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28-03-2019

Donner la clé de la ville à l’intelligence artificielle promet d’améliorer son empreinte écologique et l’efficacité de ses services. Mais y a-t-il un prix à payer?

Depuis 2016, une foule de dispositifs technologiques sont expérimentés dans une résidence de l’École de technologie supérieure (ÉTS) à Montréal. Entre autres fonctionnalités, ils peuvent lancer une alerte en cas de fuite d’eau, baisser le chauffage si il y a un redoux ou permettre d’éteindre les lumières à l’aide d’une commande.

Mais l’ambition de ces systèmes automatisés dépasse largement le confort des locataires.

De la maison intelligente à la ville intelligente, il n’y a qu’un pas. Pour Mohamed Cheriet, professeur à l’ÉTS et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur la durabilité écologique d’Eco-Cloud, ces installations constituent un « banc d’essai ». Son but ? Explorer leur potentiel à améliorer la gestion de l’énergie à l’échelle d’un quartier, voire d’une municipalité.

À terme, le déploiement du système est prévu dans 200 résidences pour le début de l’année 2020. Les données amassées permettront d’analyser en temps réel la consommation d’eau et d’électricité à l’intérieur d’une résidence et aussi dans plusieurs d’entre elles, et ce, simultanément, comme s’il s’agissait d’une petite cité en soi.

Et le projet s’intègre à un terrain de jeu encore plus vaste : le Laboratoire à ciel ouvert de la vie intelligente (LAB-VI). Par cette initiative de Vidéotron, menée en collaboration avec l’ÉTS, l’entreprise Ericsson et le Quartier de l’innovation, on met en place une infrastructure technologique pour tester différentes solutions numériques dans le quartier Griffintown, à Montréal, comme des abribus intelligents. Les partenaires auront bientôt accès à un réseau 5G grâce auquel des capteurs partageront entre eux une quantité massive de données de façon plus rapide et en temps réel.

Conférer un sens aux données

Pour extraire des informations utiles de cette masse de données, l’intelligence artificielle (IA) vient en renfort. Des techniques comme l’apprentissage profond permettent d’y déceler des tendances, des dynamiques et des corrélations.

Avec son équipe, Mohamed Cheriet a ainsi entraîné un réseau de neurones artificiels avec des données sur la consommation énergétique enregistrées dans la résidence étudiante de l’ÉTS, mais aussi dans d’autres régions du Canada, aux États-Unis et en France. Grâce à cette méthode, les chercheurs ont anticipé les émissions de gaz à effet de serre (GES) produites par des habitations selon les moments de la journée avec une précision déclassant les approches traditionnelles. Le taux d’erreur était de 12 % dans les endroits où la principale source d’énergie était renouvelable, comme ici avec l’hydroélectricité, et d’à peine 2 % là où le secteur résidentiel dépendait du gaz naturel ou du charbon. Les fournisseurs d’électricité peuvent ainsi mieux prévoir les pics de consommation afin d’éviter le recours à des sources d’énergies polluantes d’appoint. Les habitants, quant à eux, peuvent savoir à quelle heure il est préférable de mettre en marche leur lave-vaisselle, lorsqu’un système de gestion automatique ne le fait pas à leur place, pour diminuer de près de 25 % leurs émissions de GES.

Un tableau de bord

En plus de tracer la voie pour réduire l’empreinte carbone d’une métropole, ces technologies offrent un « tableau de bord » aux administrations municipales en mesurant l’utilisation et l’occupation de l’espace dans le temps, selon Mohamed Cheriet. « Les décideurs peuvent mieux comprendre ce qui se passe dans les différents secteurs et proposer de meilleurs services. »

C’est aussi ce qu’espère Jean-Charles Grégoire, professeur au Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS). « L’IA pourrait être exploitée pour déterminer le plus tôt possible le degré de gravité d’une situation d’urgence et mobiliser les forces nécessaires plus rapidement », souligne-t-il.

Le chercheur a entamé une réflexion avec la Ville de Montréal pour améliorer les communications entre les services policiers, ambulanciers et d’incendie. « Avec le réseau sans fil que nous avons maintenant, il est possible d’échanger plus d’informations », estime-t-il.

Les algorithmes pourraient également repérer un fait atypique sur des voies de circulation dotées de caméras. « À l’heure actuelle, il est possible de dire s’il y a un ralentissement dans la circulation à un endroit et de savoir à quoi il est dû », indique M. Grégoire. Si les renseignements sont inhabituels ou correspondent à ceux notés dans des circonstances dramatiques, le système pourrait lancer par lui-même une alerte aux services d’urgence avant même que quiconque ait signalé un accident.

Une gouvernance à revoir

Marie-Christine Therrien, directrice du Cité-ID LivingLab de l’École nationale d’administration publique. Photo: ENAP

« La ville va concevoir de nouveaux outils pour répondre de manière plus rapide et plus ciblée aux besoins des résidants, prendre le pouls de leurs idées et de leurs exigences », considère pour sa part 
Marie-Christine Therrien, directrice du Cité-ID LivingLab de l’École nationale d’administration publique (ENAP). Son unité de recherche sur la résilience urbaine participe activement aux discussions avec la Ville de Montréal en vue de sa candidature aux Défis des villes intelligentes, un concours d’Infrastructure Canada. De plus, elle est membre de l’Observatoire international sur les impacts sociétaux de l’intelligence artificielle et du numérique, créé par les Fonds de recherche du Québec en décembre 2018. Sa mission ? Accompagner les organisations publiques dans ce nouvel environnement numérique (voir « Remettre l’intelligence artificielle dans le droit chemin », p. 14).

Car ces percées technologiques risquent de bouleverser le fonctionnement des administrations municipales. Ce n’est qu’une question de temps avant que des algorithmes effectuent l’analyse des formulaires ou des demandes de permis par exemple. Ils accéléreront leur tri, leur traitement et la réponse apportée, mais ils engendreront une réorganisation du travail à l’interne.

« Il faut faire attention aux questions d’acceptabilité sociale », soulève Marie-Christine Therrien. Et pas seulement pour gagner l’adhésion des fonctionnaires. Si les gens peuvent y trouver leur compte, ils ne souhaitent pas pour autant dévoiler leurs renseignements personnels à n’importe quel prix. « Comment seront utilisées les données ? À qui serviront-elles ? Quels sont les rôles des gouvernements et des grands joueurs de l’industrie ? » énumère-t-elle.

Ces questions, les municipalités ne pourront pas en faire l’économie. Une récente controverse autour d’un projet de quartier intelligent à Toronto a montré la sensibilité de cet enjeu. Sidewalk Labs, une filiale du géant numérique Alphabet, travaille depuis 2017 à l’aménagement d’une zone urbaine sur les rives du lac Ontario. Elle y prévoit l’installation de multiples capteurs, notamment pour analyser les mouvements des résidants et revoir en conséquence l’urbanisme et les services. Le but affiché est d’accroître la qualité de vie. Mais la sécurisation des données s’est révélée un maillon faible. En octobre 2018, une conseillère du projet experte en protection de la vie privée, Ann Cavoukian, a démissionné avec fracas. Sa raison : les entreprises engagées dans le projet n’avaient pas l’obligation de supprimer les informations qui désigneraient les visiteurs dans le quartier.

« L’espace public et l’espace privé sont mélangés, observe dans ce cas Marie-Christine Therrien. Cela veut dire que les responsables n’ont pas pris les moyens de protéger la vie privée et c’est profondément perturbant. »

La Ville de Montréal a publiquement déclaré qu’elle éviterait de tomber dans cet écueil. Au LAB-VI, Mohamed Cheriet assure qu’une anonymisation des données est effectuée pour les résidences de l’ÉTS. Il évoque d’autres façons de faire, comme l’utilisation de deux IA, l’une à l’échelle du quartier et l’autre dans le logement, pour restreindre la sortie de données sensibles. Il aimerait aussi explorer le potentiel de la chaîne de blocs (blockchain) pour séparer des données afin d’éviter des atteintes à la vie privée et des fuites d’information.

Intelligente mais vulnérable ?

Jean-Charles Grégoire, professeur au Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’Institut national de la recherche scientifique.

Les administrations municipales peuvent déjà être la cible de pirates informatiques prenant en otage des données pour demander des rançons. «Les problèmes risquent d’être accrus dans des villes plus intelligentes où l’infrastructure sera elle-même essentielle pour les opérations du quotidien, relève 
Jean-Charles Grégoire. Le souci de cloisonner ou d’isoler différents aspects des opérations de la ville est important, car les vecteurs et points d’entrée des attaques seront diversifiés.» D’autant plus que les accès à des bases de données doivent être accordés à de nombreux acteurs − employés, entreprises ou résidants − selon le cas.

Jean-Charles Grégoire donne l’exemple d’une station d’épuration des eaux située sur un terrain clos pour mettre à l’abri les équipements et le système informatique. En connectant cette installation à l’extérieur, on la rend vulnérable. « On crée une porte dans ce qui était une enceinte fermée, signale-t-il. Comment va-t-on la verrouiller ? »

L’intelligence artificielle fait néanmoins partie de la solution : elle sert désormais à détecter des intrusions dans les systèmes informatiques. « Mais il faut que les installations informatiques et les bases de données soient conçues pour garantir un certain nombre de services malgré des problèmes ou des attaques », avertit M. Grégoire.

Pour rendre une ville intelligente, il vaut donc mieux planifier en amont l’implantation de l’IA et des systèmes numériques de manière… intelligente.

Ce reportage fait partie du supplément réalisé en collaboration avec le réseau de l’Université du Québec

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