Lors de l’utilisation des technologies numériques dans les municipalités, les chercheurs sont régulièrement confrontés à des problèmes tels que des responsabilités floues, des lacunes dans les connaissances et un manque d’ouverture aux nouvelles technologies et à l’utilisation des données. Les offres de soutien montrent comment un climat d’innovation peut être promu dans les communes. Par exemple, ces technologies peuvent aider les communautés à lutter contre le changement climatique. Ils permettent de gérer les espaces verts, de gérer les eaux pluviales, de réduire la chaleur, de valoriser les biotopes ou de végétaliser les bâtiments.
Des chercheurs de l'Institut de recherche en économie écologique (IÖW) et de Net Positive Cities ont publié une première synthèse sur le potentiel de ces outils dans leur étude intitulée « Technologies numériques et protection du climat naturel dans les municipalités ». Dans le cadre de cette étude, l'équipe de recherche a développé des services d'accompagnement pour aider les municipalités à surmonter les obstacles à l'utilisation de ces outils. Ce projet a été commandé par le ministère fédéral de l'Environnement, de la Protection de la nature, de la Sûreté nucléaire et de la Protection des consommateurs dans le cadre du Programme d'action pour la protection du climat naturel (ANK).
« Les technologies qui aident concrètement les municipalités à protéger et à s'adapter au changement climatique ont connu un développement rapide ces dernières années », explique le professeur Daniel Johnson, qui a dirigé le projet à l'IÖW (Institut de recherche en économie écologique). « L'intelligence artificielle peut contribuer à une meilleure gestion de la biodiversité dans l'aménagement urbain. Les modèles climatiques urbains 3D permettent d'identifier les zones de forte chaleur ou d'optimiser la gestion des eaux pluviales. Un jumeau numérique peut servir à recenser les arbres urbains dans un registre des espèces. Ce sont là des exemples qui ont déjà été testés et sont mis en œuvre dans certaines municipalités. Notre étude démontre le potentiel de ces technologies dans différents domaines d'action. Grâce au nouveau portail Umwelt.info ( Informations sur l'environnement) de l'Agence fédérale allemande pour l'environnement, une base de données est désormais disponible pour accompagner les municipalités dans leurs missions. »
Dans une approche de recherche axée sur la pratique, les chercheurs ont mené des entretiens et des ateliers avec des représentants de municipalités, de fournisseurs de technologies numériques et de centres de compétences. « Nous avons rencontré plusieurs obstacles dans les municipalités lorsqu'il s'agit d'utiliser des technologies aussi modernes », explique Maria Real Perdomo de Net Positive Cities, qui travaille en étroite collaboration avec de nombreuses municipalités sur le thème des villes intelligentes et de la protection du climat.
« Nous constatons souvent des responsabilités floues et des lacunes en matière de connaissances, mais aussi un manque d'ouverture aux nouvelles technologies et aux données. Nous recommandons aux municipalités de promouvoir un climat d'innovation ouvert afin que ces technologies d'avenir puissent être utilisées dans des domaines importants et les aider à devenir résilientes au changement climatique », déclare Real Perdomo. L'étude décrit ces problèmes dans l'utilisation des technologies numériques pour la protection naturelle du climat, ainsi que les services de conseil et de soutien pour les surmonter.
Comment les outils numériques aident les municipalités à protéger le climat naturel – un aperçu de l’étude :
1. Valoriser les biotopes et les zones
Le logiciel Marxan est utilisé dans le monde entier dans la planification systématique de la conservation de la nature pour identifier les combinaisons de zones optimales pour le réseau de biotopes. À l’aide d’un algorithme heuristique, les zones les plus appropriées sont sélectionnées en fonction d’indicateurs définis. En Bavière, le Centre bavarois de conservation des espèces utilise le programme pour fournir aux consultants en biodiversité et aux experts en conservation de la nature des bases de planification numériques pour la mise en réseau des habitats.
2. Gérer les espaces verts
Les systèmes d’information géographique (SIG) servent de base à la gestion des espaces verts. Cette cartographie numérique des espaces verts existants contient des données sur l’espèce, l’âge et l’emplacement d’une plante. Lorsque ces géodonnées sont liées à des données spécialisées et à des outils d’analyse, elles deviennent un « jumeau numérique » – une image numérique réaliste d’une partie d’une ville. Il constitue la base de modèles, de simulations et de scénarios avec lesquels les municipalités peuvent développer des mesures. Un exemple d’application est l’optimisation des itinéraires d’arrosage pour l’entretien des espaces verts, comme le propose déjà le projet « Quantified Trees », ou Q-Trees en abrégé, à Berlin.
3. Gérer les eaux de pluie
Comment planifier des infrastructures sensibles à l’eau telles que les bassins de collecte des eaux pluviales (souterrains) ? Il existe également des outils spéciaux pour cela, tels que des modèles 3D et des capteurs. Le modèle de système d'irrigation Awatree intègre des données météorologiques et des capteurs d'humidité du sol. La décision est alors prise automatiquement quant au moment et à la quantité d'eau nécessaire provenant des bassins de collecte des eaux de pluie pour irriguer les espaces verts urbains. Cela garantit une utilisation efficace de l’eau et évite une irrigation excessive. Les systèmes d’irrigation intelligents peuvent également contribuer à l’arrosage automatique des parcs et des arbres urbains, optimisant ainsi la consommation d’eau et réduisant les frais de déplacement inutiles des véhicules d’irrigation. Dans le cadre d'un projet pilote, la ville de Pforzheim utilise le système pour l'arrosage automatique des arbres.
4. Bâtiments verts
Les bâtiments écologiques contribuent de manière importante au refroidissement, à la filtration de l’air et à la séquestration du dioxyde de carbone dans les communautés. Les technologies numériques telles que les capteurs, la télédétection et les systèmes basés sur l’IA soutiennent la surveillance de la température, de la qualité de l’air et du sol ainsi que l’évaluation des mesures. Les cartes de toits verts et les jumeaux numériques aident à la planification, tandis que les systèmes autonomes permettent une irrigation efficace.
« Il vaut également la peine de rechercher les bonnes pratiques et d’en tirer des leçons au-delà de l’étude », explique Real Perdomo. Le registre des potentiels de toitures solaires et végétalisées du district de Plön en est un exemple. Il s'agit d'un service en ligne gratuit qui identifie les toitures adaptées à la végétalisation et au photovoltaïque. Les citoyens intéressés peuvent utiliser cet outil pour obtenir des informations préliminaires sur les coûts d'un système solaire ou d'une toiture végétalisée et sur le délai d'amortissement de l'investissement. L'objectif est d'encourager les habitants à utiliser leurs toitures pour contribuer à la transition énergétique et à la protection du climat.
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