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Simulation de l’étalement urbain de Dijon en 2030 : approche systémique de la dynamique gravitaire ville-transport Résumé Avec la diffusion des principes de la dynamique des systèmes, la géographie a connu depuis les années 1980 une importante évolution, se traduisant aujourd’hui par le développement des automates cellulaires ou des systèmes multi-agents et leur couplage progressif avec les Systèmes d’Informations Géographiques. Les travaux récents ont pu montrés que la problématique de l’étalement urbain était particulièrement bien adaptée à ce type d’approche. Dans ce papier, nous nous positionnons un peu en marge de ces études. Ainsi, l’exploration porte d’avantage sur la formalisation de la dynamique elle-même que sur l’application de cette dernière. Ce papier se propose tout d’abord de formaliser la croissance urbaine sous la contrainte de la congestion. La construction du modèle repose alors sur la combinaison d’hypothèses de fonctionnement et d’interaction des espaces urbains telles que la gravitation ou encore la mécaniques des fluides (théorie du trafic). L’étude propose ensuite de tester la validité du système à l’échelle communale pour l’aire urbaine de Dijon et d’envisager en dernier lieu des hypothèses de croissance de la ville et de son périurbain à l’horizon 2030 Mots clés : gravitation, densité de population, dynamique urbaine, théorie du trafic, vitesse Abstract With the distribution of the principles of the dynamics of the systems, the geography knew since the 1980s an important evolution being translated by the development of the cellular automata or the systems today multi-agents and their progressive coupling with the Geographical Information systems. The recent works were able to shown that the problem of the urban spreading was particularly well adapted to this type of approach. In this paper, we opt for a parallel way. So, the exploration concerns of advantage the formalization of the very dynamics that on the application of this last one. This paper suggests first of all formalizing the urban growth under duress of the congestion. The construction of the model bases then on the combination of hypotheses of functioning and interaction of the urban spaces such as the gravitation or still fluid mechanics (theory of the traffic). The study suggests then testing the validity of the system in the municipal scale for the urban area of Dijon and envisaging lastly hypotheses of growth of the city and the suburban area on the horizon 2030 Keywords : gravitation, density of population, urban dynamic, traffic theory, speed Introduction L’étalement urbain est au cœur de nombreuses problématiques de la géographie ou de l’Economie Géographique. Largement exploré dans la littérature, ce phénomène reste pourtant difficile à cerner aussi bien dans ses principes que dans ses formes. Pour Margo (1992) et Mills (1992), une partie de l’extension des banlieues serait imputable à la hausse du revenu des ménages (40% pour les USA). Pour Brueckner ou Fansler (1983), la croissance de la population serait principalement à l’origine de l’étalement urbain. Enfin pour Leroy et Sonstelie (1983), les innovations techniques en matière de transport auraient pour conséquence un arbitrage entre une relocalisation en périphérie ou au centre ville (concentration). A l’échelle mondiale, il semble évident que les formes d’étalement diffèrent selon les pays ou les continents. Les travaux de Newman et Kenworthy (1989, 1992, 1998) montrent comment la voiture a pu dessiner dans le temps les formes de la ville. La théorie des 3 ages de la ville1 met en scène la voiture face à l’urbanisme des villes : Cette analyse conduit à définir une typologie de la forme urbaine. Trois modèles sont aujourd’hui envisagés : la ville dite californienne, largement dépendante de l’automobile et très étendue, peu dense, la ville européenne, construite principalement à partir des transports en commun (dont les évolutions sont encadrées par les pouvoirs publics) et enfin la ville asiatique (très dense et très congestionnée). Les évolutions les plus récentes de l’étalement urbain montrent une plus grande prégnance du modèle californien sur les autres. Depuis les années 1970, on assiste en Europe à une nouvelle forme d’urbanisation qui conduit à un éparpillement urbain massif dans les villages autour des grandes agglomérations tout en laissant de vastes zones vides. Pour Ewing (1997), ce style de croissance en leapfrog est aussi celui de la ville américaine pour partie. Très étudié depuis les années 1980, le phénomène de périurbanisation touche aujourd’hui la plus grande partie du territoire français. De nombreuses études ont été lancées sur cette question et la plupart d’entre elles ont une visée régionale. A coté de cela, se trouve les analyses quantitatives. On distinguera tout d’abord l’étude par les densités de population, qui est la pionnière dans l’analyse des formes urbaines. Sur la base des travaux fondateurs d’Alonso (1964), cette question fut d’abord rattachée au modèle concentrique (Clark 1951, Newling 1969, Mills 1970, Bussière 1975) avant de trouver une nouvelle issue polycentrique avec le développement de l’Economie Géographique dans les années 1980 et 1990 (Wang, Zhou 1999, Small., Song 1994, Song 1994, Mc Donald, Prather 1994, Mc Donald 1987, Mahmassani, Baaj, Tong 1988). D’autres voies ont, depuis, été explorées comme celles des fractals (Batty et al. 1986, 1995, Frankhauser 1997) permettant alors d’intégrer la notion d’échelle au sein même de la description des formes. De ces approches quantitatives de l’urbain, celle qui a sans doute le plus contribué à la connaissance de l’étalement est probablement la systémique ou plus généralement l’analyse différentielle avec les automates cellulaires. Basés sur des processus stochastiques et en partant d’un existant, ces derniers permettent de suivre l’évolution d’une zone urbaine dans sa globalité (Lajoie et al. 2008) voire de simuler la dynamique de l’occupation du sol à des échelles très fines (Dubos Paillard, Germond, Langlois 2003, Antoni 2003). Notre approche arrive en complément de ces nouveaux outils et pourrait probablement fournir un support formel pour des fonctions de transition. Les trois hypothèses suivantes sont à la base de notre formalisation • La première suppose que les masses de population induisent, en statique, des flux de circulation. Dans sa forme la plus simple, le modèle gravitaire suppose ainsi que la ville à 5 km ou ville pedestre, la traked city ou ville du rail (transport en commun métro) et enfin la rubber city ou ville caoutchouc dont les formes sont dessinées par la voiture.
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