Pleins feux sur l’éclairage intelligent

Au Québec, les lampadaires sont en voie de devenir bien plus qu’une simple source d’éclairage. Notamment à Shawinigan et à Montréal, où une nouvelle génération de luminaires éconergétiques commandés à distance promet des économies d’énergie et d’entretien se chiffrant en millions de dollars. Ces systèmes d’éclairage sophistiqués pourront éventuellement s’étendre à d’autres services municipaux pour donner forme à une infrastructure connectée : la ville intelligente.

« Le concept de ville intelligente se trouve un peu galvaudé, estime Bernard Têtu, président de DimOnOff, la PME de Québec qui a fourni à Montréal et à Shawinigan la plateforme nécessaire pour gérer leur réseau d’éclairage. La ville intelligente, ce n’est pas seulement des technologies, il s’agit d’abord d’un mode organisationnel de communication pour assurer le confort et la sécurité des citoyens et optimiser les services qui leur sont rendus. L’éclairage de rue en représente souvent le point de départ. »

Une vue d’ensemble

Le fonctionnement est simple : le logiciel de gestion d’une ville intelligente communique à distance avec chacun des lampadaires sur le territoire de cette dernière. Couplé à des modules de contrôle fixés aux luminaires et reliés entre eux au moyen de passerelles, il collecte en temps réel différentes données grâce à un réseau maillé sans fil. Il permet ainsi aux gestionnaires d’avoir une vue d’ensemble du réseau, de mesurer les pics de consommation, d’optimiser les ressources et de relever les défaillances.

« Il y a plusieurs avantages à utiliser un réseau maillé, souligne Bernard Têtu. Contrairement au réseau en étoile, où une seule tour contrôle 10 000 appareils, le réseau maillé est un système redondant. Quand un luminaire fait défaut, le signal est relayé au luminaire suivant. En d’autres mots, il s’autorépare en variant les fréquences. Ce type de réseau s’avère peut-être plus lent, mais il se montre beaucoup plus robuste. En plus, il est moins exposé aux pannes et aux pertes d’information. »

Une première au Québec

En 2016, la Ville de Shawinigan a entrepris de moderniser son réseau d’éclairage en remplaçant ses 6 223 luminaires à tête de cobra par des luminaires à DEL interconnectés et commandés par la plateforme de DimOnOff, la solution la moins coûteuse à l’époque dans ce marché émergent. L’opération, qui a nécessité un investissement de quatre millions de dollars, représente des économies d’énergie et d’entretien de 482 000 dollars annuellement, en plus d’une réduction de la consommation électrique de près de 70 %.

« Le système génère des économies d’énergie grâce à la gradation de l’intensité lumineuse, expose Marc-André Lehoux, chargé d’affaires pour Énergère, la firme qui a assuré la conception, l’implantation et l’intégration du système de gestion de Shawinigan. Par exemple, dans un cul-de-sac, l’éclairage n’a pas à être aussi puissant qu’au centre-ville. Par contre, à une intersection, où les besoins de sécurité sont plus grands, on va utiliser la pleine intensité. »

Il ajoute que la gestion en temps réel de la performance du luminaire permet à la Municipalité de réagir plus rapidement lors d’une panne. En effet, dès qu’une défectuosité est détectée, un voyant rouge apparait dans le tableau de bord du logiciel et informe l’opérateur de l’origine du problème. L’équipe d’entretien peut donc intervenir plus efficacement, la Ville n’ayant plus à attendre les plaintes de ses citoyens pour connaitre l’état de son réseau d’éclairage.

À Shawinigan, l’installation de luminaires à DEL à 4 000 K (degrés Kelvin) a toutefois nécessité quelques mises au point lors de la mise en service. « On aurait pu choisir une couleur plus chaude, de 3 000 K par exemple, mais il n’y aurait pas eu de différence sur la consommation énergétique, rapporte Martin Martel, ingénieur aux travaux publics. Des citoyens se sont plaints que l’éclairage était trop éblouissant. On a réglé l’intensité à 60 % et les plaintes ont cessé. »

L’exemple de Montréal

Depuis, l’évolution de cette technologie a permis de combler l’écart de consommation électrique entre une DEL à 3 000 K et une DEL à 4 000 K. Si bien que la Ville de Montréal a opté pour la première afin de remplacer les 133 000 luminaires de rue de son territoire, un projet de 110 millions de dollars, présentement en phase d’implantation. « Notre premier programme de conversion date des années 1990, note Isabelle Lessard, ingénieure à la Ville.

« Les luminaires au mercure ont alors été remplacés par des lampes au sodium à haute pression, poursuit-elle. Mais elles exigent un niveau d’entretien important et comme elles arrivent en fin de vie, on s’est tournés vers cette solution plus éconergétique. On s’attend à économiser environ 50 % en énergie et 55 % en entretien, soit des économies de 200 millions de dollars sur la durée de vie des luminaires, estimée à 20 ans ou 100 000 heures. Selon nos calculs, on devrait récupérer l’investissement en neuf ans environ. »

Isabelle Lessard souligne au passage que le système de gestion permet en outre de gérer l’inventaire, de prévoir la fin de vie des luminaires et de planifier les interventions nécessaires. Mais l’une des principales visées de Montréal dans cette conversion, c’était la démocratisation du marché. « La Ville ne voulait pas être liée à un fabricant en particulier, commente-t-elle. L’appel d’offres a été rédigé de manière à forcer l’interopérabilité des équipements de trois fournisseurs. »

La ville du futur

Les réseaux d’éclairage intelligent sont en quelque sorte la porte d’entrée des villes intelligentes. Les systèmes d’acquisition et de contrôle de données permettent aujourd’hui d’inclure diverses mesures pour améliorer la sécurité et le confort des citoyens. Bernard Têtu évoque notamment la possibilité d’utiliser les luminaires intelligents pour signaler les opérations de déneigement. Ou encore pour enregistrer les surverses sur les points de rejet des eaux usées, comme l’a fait la Ville de Shawinigan.

« Les possibilités sont presque infinies, note-t-il. On pourrait même ajouter des fonctions de reconnaissance de sons et d’images. Lors d’une alerte Amber, les capteurs pourraient reconnaitre la plaque d’immatriculation d’un véhicule, la signaler au système qui alerterait à son tour le service de police. Les protocoles de communication se perfectionnent sans cesse et, bientôt, de nouvelles applications verront le jour pour rendre la ville encore plus intelligente et, surtout, plus sécuritaire. »