Dans le contexte de l’urgence climatique, de la hausse des coûts de l’énergie et de l’urbanisation galopante, la gestion énergétique des villes devient un enjeu stratégique majeur. L’Internet des objets (IoT – Internet of Things) s’impose comme un levier décisif pour optimiser les consommations, intégrer les énergies renouvelables et améliorer la qualité de vie des citoyens. Grâce à des capteurs connectés, des compteurs intelligents et des systèmes de pilotage en temps réel, les villes entrent dans une nouvelle ère : celle de la ville intelligente à haute performance énergétique.
Qu’est-ce que l’Internet des objets appliqué à l’énergie urbaine ?
L’Internet des objets désigne l’ensemble des objets physiques (capteurs, compteurs, équipements, véhicules, infrastructures) connectés à Internet et capables de collecter, transmettre et parfois analyser des données. Dans le domaine énergétique, ces objets mesurent des paramètres comme la consommation d’électricité, de gaz ou d’eau, la température, l’ensoleillement, la présence, la qualité de l’air ou encore les flux de mobilité.
Dans une ville intelligente, ces données sont agrégées dans des plateformes numériques urbaines qui permettent :
- une surveillance en continu des consommations et de l’état des réseaux ;
- une détection rapide des anomalies et des pannes ;
- un pilotage dynamique des équipements (chauffage, éclairage, ventilation, bornes de recharge, etc.) ;
- une meilleure intégration des énergies renouvelables locales (photovoltaïque, éolien urbain, géothermie, etc.).
L’IoT devient ainsi la colonne vertébrale numérique de la ville, permettant une gestion énergétique plus fine, plus réactive et plus sobre.
De la donnée à l’efficacité : comment l’IoT change la gestion énergétique
Historiquement, la gestion de l’énergie en ville reposait sur des mesures ponctuelles, des relevés manuels et des estimations statistiques. Avec l’IoT, l’énergie devient un système piloté en temps réel, fondé sur des données précises et géolocalisées. Les principaux bénéfices sont multiples.
1. Mesure en temps réel et hyper-localisée
Les capteurs installés dans les bâtiments, sur les réseaux et dans l’espace public remontent des données en continu (toutes les secondes, toutes les minutes ou toutes les heures selon les usages). Cette granularité permet :
- de visualiser très finement les courbes de charge et les pics de consommation ;
- d’identifier les zones ou bâtiments les plus énergivores ;
- d’adapter les paramètres des installations (température, éclairage, ventilation) à l’usage réel.
2. Automatisation et pilotage intelligent
Connectés à des systèmes de gestion technique centralisés, les équipements deviennent « intelligents » et réactifs :
- les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) s’adaptent à l’occupation réelle des espaces ;
- l’éclairage public se module en fonction de la luminosité et de la présence de piétons ou de véhicules ;
- les bornes de recharge de véhicules électriques ajustent leur puissance en fonction de la disponibilité du réseau et de la production renouvelable.
3. Prédiction, optimisation et maintenance préventive
En combinant IoT et intelligence artificielle, les villes et les gestionnaires d’infrastructures peuvent anticiper plutôt que subir :
- prévision des consommations en fonction de la météo, de l’heure, du calendrier (jours fériés, événements) ;
- optimisation des contrats d’énergie et des stratégies de stockage (batteries, véhicules électriques) ;
- détection précoce des dérives (fuites, surconsommations, équipements défaillants) pour intervenir avant la panne.
Réseaux électriques intelligents : le rôle clé des compteurs et capteurs
Le développement des « smart grids » est au cœur de la transformation énergétique des villes. L’IoT permet de rendre les réseaux électriques plus flexibles, plus résilients et plus sobres.
Les compteurs intelligents
Les compteurs communicants, installés chez les particuliers, les entreprises et dans les bâtiments publics, sont des objets IoT à part entière. Ils fournissent :
- des données de consommation détaillées (par pas de temps fin) ;
- une capacité de télérelève évitant les déplacements physiques ;
- un support pour des offres tarifaires dynamiques (prix variables selon l’heure ou la tension réseau).
Pour les particuliers comme pour les professionnels, ces données ouvrent la voie à des stratégies d’optimisation (déplacement de certains usages en heures creuses, suivi des gains d’un projet de rénovation, pilotage d’équipements spécifiques).
Les capteurs sur le réseau
Les capteurs installés sur les lignes, postes de transformation et équipements critiques surveillent en permanence :
- les charges et les déséquilibres de tension ;
- la température des équipements ;
- les incidents et microcoupures.
Les opérateurs de réseaux peuvent ainsi mieux intégrer la production décentralisée (panneaux solaires en toiture, petites éoliennes, cogénération) et limiter les risques de surcharge ou de coupure, tout en retardant certains investissements lourds dans les infrastructures.
Éclairage public, mobilité, bâtiments : des usages concrets de l’IoT
La transformation énergétique des villes intelligentes ne se limite pas aux réseaux électriques. L’IoT irrigue un ensemble de domaines clés du quotidien urbain.
Éclairage public intelligent
Les luminaires LED connectés remplacent progressivement les anciens systèmes. Ils permettent :
- de moduler l’intensité lumineuse en fonction de la présence ou de l’heure ;
- de détecter automatiquement les pannes ;
- d’ajuster l’éclairage en cas d’événement ou de conditions météo particulières.
Les économies d’énergie peuvent atteindre 50 à 70 % par rapport à un éclairage public traditionnel tout en améliorant le confort visuel et la sécurité.
Bâtiments tertiaires et résidentiels intelligents
Dans les bâtiments, l’IoT s’intègre aux systèmes de gestion technique (GTB, GTC) pour offrir :
- un pilotage fin du chauffage, de la climatisation, de la ventilation et de l’éclairage ;
- une adaptation aux taux d’occupation (salles de réunion, bureaux, logements) ;
- une visualisation claire des consommations pour les occupants (applications, tableaux de bord).
Pour les gestionnaires immobiliers et les collectivités, cela se traduit par une réduction mesurable des charges, une amélioration du confort et une meilleure valorisation énergétique des actifs (labels, certifications).
Mobilité et infrastructures de recharge
Les objets connectés sont également au service d’une mobilité plus sobre :
- bornes de recharge intelligentes pour véhicules électriques, intégrées aux smart grids ;
- capteurs de trafic et de stationnement permettant d’optimiser les flux et de réduire la congestion ;
- systèmes de gestion énergétique des flottes (bus électriques, utilitaires partagés) avec planification des recharges.
Cette approche coordonnée limite l’impact des nouveaux usages électriques sur le réseau tout en répondant aux attentes des usagers.
Intégration des énergies renouvelables et stockage grâce à l’IoT
Les villes intelligentes cherchent à maximiser l’utilisation d’énergies renouvelables locales. L’IoT joue un rôle pivot pour articuler production, consommation et stockage.
Production décentralisée pilotable
Les installations photovoltaïques, micro-éoliennes, systèmes de géothermie et de récupération de chaleur sont équipés de capteurs qui mesurent :
- la puissance produite en temps réel ;
- l’état des onduleurs et des équipements ;
- les conditions environnementales (ensoleillement, vent, température).
Ces données permettent de prévoir la production, d’optimiser l’autoconsommation locale et de coordonner l’injection sur le réseau avec les consignes de l’opérateur.
Stockage et flexibilité de la demande
Les systèmes de stockage (batteries stationnaires, batteries de véhicules, stockage thermique) deviennent des « actifs flexibles » pilotés par l’IoT :
- stockage de l’excédent de production en journée pour une utilisation en soirée ;
- participation à l’équilibrage du réseau via des services de flexibilité ;
- arbitrage économique en fonction des signaux de prix de l’électricité.
Parallèlement, certains usages peuvent être décalés (chauffe-eau, pompes à chaleur, équipements industriels) pour s’aligner sur les périodes de forte production renouvelable, réduisant ainsi l’empreinte carbone globale de la ville.
Enjeux pour les collectivités, les professionnels et les citoyens
L’IoT appliqué à l’énergie urbaine ouvre de nombreuses opportunités, mais pose également des défis que les acteurs doivent anticiper.
Pour les collectivités locales
- définir une stratégie énergétique et numérique cohérente à l’échelle du territoire ;
- choisir des standards ouverts et interopérables pour éviter les effets de verrouillage technologique ;
- garantir la sécurité des données et la cybersécurité des infrastructures critiques ;
- impliquer les citoyens dans la démarche, via la transparence des indicateurs et la participation.
Pour les professionnels de l’énergie et du bâtiment
- adapter les métiers aux compétences numériques (data, cybersécurité, pilotage à distance) ;
- développer des offres de services énergétiques fondées sur la performance réelle et les données mesurées ;
- tirer parti des nouveaux modèles économiques (contrats de performance, services de flexibilité, autoconsommation collective).
Pour les particuliers
- comprendre et maîtriser leurs consommations grâce à des interfaces pédagogiques ;
- adapter leurs comportements et leurs équipements (appareils connectés, gestion du chauffage, mobilité électrique) ;
- participer à des projets d’autoconsommation, de communautés énergétiques locales ou de flexibilité.
Perspectives d’évolution de l’IoT énergétique dans les villes intelligentes
La convergence entre IoT, intelligence artificielle, 5G/6G et technologies de stockage laisse entrevoir de nouvelles étapes dans la transformation énergétique urbaine.
On peut anticiper notamment :
- une généralisation des bâtiments à énergie positive, intégrés de manière dynamique aux réseaux ;
- des quartiers entiers capables de s’auto-organiser énergétiquement, grâce à des micro-réseaux intelligents ;
- une montée en puissance des services prédictifs, capables d’optimiser en continu l’équilibre entre confort, coûts et empreinte carbone ;
- une intégration croissante des données énergie avec d’autres domaines (santé environnementale, urbanisme, mobilité) pour une ville plus durable et résiliente.
Pour les villes, les entreprises et les citoyens, l’enjeu n’est plus de savoir si l’Internet des objets va transformer la gestion énergétique, mais comment l’anticiper, le gouverner et en tirer le meilleur parti, au service d’une transition énergétique à la fois ambitieuse, efficace et socialement acceptable.