comment les données de différents éléments d'infrastructure sont rassemblées. Outre les données du mât d'éclairage multifonctionnel, des informations provenant d'autres systèmes dans le domaine de la gestion de l'éclairage ainsi que de la gestion des déchets sont également représentées.

Les informations consolidées peuvent non seulement être utilisées par l'administration de la ville ou de la commune et par l'exploitant de l'infrastructure, mais également être mises à la disposition de la population. Le niveau de détail des informations visualisées peut être géré via différents rôles d'utilisateur. Chaque utilisateur a ainsi accès aux informations qui l'intéressent.

La préparation et la consolidation des données sur une plateforme centrale permettent d'exploiter des synergies. Dans le cadre de ces nouvelles possibilités, un mât d'éclairage multifonctionnel pourrait par exemple être installé à un carrefour à signaux lumineux afin de saisir le flux de circulation ainsi que différentes valeurs environnementales. La visualisation des valeurs mesurées dans le Smart City Cockpit montre aux exploitants qu'une valeur de particules fines supérieure à la moyenne se forme à ce carrefour. L'analyse des données de trafic montre clairement que cette problématique est causée par des camions à l'arrêt prolongé.

Dans un tel cas, il serait possible, via une plateforme centrale, de commander le signal lumineux en fonction du volume de trafic. Dès qu'il y a plus de trois camions à l'arrêt, le feu passe au vert. Avec cette combinaison de capteurs environnementaux, de mesure du trafic et de contrôle des feux, la ville pourrait identifier efficacement la pollution et la réduire immédiatement.

Un grand potentiel réside également dans la commande efficace et adaptée aux besoins de l'éclairage public grâce à l'utilisation de capteurs. Ici aussi, le volume de trafic est mesuré par un capteur et les données sont représentées sur une plateforme centrale. Le volume de trafic y est évalué conformément à la norme SNR 13201-12 et le niveau d'éclairage est adapté en fonction de la classe d'éclairage calculée. L'interface logicielle entre la plateforme Smart City et le système de gestion de l'éclairage permet alors de transmettre un ordre de commande et de faire ainsi varier l'intensité des lampadaires en fonction du niveau d'éclairage conforme à la norme. Ainsi, le capteur pour la mesure du trafic constitue la base de données pour différents domaines d'application.

Cette forme de régulation de l'éclairage en fonction du trafic a été réalisée dans le cadre de différents projets pilotes et convient particulièrement bien aux routes très fréquentées. Il existe toutefois d'autres concepts de gestion de l'éclairage, qui se justifient également en fonction des besoins et des exigences de la commune. L'utilisation de différents concepts est appropriée pour répondre à l'exigence d'un "éclairage adapté aux besoins".

Dès aujourd'hui, il existe des approches concrètes pour mettre les infrastructures en réseau. Les technologies les plus récentes offrent la flexibilité et l'évolutivité nécessaires pour faire le premier pas vers la ville intelligente. Dans ce contexte, le réseau existant de l'éclairage public des rues constitue l'infrastructure porteuse idéale pour les capteurs et les actionneurs. L'utilisation d'une plateforme centrale Smart City permet de consolider les données et de les utiliser pour des applications inter-systèmes. Sur cette base, l'éclairage public peut être progressivement développé en une infrastructure Smart City.