Smart Cities

La ville durable au Japon

La part de la population mondiale installée en milieu urbain excède aujourd’hui la barre des 50% (contre un tiers en 1950), un chiffre qui est prévu d'atteindre deux tiers à l’horizon 2050.

En 2015, ce chiffre s'élevait respectivement à 80% en France et 93% au Japon, la tendance étant à la hausse dans les deux pays. Ce processus d’urbanisation soulève de nombreux défis liés à l'accroissement de la capacité d'accueil des villes, tel que le respect des objectifs environnementaux, la qualité de vie des habitants, ainsi que la sécurité de l’approvisionnement de l'énergie, particulièrement d'actualité au Japon depuis les incidents liés au séisme de Tohoku en 2011. L'atténuation de l’augmentation des coûts de l'énergie dorénavant rendue impossible face à la quasi-totale dépendance énergétique du pays compte, l'approvisionnement compte ainsi parmi les priorités gouvernementales, à la fois pour les raisons de stabilité économique, et politique.

Le concept de “ville durable” (“smart city” pour les anglo-saxons) décrit une ville capable de répondre à la fois aux enjeux environnementaux et énergétiques, tout en offrant un confort équivalent aux villes modernes. Une telle ville se veut donc composée de : constructions durables et économes, de transports plus efficaces et moins polluants, d’une gestion optimale des eaux et des déchets, créatrice d'énergie renouvelable, et de technologies de stockage économes. Il ne s’agit donc pas d'un nivellement vers le bas de la qualité de vie à des fins écologiques, mais d'une refonte globale de notre conception d’habitat.

En 2011 leur marché s'élevait au Japon à ¥1.12 billion (€8,4 Mds), et devrait croître à ¥3.8 billion (€28,4 Mds) d’ici 2020.

Un projet de ville durable : Fujisawa

Panasonic développe actuellement avec huit autres industriels une ville intelligente au cœur de Fujisawa (à 50 km de Tokyo), permettant de faire face à la fois à l’explosion de la démographie asiatique, et au besoin de réduction de la consommation énergétique.

Voitures électriques, vélos fonctionnant avec des batteries, panneaux solaires sur les toits des habitations sont au programme de cette ville qui devrait voir le jour courant 2018, et qui a pour objectif de réduire de 70% les émissions de gaz à effet de serre par rapport à une ville de référence en 1990. Ce projet ambitieux tente de réinventer l'urbanisme écologique en s’appuyant sur un florilège de technologies, alliant un urbanisme intégré à des équipements éco-efficients dernier cri permettant de réduire drastiquement l’empreinte écologique sans sacrifier le confort de ses habitants.

Les principaux groupes industriels se sont répartis différents domaines de recherche comme suit :

• Panasonic : fournit le site de l’essai et exposera ses systèmes de génération d’énergie solaire, ainsi que ses solutions de stockage sur batterie.
• Accenture :  expertise en réseaux électriques.
• Mitsui & Co. : aménagement des infrastructures générales
• Mitsui Fudosan et PanaHome Corporation : maîtrise d’œuvre et conception des systèmes d’entretien urbains.
• Nihon Sekkei : installation des infrastructures énergétiques et intégration des paysages et espaces publics de manière harmonieuse.
• ORIX Corporation : développement d’un mode de vie à la fois écologique et attractif pour ses habitants (transports, services publics, etc.).
• Tokyo Gas : technologie de piles à combustible « Ene-Farm ».
• Sumitomo Trust & Banking Co. : critères d’évaluation de la performance environnementale et proposition d’un service de conseil aux habitants pour favoriser un mode de vie écologique. 

Autres projets : Mitsui Fudosan développe actuellement aussi un projet de ville durable d’une superficie de 273 hectares à Kashiwa-no-ha, dans la préfecture de Chiba. Le groupe travaille également sur le modèle de smart city dans les quartiers de Nihonbashi et Hibiya, situés à Tokyo. Au cœur de ces projets se trouvent les problématiques d'amélioration de la gestion de l'électricité, de sa production à sa consommation, en passant par son stockage.

Panasonic, par le biais de sa filiale PanaHome, a annoncé son intention de construire d’ici 2019 une écocité à Ashiya (Kansai). Il s’agit d’aménager 100 000 mètres carrés de terrain public avec la construction de 300 maisons individuelles, et de 100 immeubles d’habitation. Dans ces bâtiments la génération d’électricité sera principalement issue de panneaux solaires (80% ou plus).

L’État facilitateur : jouant le rôle de planificateur dans les années 1970-1980, l’État japonais a progressivement évolué vers un rôle d’animateur définissant les grandes orientations stratégiques, subventionnant les expérimentations lancées et menées par les acteurs locaux. L’État se charge ensuite de la diffusion de ces technologies en subventionnant des programmes d’infrastructures (comme l’initiative “Vehicule to Home” de Nissan permettant de brancher la batterie de la voiture sur le domicile pour la charger, mais aussi pour qu’en cas de shut down elle alimente le domicile en énergie), et de sensibilisation (incitations financières avec le prix des sacs plastiques variant selon la catégorie de déchets). Au Japon les villes durables ainsi que les entreprises impliquées dans leur développement sont généreusement financées et soutenues par le METI.

Energy Management System (EMS) : De nombreuses technologies sont en train d'émerger dans le cadre des recherches autour du développement des villes durables. L’EMS par exemple est un système informatique de gestion de la consommation énergétique du foyer par une visualisation simple et accessible de celle-ci. Grâce aux avancées de l’IA et de l’IoT permettant une communication en temps réel entre appareils, les usagers peuvent facilement suivre et modifier leur consommation d'énergie à distance, depuis chez eux et leur lieu de travail. L’accroissement de la sensibilisation de ses utilisateurs contribue à une consommation énergétique plus responsable et respectueuse de l’environnement. Parmi ces technologies le ‘smart-meter’ semble faire l'unanimité, et Tokyo Electric Power Company (TEPCO) prévoit à cet effet d’en déployer 27 millions d’exemplaires à travers le pays dans sa stratégie d’optimisation énergétique. L’objectif pour 2024 est d'en avoir 70 millions d’exemplaires dans les bureaux et maisons de l’archipel.

Les systèmes d’incitation : le développement de villes durables accorde une place importante aux systèmes d’incitation, dont l’approche dominante pour l’incitation à l’adoption de comportements vertueux reste celle de l’agent rationnel agissant sur la base de critères économiques : obtention de points donnant accès à des produits ou services, tarification dynamique. Certaines nouvelles modalités émergent néanmoins des travaux de la science comportementale (comme la théorie du Nudge ou du Paternalisme Libéral) : classement des foyers, ou l’envoi d’incitation et de conseils d’usages personnalisés.

La collaboration Franco-Japonaise :

Les travaux menés en collaboration entre la France et Japon en matière de ville durable intelligente sont principalement le bâtiment, les transports urbains, et la gestion des eaux et déchets ; ceux-ci ont su bénéficier d’un dynamisme remarquable.

S’agissant de la construction bois, l’ambassade de France au Japon a rassemblé une délégation d’entreprises française pour une mission exploratoire au Japon en octobre 2015 en réponse à l’initiative menée conjointement par le syndicat des architectes japonais (Japan Institute of Architects) avec la Société Franco-Japonaise des Techniques Industrielles pour obtenir des renseignements sur la filière construction bois en France. Le Building Research Institute entretient des recherches conjointes avec le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment sur l’analyse de la relation entre microstructure, en particulier les pores, et le transfert physique de substance qui en résulte afin de recueillir les données nécessaires à l’amélioration de la durabilité des constructions. Cette coopération continue à porter ses fruits et a donné naissance au congrès ‘Woodrise’ tenu en septembre 2017 à Bordeaux, approfondissant la collaboration franco-japonaise dans le domaine de la construction bois.

D’autres domaines du bâtiment comme le béton sont également porteurs d’une coopération fructueuse, donnant entre autres naissance à la création de réseaux de coopération entre le JCI et l’IFSTTAR, et entre le BRI et le CSTB. Pour le groupe Saint Gobain, l’isolation des bâtiments au Japon est l’une des failles de la politique énergétique du pays. Il est en effet facile de constater le potentiel d’économie énergétique réalisable à ce niveau dans les bâtiments japonais.

Les Japonais accordent davantage de valeur à leur terrain qu’à leur maison, et se concentrent généralement sur les économies qu’ils peuvent réaliser à court terme, au moment de la construction. L’efficacité énergétique d’un bâtiment au Japon demande une approche particulière, liée aux conditions climatiques et environnementales dans ce pays : forte humidité, présence de termites et séismes sont peut-être les trois aspects les plus originaux pour des constructeurs européens. 

Le principal partenaire japonais de la France pour la collaboration dans le domaine des réseaux ferroviaires est aujourd’hui le Railway Technical Research Institute (RTRI). Le RTRI et l’IFSTTAR entretiennent une coopération étroite, particulièrement dans le développement de la prévention des risques naturels. La SNCF a elle aussi su bénéficier d'un partenariat avec le RTRI depuis la signature en 1995 d’un accord pour la recherche collaborative, et travaille aujourd’hui sur des projets de recherches sur les systèmes de stockage d’énergie, des câbles d’alimentation supraconducteurs, et la maintenance des caténaires aériennes. Le symposium franco-japonais sur les transports ferroviaires urbains de demain tenu en avril 2017 a aussi permis à la RATP et Tokyo Metro d’évoquer les processus de modernisation des métros de Paris et de Tokyo.

Une coopération franco-japonaise porteuse d’un vaste potentiel :

L’adaptation des infrastructures et des réseaux urbains aux risques naturels est particulièrement étudiée depuis le désastre de mars 2011, notamment par l’Université du Tohoku, l’Université de Kyoto, et le RTRI au Japon, ainsi que par l’IFSTTAR et l’IRSTEA en France. Au niveau des transports le Japon semble montrer un intérêt croissant pour les tramways, offrant un large marché à fort potentiel aux technologies françaises, mais aussi pour la recherche sur leur intégration dans le paysage urbain.  

Enfin, l’intégration de la dimension sociale dans le design de la ville durable est au cœur de la recherche française et japonaise, et constitue une piste de collaboration intéressante bien que les problématiques sociétales ne soient pas tout à fait les mêmes dans les deux pays. La Maison franco-japonaise effectue dans ce domaine une recherche de contenu constante par le biais de conférences régulières et d’appels à contribution.

Conclusion

Le développement des villes renouvelables semble pouvoir permettre de répondre à la fois au besoin d’assurer une stabilité du prix de l'énergie et son l'approvisionnement, deux problématiques cruciales pour le Japon.

La naissance des villes durables nécessite des innovations dans une large variété de disciplines : informatique, percée en science des matériaux et construction, et plus largement dans tous les domaines de la planification et de l'aménagement urbain. Il s’agit de réinventer notre espace de vie dans son ensemble, incluant des domaines tels que la signalisation routière et piétonne, les transports publics, les générateurs d'énergie, et les espaces verts et jardins de toiture. Ces besoins présentent une excellente opportunité pour les entreprises françaises d'étendre leur activité au Japon.