Un capteur facilite la conception de places publiques respectueuses du climat

Des étudiants et étudiantes de l'ETH Zurich ont mis au point des capteurs capables d'indiquer comment les gens utilisent les espaces urbains. Ils mesurent de manière anonyme la façon dont les gens utilisent des objets tels que des chaises sur une place publique. Les capteurs se sont révélés utiles lors des essais et pourraient être utilisés à l'avenir pour aménager les espaces publics en fonction des besoins.
Comment les habitants et habitantes de Zurich utilisent-elles et ils une place urbaine telle que le Münsterhof lorsqu'il fait chaud en été ? Un capteur fabriqué par des étudiants et étudiantes de l'ETH Zurich apporte des réponses à cette question. (Photo : Keystone)

Comment se comporte-t-on dans les espaces publics des villes lorsqu'il fait extrêmement chaud - et qu'il est prévu que la chaleur augmente encore en raison du réchauffement de la planète ? Comment utilise-t-on les sièges tels que les chaises mises à disposition dans les lieux publics ? Comment l'utilisation des chaises change-t-elle en fonction de l'heure de la journée, de la météo ou de l'aménagement de la place ? Pour répondre à ces questions, l'Office du génie civil et la compagnie d'électricité de la ville de Zurich ont mené un projet pilote en août et septembre 2022 et ont testé 16 des capteurs développés en partenariat avec l'ETH Zurich,  huit à la Münsterhof et huit à la Vulkanplatz à Zurich. Les deux places diffèrent par leur emplacement et le matériau des chaises.

Les capteurs ont enregistré quelque chose d'inattendu : une nuit, les données ont atteint un pic en relation avec les niveaux de bruit et les mouvements des chaises. C'était le 13 août 2022, lorsque la Street Parade s'est tenue pour la première fois en deux ans après l'interruption causée par la pandémie de coronavirus, avec des milliers de participants et paricipantes et de nombreuses raveuses et ravers passant la nuit à faire la fête sur les deux places.

Les étudiants et étudiantes de l'ETH Zurich du centre D-ITET pour l'apprentissage par projet (voir ci-dessous) ont conçu et construit ces capteurs, qui peuvent mesurer la température, l'humidité et les niveaux de bruit. Les capteurs fournissent également des données qui peuvent indiquer l'occupation et l'emplacement de chaque chaise : «Le capteur peut déterminer la position d'une chaise à l'aide du GPS», explique Lukas Schulthess, chef de projet du côté de l'ETH Zurich. «Un accéléromètre et un algorithme d'analyse intelligent sont utilisés pour calculer la durée pendant laquelle une personne est assise sur une chaise.

Les chercheuses et chercheurs ont également vérifié si les capteurs pouvaient aider à planifier les espaces publics en fonction des besoins, ce type de planification devenant de plus en plus important à Zurich.

Les capteurs de l'ETH Zurich se sont révélés utiles

La ville de Zurich a annoncé (voir le communiqué de presse du service de génie civil et de gestion des déchets de la ville de Zurich) que les nouveaux capteurs se sont révélés utiles : le transfert de données sans fil a fonctionné de manière fiable pendant la phase de test, les capteurs ont fonctionné sans erreur et la qualité des données était bonne. L'analyse des données a également permis d'indiquer où et à quelle fréquence les chaises ont été utilisées.

La ville a également indiqué dans son communiqué de presse que les capteurs pourraient donc être utilisés à l'avenir pour améliorer les services (par exemple, plus de places assises ou plus d'ombre) et pour aménager les espaces publics en fonction des besoins. Lukas Schulthess explique que ce type de données peut également être généré à l'aide d'observations, de questionnaires, de comptages et de caméras. «Mais les capteurs recueillent ces données de manière plus efficace, plus fiable, plus continue et plus anonyme. Les données ne permettent pas de tirer des conclusions sur les individus.

Et qu'est-ce que l'analyse des données dit dans l'ensemble ? Outre les similitudes, ce sont surtout les différences d'utilisation des places qui sont apparues clairement : les sièges ont été utilisés de manière similaire sur les deux places, le matin et le soir. Les chaises de la Münsterhof ont été utilisées le plus souvent l'après-midi, tandis que celles de la Vulkanplatz l'ont été le plus souvent à l'heure du déjeuner. Le samedi, les sièges de la Münsterhof ont été plus utilisés que ceux de la Vulkanplatz.

En ce qui concerne la position des chaises, il apparaît que celles de la  Münsterhof sont placées à l'ombre lorsque le soleil brille. Sur la Vulkanplatz, en revanche, elles restaient réparties sur l'ensemble de la place, indépendamment de la température ou du soleil. Cela est dû à la conception des places : Vulkanplatz comporte de nombreux petits arbres qui apportent de l'ombre, tandis que la Münsterhof a été conçu sans verdure.

Le projet pilote a été mené dans le cadre de Smart City Zurich et comprend également des aspects liés à l'informatique urbaine et à la planification urbaine. Pour les étudiants et étudiantes de l'ETH Zurich, le projet de capteurs est maintenant terminé, tandis que la ville de Zurich étudie d'autres applications potentielles.

Centre pour l'apprentissage par projet

Le Centre pour l'apprentissage par projet (PBL) fait partie du Département des technologies de l'information et du génie électrique (D-ITET). Le PBL se concentre principalement sur des cours avec des projets et des applications pratiques pour les étudiants et étudiantes en bachelor et en master. Afin d'offrir aux étudiantes et étudiants des projets innovants et réalistes, ces initiatives sont souvent menées en collaboration avec des partenaires industriels et des institutions externes, comme c'est le cas ici avec la ville de Zurich.

Le principal domaine d'expertise du PBL est la recherche et le développement de systèmes intelligents à haut rendement énergétique utilisant des capteurs innovants, la fusion de capteurs et l'informatique périphérique (c'est-à-dire le traitement décentralisé des données à la périphérie du réseau). Cela permet au PBL de collaborer dans de nombreux domaines de recherche interdisciplinaires qui dépendent de systèmes spécialisés.