Plateforme d’analyse et de modélisation des données numériques pour la décarbonisation de l’environnement bâti (Tools4Cities – Citylayers)

Aperçu du projet

Cette initiative de recherche développe Tools4Cities, une plateforme numérique libre conçue pour accélérer la décarbonisation des milieux urbains. En exploitant la technologie des jumeaux numériques, la plateforme permet l’intégration de données en temps réel et la mise à l’essai de scénarios, ce qui permet aux collectivités de modéliser et de valider des stratégies zéro émission avant leur mise en œuvre.

Tools4Cities appuie la transition vers des quartiers durables à faibles émissions de carbone en simulant des solutions pour la modernisation des bâtiments, l’électrification des transports et l’optimisation des systèmes énergétiques. Il s’appuie sur un cadre central existant, y compris un outil d’analyse des modernisations et des modèles de mobilité à base d’agents pour Montréal, afin d’offrir des outils adaptables qui peuvent être déployés dans divers contextes communautaires au Canada et à l’étranger.

La plateforme met l’accent sur l’accessibilité et la transparence, en aidant les décideurs à évaluer les compromis, à optimiser la consommation d’énergie et à tracer des voies vers la décarbonisation rentables et axées sur les personnes.

Renseignements clés

Chercheur principal	Yann-Gaël Guéhéneuc, professeur d’informatique et de génie logiciel, Université Concordia
Cochercheurs principaux	Ursula Eicker, professeure de génie du bâtiment, civil et environnemental, et titulaire de la chaire d’excellence en recherche du Canada sur les collectivités et les villes intelligentes, durables et résilientes, Université Concordia; Liangzhu (Leon) Wang, professeur de génie du bâtiment, civil et environnemental, Université Concordia; Michaël Kummert, professeur de génie mécanique, Polytechnique Montréal; Francesco Ciari, professeur agrégé des génies civil, géologique et des mines, Polytechnique Montréal
Collaborateurs de recherche	Darwish Darwazeh, Sophie Lalonde, Jonathan Théoret, Victor Poudelet, Polly Hudson, Stéphanie Simard, Lise Laforce
Partenaires non universitaires	Bureau de la transition écologique et de la résilience (Ville de Montréal); Service de la gestion et de la planification des immeubles (Ville de Montréal); Propulsion Québec; Conseil national de la recherche du Canada; Opal-RT; Opal-DD
Mots-clés de la recherche	Jumeaux numériques, projets énergétiques communautaires, plateforme numérique, simulation de bâtiments, efficacité énergétique, électrification des transports, cogestion intersectorielle de l’électricité, planification urbaine, stratégies de gestion, véhicules électriques
Budget	En espèces : 250 000 $ En nature : 365 000 $

Publications:

J. B. Minani et al., “IoT systems testing: Taxonomy, empirical findings, and recommendations,” Journal of Systems and Software, vol. 226, p. 112408, Aug. 2025, doi: 10.1016/j.jss.2025.112408.

O. Gavaldà-Torrellas, P. Monsalvete, S. Ranjbar, and U. Eicker, “The Urban Building Energy Retrofitting Tool: An Open-Source Framework to Help Foster Building Retrofitting Using a Life Cycle Costing Perspective—First Results for Montréal,” Smart Cities, vol. 8, no. 1, p. 17, Jan. 2025, doi: 10.3390/smartcities8010017.

G. C. Ullmann, Y.-G. Guéhéneuc, F. Petrillo, N. Anquetil, and C. Politowski, “SyDRA: An approach to understand game engine architecture,” Entertainment Computing, vol. 52, p. 100832, Jan. 2025, doi: 10.1016/j.entcom.2024.100832.

L. Etaiwi, P. Sager, Y.-G. Guéhéneuc, and S. Hamel, “Consensus task interaction trace recommender to guide developers’ software navigation,” Empir Software Eng, vol. 29, no. 6, p. 147, Nov. 2024, doi: 10.1007/s10664-024-10528-7.

J. B. Minani, F. Sabir, N. Moha, and Y.-G. Guéhéneuc, “A Systematic Review of IoT Systems Testing: Objectives, Approaches, Tools, and Challenges,” IIEEE Trans. Software Eng., vol. 50, no. 4, pp. 785–815, Apr. 2024, doi: 10.1109/TSE.2024.3363611.

Publications acceptées dans des conférences nationales et internationales:

Z. Meyo, G. C. Ullmann, R. D. Makwana, and O. Gavaldà, “A Pattern-Driven Middleware Architecture for IoT Data,” in 2025 IEEE/ACM 7th International Workshop on Software Engineering Research & Practices for the IoT (SERP4IoT), Ottawa, ON, Canada: IEEE, Apr. 2025, pp. 32–39. doi: 10.1109/SERP4IoT66600.2025.00010.

J. M. Broto, J. Cipriano, G. Mor, O. Gavaldà, S. Masoumi-Verki, and U. Eicker, “An interoperable ontology-based information model for better integration of building physics and IoT data analytics models,” in 2025 IEEE/ACM 7th International Workshop on Software Engineering Research & Practices for the IoT (SERP4IoT), Ottawa, ON, Canada: IEEE, Apr. 2025, pp. 1–8. doi: 10.1109/SERP4IoT66600.2025.00005.

But de la recherche

A detailed 3D model visualization of an urban area with various layers indicating different aspects of the built environment. The image shows a software interface with main layers and services listed on the left side, including options for 'Built Environment', 'Transport', 'Energy', 'Waste' and 'Ecosystem'.

Jumeaux numériques

Au cœur de la plateforme se trouvent des jumeaux numériques, soit des répliques virtuelles de bâtiments et de quartiers, qui permettent des simulations et des analyses sophistiquées. Ces outils permettent aux urbanistes et aux propriétaires de bâtiments d’évaluer le rendement énergétique, de comparer l’intensité des émissions et de prendre des décisions fondées sur des données quant à l’endroit et à la façon de réduire les émissions de GES.

A detailed 3D model visualization of an urban area with various layers indicating different aspects of the built environment. It features a services menu with options such as 'Building Info', 'Energy Demand' and 'Network Solution'.

Analyse de scénarios, validation et cartographie routière

La plateforme soutient la modélisation détaillée de scénarios et la validation dans le monde réel à l’aide de données de surveillance provenant des sites pilotes. Cette capacité permet aux chercheurs et aux parties prenantes d’évaluer la faisabilité des mesures de décarbonisation proposées et d’élaborer des feuilles de route personnalisées pour le développement urbain à faibles émissions de carbone.

Viabilité, abordabilité et inclusivité communautaires

Tools4Cities va au-delà des solutions techniques afin de prendre en compte la dimension humaine. Il cherche à favoriser des collectivités inclusives, à revenus mixtes et accessibles aux transports en commun grâce à l’intégration de mesures d’habitabilité dans son cadre d’aide à la décision. Il s’agit notamment de l’accès aux espaces, aux écoles et aux soins de santé verts ainsi qu’aux options de mobilité durable, assurant ainsi des résultats équitables tout en réduisant les émissions.