Thèse de doctorat
Modélisation de l’étalement urbain.
Aspects conceptuels et gestionnaires. Application à Belfort.
Membres du jury
Directeur : Madame Colette Cauvin, professeur, Université Louis Pasteur, Strasbourg
Rapporteur interne : Monsieur Richard Kleinschmager, professeur, Université Louis Pasteur, Strasbourg
Rapporteur externe : Monsieur Pierre Frankhauser, professeur, Faculté des lettres et sciences humaines de Besançon
Rapporteur externe : Monsieur Jean Laterrasse, professeur, Ecole Nationale des ponts et chaussées
Examinateur : Monsieur Olivier Frérot, Directeur de la Direction Départementale de l’Equipement de la Loire
Résumé
Le processus d’étalement urbain n’est pas sans conséquence sur les villes et leur fonctionnement. Il affecte la coalescence urbaine et perturbe les équilibres naturels et environnementaux, par le mitage des zones périurbaines et les pollutions qui en découlent. Il implique également des modifications sociales qui conduisent à l’homogénéisation de l’espace et à des ségrégations possibles entre le centre et les périphéries des villes. La législation invite aujourd’hui à anticiper ces situations et à projeter l’avenir des villes dans le cadre d’une démarche prospective. Sur la base d’un espace carroyé, la modélisation présentée ici permet de simuler le futur urbain et d’effectuer cette démarche en trois étapes : une quantification des changements (modèle de transition, chaîne de Markov), la localisation de ces changements (modèle de potentiel) et leur différenciation (automates cellulaires). Le caractère opérationnel de cet enchaînement de modèles est concrétisé par le programme informatique CamDeus (cellular automata models to design environmental and urban systems). Plusieurs scénarios sur la ville de Belfort illustrent les possibilités de simulation offertes et permettent de mieux comprendre les phénomènes et les processus en œuvre dans les villes, et de répondre à une problématique qui dépasse le simple cadre de l’étalement, en envisageant l’aménagement de l’espace sous l’angle d’une dialectique entre éloignement et proximité.
Abstract
Urban sprawl process has important consequences on urban space and functions. It affects urban growth as wall as natural equilibrium through periurbanization and environmental pollution. Urban sprawl also implies social modifications, leading to spatial homogenisations and possible segregation between centre and periphery. Presently, legislation demands to anticipate such situations and to imagine the future of the cities within a prospective approach. Relying to grid mapping, the modelling presented here allows to simulate urban futures within three steps : the quantification of the urban changes (transition model, Markov chains), location of these changes (potential model) and differentiation (cellular automata). The CamDeus software (Cellular Automata Models to Design Environmental and Urban Systems) gives concrete expression to this string of models. Several scenarios related to the city of Belfort show the possibilities of simulation that modelling makes possible and allows a better understanding of urban phenomena and processes. Such an approach goes beyond the sprawl and envisages urban planning trough a double point of view : far / near.
Auf Deutsch
Der Prozess der Verstädterung beeinflusst das Wachstum unserer Städte und wirkt sich auf deren Funktionsweise aus. Das ökologische Gleichgewicht wird durch die mit diesem Prozess einhergehenden Umweltbelastungen beeinträchtigt. Verstädterung ist gleichzeitig verbunden mit der Veränderung sozialer Strukturen, deren Konsequenz auf der einen Seite die räumliche Homogenisierung und auf der anderen Seite die Segregation zwischen Stadtzentrum und Peripherie ist. Die aktuelle Gesetzgebung versucht diesem Prozess vorzugreifen indem sie die Zukunft der Städte vorausplant. In der vorliegenden Arbeit konnte auf der Basis eines Rasters die zukünftige Stadtentwicklung in drei Schritten simuliert werden : die Quantifizierung der Veränderungen (Übergangsmodell, Markov-Ketten), ihre Lokalisierung (potential model) und ihre Differenzierung (Zellularautomat). Die Anwendbarkeit dieser Modellfolge wird durch das Programm CamDeus gewährleistet (Cellular Automata Models to Design Environmental and Urban Systems). Die Möglichkeiten der Simulation werden anhand mehrerer Szenarien am Beispiel der Stadt Belfort (Frankreich) aufgezeigt. Die Ergebnisse tragen zum Verständnis des Verstädterungsprozesses und der damit verbundenen Phänomene bei. Unsere Herangehensweise geht über den einfachen Rahmen der Verstädterung hinaus und betrachtet die räumliche Planung sowohl unter dem Gesichtspunkt der Distanz als auch der Nähe
