SmartHood

Introduction

Contexte du projet

le boom des smartcity et des quartiers intelligents enjeux écologiques et économique utilisation des NTIC partage des ressources physiques intellectuelles des services Ce projet s'ouvre sur le concept d'écoquartier, qui pourra éventuellement déboucher sur une smartcity constituée de plusieurs écoquartiers centralisés:

• • Réduction des consommations de l'énergie et substitution par l'énergie renouvelable: contrôle de la consommation t calcul au mètre carré
  • Gestion des transports favorisant les transports en commun ou les transports écologiques. Possibilité de covoiturage pour limiter l'utilisation des véhicules. Exemple de quartiers où les voitures sont interdites (CarFree).
  • Consommation d'eau réglementée avec un cycle d'usage et recyclage, gestion des eaux usées
  • Gestion des déchets, tri selon usage et utilisation du compost pour les espaces verts et les potagers à partager
  • Réutilisation des matériaux de construction

Description du projet

Le projet peut être défini sur deux plans :

• D’une part il consistera à rassembler de manière sociale et technique les habitants du quartier en créant une plateforme offrant plusieurs services et se basant sur le principe de blockchain :
  • Trocs d’objets et de services (ou vente/achat)
  • Production et consommation des produits locaux
• D’autre part il fera de la gestion de ressources au niveau du quartier : eau et électricité
  • Tri de déchets dont déchets organiques pour un potager collectif
  • Traitement des eaux usées : eau potable, eau de jardinage, lavage…
  • Gestion de la consommation de l’électricité :
  • Production et revente entre particuliers

Etat de l'art

applications de plateformes collaboratives

Il existe de nombreuses plateformes collaboratives permettant de rassembler les gens et de ce fait d'améliorer leur qualité de vie. Dans ce projet, nous nous sommes intéressées à deux plateformes particulières dédiées à la ville de Saint-Etienne: "mon p'tit voisinage" et "MobiliSE"

"Mon p'tit voisinage"

C'est un outil développé afin de favoriser les échanges humains locaux et la solidarité de proximité. Celà permet donc d'avoir une vie de quartier riche grâce à un outil virtuel.

C’est donc une application qui permet d’améliorer les liens entre des personnes qui se côtoient au quotidien. Cependant, cet outil ne répond pas qu’aux enjeux sociaux de l’écoquartier. Effectivement, cet outil a également une valeur ajoutée économique car elle développe le troc entre particuliers

Néanmoins, il est à noter que cette application propose beaucoup de services qui ne sont pas particulièrement utiles. Il serait donc important de sélectionner des services en particulier et de les promouvoir.

"MobiliSE"

C'est une application smartphone gratuite qui permet de signaler tout dysfonctionnement constaté sur la voie publique. Le principe est simple, il suffit de télécharger l'application, de se géolocaliser et de signaler la dégradation. L'utilisateur peut également ajouter une photo et/ou un commentaire. Néanmoins, ce système est soumis à certaines limites. Effectivement, tout le monde ne possède pas de smartphone.

Ainsi, ces applications permettent de développer largement les rapports entre les hommes. Elles permettent de ce fait d'améliorer la qualité de vie des hommes. Cependant, du fait de la multiplication des applications, de nombreux utilisateurs sont perdus. Il serait donc important de tout rassembler dans une unique application. D'autre part, tout le monde ne possède pas de smartphone, il est donc indispensable de penser aux alternatives. Enfin, de nombreuses personnes ignorent leur existence, il serait donc important de promouvoir ces plateformes et de sensibiliser les hommes afin qu'ils agissent dans l'interet de leur quartier.

les potagers urbains ou à partager

• potagers à partager:

plusieurs plateformes offrent la solution de potagers à partager ou à prêter telles que: www.pretersonjardin.com/ www.jepartagemonjardin.fr/ www.plantezcheznous.com/

• potagers urbains: projet "jassur"

Les jardins associatifs urbains sont des formes de potagers mises en valeur et gérées de manière collective par une communauté de jardiniers, le plus souvent à des fins d’autoconsommation familiale, à distance du lieu d’habitation de ses membres. Sous des appellations, des statuts et des configurations variés, ces jardins sont en pleine expansion dans de nombreux pays industrialisés et notamment en France.

gestion des ressources (eaux, électricité)

gestion des eaux usées

• Objectifs principaux de réutilisation des eaux usées :/

- Améliorer qualité et quantité d’eau de bonne qualité

- Assurer l’équilibre du cycle

- Protection de l’environnement

• Premières utilisations :

- Eau potable pour usages directs

- Eau non potable pour secteur agricole (70/100), industriel (20/100) et urbain (10/100)

• Irrigation en agriculture (cultures maraicheres/ arbres fruitiers/ cultures industrielles/ aquaculture)

• Utilisations industrielles (eau de refroidissement/ eau de process)

• Utilisations urbaines (irrigation de parcs/ écoles…

• Activités récréatives (pêche/ natation…)

• Exigences :

- Eau potable :

• Etude des risques sanitaires

• Qualité de l’eau

• Traitement avancé

- Eau non potable:

• Impact sur le sol

• Traitement secondaire et désinfection

• Système de distribution

• Systèmes mis en place:

Epaississement des boues de stations d’épuration :

Scraper box : epaississeur des boues de stations d’épuration ( réalisé en deux phases : Décantation puis filtration/ Compression )

Avantages :

•Coût de production réduit

•Robuste

•Facile d’utilisation

•Simple de maintenance

Distribution d’irrigation anti-colmatage adapté à l’utilisation d’eaux usées ou de mauvaise qualité

Cette solution permet de réutiliser les eaux usées pour l’irrigation agricole en évitant le colmatage :

Avantages :

•Coûts réduits (installation, main d’œuvre de maintenance)

•Filtration grossière des effluents suffisante

•Pas de colmatage (particules, biofilms ou sels minéraux précipités)

Déphosphatation des eaux usées par filtre de roseaux avec apatites

Les apatites permettent la rétention de phosphore et permet donc sa valorisation pour le recyclage

Avantages :

•Exploitation simple

•Traitement naturel

Procédé d’activation-regénération d’un capteur redox en station d’épuration :

Ce système permet la décontamination automatique de l’eau grâce à une étude par des capteurs d’oxydo-réduction des eaux et boues des stations d’épuration

Avantages :

•Nettoyage électrochimique automatique

•Mesure en continu du potentiel rédox

gestion de l'électricité

Les « smart grid » sont des réseaux d’éléctricité qui permettent d’ajuster les flux d’éléctricité entre les fournisseurs et les consommateurs grâce aux nouvelles technologies. Grâce à une collecte et un traitement des données adaptés, ce réseau contribue à une bonne adéquation entre la production, la distribution et la consommation tout en permettant d’économiser de l’énergie et de réduire les couts (à la production comme à la consommation).

Les "smart-grids" fonctionnent de cette façon, il y a tout dabord: Contrôle des flux en temps réel

Interopérabilité des réseaux: l’ensemble du réseau électrique comprend le réseau de transport et le réseau de distribution. Le premier relie les sites de production d’électricité aux zones de consommation. Le réseau de distribution s’apparente aux axes secondaires. Il achemine l’électricité jusqu’aux consommateurs finaux. Par l’échange instantané d’informations, les smart grids favorise une interopérabilité entre les gestionnaires du réseau de transport et ceux du réseau de distribution.

L’intégration des énergies renouvelables au réseau

Une gestion plus responsable des consommations individuelle

gestion des déchets

Pré-fermenteur rotatif pour un compostage à la source et autonome des déchets organiques

Ce système permet le compostage autonome des déchets organiques en entreprises ou dans des quartiers partagés. Ce dispositif est particulièrement adapté à la production de grandes quantités de déchets.

Avantages :

• capacité de compostage de 5 à 50 tonnes/an

• Coût réduit

• Réduction des odeurs

Bioséchage de déchets, composts et matière agricole par récupération de la chaleur issue du compostage de déchets ou de résidus organiques

Ce système permettra à terme de produire des énergies renouvelables. La chaleur produite par le compostage des déchets est utilisée pour sécher d’autres composts.

Avantages :

• Valorisation organique et énergétique : production simultanée de compost et de combustibles solides de récupération (CSR) à partir des déchets organiques

• Coûts faibles de production des CSR

• Coûts faibles de séchage

• Hygiénage

Chauffage de locaux par récupération de la chaleur issue du compostage de déchets ou résidus organiques

Comme pour la précédente technologie, le compostage des déchets c’est-à-dire la récupération de la chaleur produite permettra d’être réutilisée afin de chauffer des locaux. L’intensité de la chaleur produite dépend de nombreux facteurs comme la nature des déchets mais également le compostage. Cette technologie permet de quantifier la quantité de chaleur évacuée dans les gaz sortants puis la condensation des vapeurs d’eau contenue dans ces gaz. Il y alors un échange entre les flux gazeux sortant et l’atmosphère du local à chauffer.

Avantages :

• Chauffage d’une grande quantité de compostage

• Récupération et valorisation de la chaleur

Production de bioéthanol à partir de déchets organiques biodégradables, par utilisation de la chaleur produite par le traitement des matières

Ce système permet la production de biocarburants à partir de déchets organiques. Les étapes principales de ce système sont :

Avantages :

• Procédés simples n’utilisant pas d’additif (pas de levures, enzymes…)

• Intégration aux filières existantes de traitement des déchets

• Couts de production très compétitifs

• ENVIRONNEMENT : contribution à la diminution des gaz à effets de serre

Dispositif d’extraction de compost à travers une grille de soutènement placée sous un contenant ouvert type silo vertical

Ce dispositif permet de faciliter le compostage manuel grâce au système d’aération et au dispositif de régulation de charge. La capacité permet la gestion d’une plus grande capacité de déchets.

Avantages :

• Meilleure Capacité de traitement

Maquette

Gestion des déchets

http://sigrenea.com/le-conteneur-intelligent/

Principe et fonctionnement: Les capteurs M2M fournis par la firme japonaise NEC permettent d’enregistrer le volume de déchets présents dans ces poubelles, puis relayent cette information à travers des collecteurs de données et des répéteurs via le réseau mobile vers un centre de gestion. Les camions de ramassage des ordures ménagères équipées de systèmes de suivi et de navigation GPS

Objectifs: Ce sytème permettrait de réduire les émissions des véhicules de collecte et les coûts mais également d'améliorer la propreté de la ville

Amélioration: Il serait intéressant de mettre en place d’une application pour signaler les problèmes de décharges illégales

composants électroniques

Concernant la partie pratique qu'on pourra présenter lors de la soutenance finale, nous avons décidé de faire une démo, pour ce faire, nous avons eu besoins des éléments suivants:

• Une carte Teensy 3.2
• Un capteur SRF08 Ultrason
• Un module HC-06

Fixés à l'intérieur, le capteur permet d'acquérir le niveau de remplissage de la poubelle. Le module HC06, branché sur la carte Teensy 3.2, permettra donc la transmission via Bluetooth de la valeur acquise par le capteur.

Implémentation

Nous avons développé dans un environnement ARDUINO. Le code se décrit en plusieurs étapes:

• Acquisition de la distance en cm grâce à la fonction "getDistance()"

 *Envoi de l'instruction de lecture de la distance au capteur
 *Temps de delay pour attendre que l'acquisition de la distance soit faite par le capteur
 *Réception de la carte du résultat de l'acquisition

Résultats

Ci-dessous, nous avons donc le résultat de l'implantation de ce code. Sur le moniteur série, nous observons donc la distance entre le capteur et un obstacle (feuille blanche):

Cet exemple a été pris pour illustrer ce qu'un conteneur ou poubelle intelligente peut faire. Le développement est encore plus vaste car il faudrait définir un seuil pour dire si la poubelle est pleine ou pas encore. En fonction de cette distance, les données seraient envoyées en réseau soit à une centrale ou directement aux camions d'éboueur à proximité pour pouvoir donc optimiser le ramassage d'ordures.

Ouverture sur la SMARTCITY

L'un des enjeux fondamentale des SmartHood est l'ouverture à la Smart city qui permettrait une meilleure accessibilité. De plus le développement des smart city serait accéléré du fait de l'instauration des smarthood déjà établis en mini Smart-cities. Cette ouverture permettrait de dynamiser économiquement et socialement les smarthood car cela empêcherait un engouffrement dans le communautarisme d'un point de vu social, et cela élargirait les réseaux de distribution d'un point de vue économique.

Ce regroupement pourrait s'effectuer de manière centralisée en exploitant le système de télécommunications (MSC- BTS- BSC) déjà présent afin d'éviter des coûts supplémentaires de génie civile très onéreux. Effectivement, de ce fait, la réhabilitation et l'adaptation des infrastructures seraient facilitées

Communication entre SMARTHOOD

Importance des capteurs

Télécoms et réseau

Conclusion

Ouverture mondial: problématique politique