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La notion de ville durable

Il s'agit d'une notion importante mais discutable, en tout cas difficile à cerner.

Le Bulletin Officiel spécial n°4 du 29 avril 2010 présente les nouveaux programmes de lycée en Histoire-Géographie. Le thème 3 "Aménager la ville" fait entrer le concept de ville durable. A travers cette thématique, on peut étudier notamment la croissance urbaine, l'étalement urbain, les inégalités socio-spatiales, les mobilités et l'aménagement urbain.

Etudier la ville durable nécessite une réflexion préalable afin de mieux cerner ce que revêt ce concept. Le site EDD du CRDP d'Amiens répertorie un ensemble d'outils permettant d'alimenter la réflexion des enseignants.

Pour le PUCA (Plan Urbanisme Construction Architecture), l'aménagement durable des villes passe par la densification. De la même manière, pour S. Hernandez et O. Keramidas, la ville durable doit être compacte. Mais la question de la densité n'est qu'une des caractéristiques de la ville durable, les chercheurs et les urbanistes mentionnent d'autres éléments comme la qualité de vie, la gestion des déchets...

Les données disponibles pour traiter de la ville durable : exemple de l'Atlas urbain européen

Le projet GMES (Global Monitoring For Environment and Security), initié par l'Agence Spatiale Européenne et l'Union Européenne, vise a créer une base de données regroupant l'ensemble des informations recueillies par les différents services d'acquisition de données (cf article de la veille géomatique pour une présentation plus détaillée).

Le projet GMES est à l'origine d'un ensemble d'initiatives dont l'Urban Atlas. L'Urban Atlas, réalisé à partir d'images satellites, est une base de données géoréférencées concernant l'utilisation et l'occupation du sol des villes européennes de plus de 100 000 habitants. A l'horizon 2011, l'Urban Atlas devrait couvrir l'ensemble des ces villes. Toutes les données sont téléchargeables en ligne : http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/urban-atlas.

Les données ayant permis la réalisation de l'Atlas urbain proviennent de plusieurs sources :

-  Données satellitaires d'une résolution de 2,5 m  (Groupe européen Earth Observation)

- Cartes topographiques échelle 1 : 50 000 ou plus

- Des données routières sur l'occupation du sol (en particulier le COTS, dont l'action porte sur les espaces verts et l'aménagement urbain)

- Des données de la DG Regio (commision européenne chargée de l'aménagement régional)

- Des plans locaux de villes

- Des photographies aériennes

Les données satellitaires constituent la base pour créer les couches d'information. Les données recueillies ont été ensuite corrigées et enrichies à partir des sources citées précédemment.

La résolution géométrique (ou échelle) est de 1 : 10 000 ha pour des zones couvrant au minimum  0,25 ha en secteur urbain et 1 ha en secteur rural.

Le fichier zip de téléchargement comprend :

• Les données vectorielles au format SHP (ESRI)
• Un document en PDF composé d'une carte en haute résolution de l'espace considéré
• Un document au format DOC avec les métadonnées

A partir de ces données, nous proposons quelques pistes d'exploitation pédagogique sur le thème de la ville durable (programme de géographie seconde). Les critères de définition de la "ville durable" sont soumis à caution. Nous avons choisi de retenir les critères suivants, en fonction des données disponibles dans l'atlas urbain :

• L'étalement urbain : notion de ville compacte
• Le mitage urbain : problème de limitation des franges urbaines 
• La proximité entre zones d'habitats et zones d'activités  :  notion de mixité fonctionnelle
• La place des réseaux de transport  :  problème d'emprise spatiale, développement des transports doux

Etude de cas avec l'outil géomatique

Classer les types d'occupation du sol

Lorsque l’on importe le fichier au format shp dans le logiciel SIG, il n’est  pas possible par défaut de distinguer les différents types d’occupation du sol ; il faut donc opérer un premier traitement thématique.

Pour faire apparaître le classement thématique, il faut utiliser la fonction de classification ou de symbologie disponible dans le logiciel SIG. Par défaut, les couleurs sont attribuées au hasard. Il faut donc réattribuer à chaque item une couleur significative. Il est aussi possible d'opérer des regroupements d'Items, en utilisant une même symbologie pour plusieurs Items. Dans l'exemple développé, nous proposons les regroupements suivants :

- Continuous Urban Fabric (S.L > 80 %) + Discontinuous Dense Urban Fabric (S.L : 50% - 80%);

- Discontinuous Dense URban Fabric (S.L 10% - 30%) + Discontinuous Very Low Density Urban Fabric (S.L < 10%)

 Voici un exemple de carte avec choix de symbologie :

A partir de cette carte, il est d'ores et déjà possible de visualiser les différents modes d'occupation du sol en fonction de l'importance de leur surface. Ce premier classement peut constituer un point de départ pour conduire la réflexion : quelle place pour la forêt ?  quelle densité du bâti  ?... Pour aller plus loin nous proposons de calculer, à l'aide d'un SIG, la surface totale couverte par chaque thème et de la ramener à la surface totale de l’espace étudié. L'analyse statistique permet d'obtenir un tableau exportable dans un graphique-tableur :

Mesurer l'étalement à partir des densités urbaines

Il est aussi possible à partir des données de l'Atlas urbain de mesurer l’étalement des villes. A l'intérieur des données sur la surface occupée par l'ensemble des items, on sélectionne les données qui concerne uniquement la surface bâtie et on réalise un diagramme circulaire représentant la part occupée par chacun des items "Bâti".

Dans le cas de Lyon, nous pouvons remarquer que le bâti discontinu dense représente la part la plus importante. On peut effectuer des comparaisons avec d'autres villes pour vérifier si la part des franges urbaines est aussi importante. Pour cela on peut tout d'abord comparer des villes de même type (nombre d’habitants, secteurs d’activité, rang mondial…), puis comparer des villes de types différents (Voir document pdf).

Calculer la tâche urbaine à partir du bâti

Afin de représenter et de calculer la tâche urbaine il est nécessaire de réaliser une opération d'extraction.

Requête pour l'extraction d'un seul Item : "ITEM" = 'Continuous Urban Fabric (S.L. > 80%)'

Requête pour l'extraction de deux ou plusieurs Items : "ITEM" = 'Discontinuous Low Density Urban Fabric (S.L. : 10% - 30%)' OR "ITEM" = 'Discontinuous Very Low Density Urban Fabric (S.L. < 10%)'

Si on ajoute les infrastructures de transport et les zones d'activités, voici la requête complète :

Une fois cette requête effectuée, on obtient une représentation cartographique de la tâche urbaine.  Celle-ci peut être commentée à partir de l'analyse visuelle (étendue de la tâche, ses dissymétries éventuelles par rapport au modèle radio-concentrique). Cette analyse visuelle peut être complétée par une analyse statistique avec notamment le calcul de la surface occupée par la tâche urbaine par rapport à l'ensemble de l'espace considéré.

Calculer l'emprise des infrastructures de transport

 L'emprise spatiale des infrastructures de transport peut constituer "en creux" un indicateur de durabilité de la ville. En effet plus l'emprise spatiale du réseau routier est importante, plus les flux de voitures sont en  général élevés  Cependant les données de l'Atlas urbain  ne permettent pas de différencier les types de transport : voitures individuelles, camions, véhicules collectifs... ce qui limite les pistes d'exploitations possibles. En revanche on peut calculer l'emprise des différents modes de transport par route, autoroute ou chemin de fer.

Pour réaliser ce calcul, il faut effectuer les mêmes actions que pour la tâche urbaine, mais cette fois en centrant les requêtes sur les Items liés aux réseaux de transport. Là aussi on aura intérêt à comparer avec d'autres villes européennes.

• Exploitation pédagogique dans un SIG

Téléchargement du document pdf qui détaille l'exploitation du jeu de données dans un SIG : tutoriel, cartes exemples, graphiques exemples...

• Exploitation pédagogique dans un globe virtuel (Google Earth)

Auteur : Floriane Adouard