D’un moteur de jeu à un jumeau numérique, une équipe de recherche de l’Université Concordia conçoit des outils pour les villes de demain

Et si vous pouviez réaménager votre quartier – y ajouter des arbres, élargir les trottoirs ou embellir un arrêt de bus – et voir instantanément comment ces changements se répercutent sur la consommation d’énergie, les émissions et la qualité de vie?

À l’Institut des villes nouvelle génération, cette question est à l’origine de TOOLS4CITIES, une suite croissante de plateformes numériques élaborées à l’Université Concordia pour relever les défis pressants en matière de développement durable dans les villes du monde entier.

Qu’il s’agisse de simulations immersives de quartiers sous forme de jeux ou d’outils accessibles par navigateur à l’usage des municipalités et des planificateurs énergétiques, TOOLS4CITIES repose sur une même idée : créer un jumeau numérique de la ville à partir de données publiques pour le mettre à la disposition des diverses parties prenantes.

« Nous partons du même modèle de données urbaines sous-jacent et nous nous demandons comment celui-ci peut répondre aux besoins de différents publics », explique Christopher Gibbs, conseiller principal en élaboration d’outils à l’institut. « Les citoyennes et citoyens ont besoin d’un type d’interface, tandis que les urbanistes et les services publics en ont besoin d’un autre, mais les deux sont liés. »

La ville comme un jeu

L’un des outils les plus remarquables de cette suite est CITYplayer, un simulateur de quartier ludique qui a vu le jour il y a environ trois ans dans le cadre d’un projet coopératif à Concordia.

En collaboration avec des étudiantes et étudiants stagiaires, l’équipe de l’institut a recréé certaines parties de Montréal à partir de données ouvertes sur les bâtiments, les arbres et les infrastructures. Les personnes utilisatrices peuvent modifier la hauteur des bâtiments, ajouter de la végétation, ajuster l’éclairage ou repenser les options de transport. Les indicateurs de durabilité – notamment la consommation d’énergie et les émissions – sont mis à jour en temps réel.

À tout moment, les utilisateurs peuvent passer d’une vue d’ensemble à vol d’oiseau à une perspective au niveau de la rue et découvrir l’environnement en tant que piétons. La simulation est complétée par la circulation, les ombres et les bruits ambiants. En parcourant les rues, les utilisateurs peuvent prendre des photos numériques et donner leur avis sur la manière d’améliorer leur quartier.

« L’expérience est familière, car elle s’inspire de la conception des jeux vidéo, fait valoir Christopher Gibbs, mais la différence réside dans le fait qu’elle s’appuie sur des données réelles et qu’elle est liée à des questions de recherche. »

CITYplayer a déjà soutenu des collaborations entre la communauté et le milieu universitaire, notamment des projets dans le quartier chinois de Montréal et des recherches sur la manière dont les habitants conçoivent et perçoivent les espaces verts.

Aujourd’hui, la plateforme fait l’objet d’un projet pilote en partenariat avec l’Autorité régionale de transport métropolitain. Au cours de plusieurs séances, 40 personnes participantes testent un pôle de transport multimodal virtuel, en se mettant dans la peau d’usagers du bus, du vélo ou du métro.

Au lieu de remplir un questionnaire classique, les participants peuvent modifier l’environnement numérique directement – en augmentant l’éclairage à un arrêt de bus, en ajoutant de la verdure ou en ajustant la disposition des sièges – avant d’évaluer l’incidence de ces changements sur leur sentiment de sécurité ou de confort. Un agent conversationnel piloté par l’IA approfondit l’analyse en leur demandant les raisons de leurs choix.

En arrière-plan, le système enregistre des données d’engagement anonymisées, en suivant le temps que les personnes utilisatrices passent dans chaque scénario et les modifications qu’elles apportent. L’équipe de recherche prévoit comparer les résultats avec ceux des questionnaires classiques afin d’évaluer si la ludification permet d’obtenir des commentaires plus nuancés et éclairés.

Un jumeau numérique pour les responsables politiques

Alors que CITYplayer s’adresse aux citoyens, CITYlayers est conçu pour les professionnels.

CITYlayers consiste en une interface accessible par navigateur qui permet de visualiser un jumeau numérique à l’échelle de la ville en intégrant divers aspects tels que les bâtiments, les transports, l’énergie, les déchets et les écosystèmes.

Les personnes utilisatrices peuvent superposer des ensembles de données pour cerner des tendances, puis lancer des simulations de durabilité d’un simple clic. Une municipalité peut, par exemple, sélectionner un quartier et évaluer l’incidence d’une amélioration de l’isolation des bâtiments afin de se conformer à une norme énergétique plus stricte. En quelques minutes, des serveurs distants fournissent un rapport estimant les variations de la demande énergétique et des émissions.

Parmi les nouveaux outils en cours d’élaboration figurent des études de faisabilité pour les réseaux de chauffage et de refroidissement urbains, des modèles d’attribution des émissions des véhicules, des tableaux de bord évaluant l’état de préparation énergétique des collectivités à travers le Canada ainsi que des analyses de rénovation pour les grands parcs immobiliers.

Comment évoluera TOOLS4CITIES?

Les deux plateformes continueront d’évoluer à l’avenir. CITYplayer se concentre pour l’instant sur l’analyse des résultats des projets pilotes et sur son déploiement à plus grande échelle sur le Web. CITYlayers ajoute de nouveaux services dans les domaines de l’énergie, des transports et du rendement énergétique des bâtiments, en collaboration avec les municipalités, les services publics et les partenaires industriels.

« Le défi climatique que doivent relever les villes est colossal, conclut Christopher Gibbs. Nous avons besoin d’outils rigoureux pour les responsables politiques, mais aussi de moyens efficaces de mobiliser le grand public. »

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