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Collection " Méthodes et Approches »

dirigée par Gérard Brun ECONOMICAPour de nombreux acteurs, impliqués professionnellement ou politiquement dans les problématiques de la ville et de son aménagement, il est devenu clair que la planification de l'urbanisation ne peut être déconnectée des politiques de transport : elles interagissent l'une sur l'autre et doivent être considérées ensemble, ce qui nécessite de les formaliser sous la forme d'un système. Dans ce contexte, c'est

véritablement à la question de la modélisation du système-ville, envisagé à travers sa

forme et ses politiques de transport, que cet ouvrage souhaite apporter une contribution : celle de la recherche française actuelle dans ce domaine. L'ouvrage présente douze modèles de la ville, issus du monde de la recherche académique, de bureaux d'études ou d'organismes privés impliqués dans les questions d'aménagement du territoire, regroupés en deux parties. La première présente une série de modèles qui prennent en compte de manière combinée la question des déplacements quotidiens et des localisations résidentielles et d'entreprises, selon des échelles et des temporalités différentes, dans une philosophie qui peut s'assimiler à celle des modèles LUTI (Land-Use and Transportation Integrated models), dont ils offrent une adaptation au cas français sur plusieurs terrains d'étude. La deuxième partie regroupe des modèles fondés sur l'analyse des transports et de l'urbanisation : ils prennent en compte les interactions de ces deux dynamiques, mais se distinguent par une approche centrée sur des questions plus particulières, souvent innovantes, parfois très théoriques, qui offrent autant d'ouvertures pour de nombreux développements futurs. Ainsi, chacun de ces modèles s'attache à la question des mobilités ou de l'évolution de l'occupation du sol en ouvrant de nouvelles voies, tant sur le plan formel, que sur celui des thématiques qu'ils explorent et de leurs implications en matière d'aide à la décision pour la planification urbaine et les politiques de transport. Les questionnements auxquels cet ouvrage tente de faire face, les méthodes qu'il apporte à la simulation de processus complexes, les résultats prometteurs qui s'y esquissent, les domaines nouveaux qui y sont explorés, tant d'un point de vue pratique que théorique, montrent que la recherche ouvre des voies et des chemins qui se croisent et permettent de mieux considérer la question de l'urbanisation et des politiques de transports qui s'y associent, proposant des solutions pour envisager plus concrètement la mise en place d'un développement durable des territoires et des systèmes urbains. Jean-Philippe Antoni, docteur en géographie, est maître de conférences en aménagement de l'espace et en urbanisme. Ses principaux travaux concernent l'étude et la qualification des espaces urbains, tant sur le plan de leur forme que sur celui des mobilités quotidiennes et résidentielles qu'ils engendrent. ?

Sous la direction de

Jean-Philippe ANTONIM

ODÉLISER LA VILLEISBN 978-2-7178-5971-3

49

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MODÉLISER LA VILLE

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Collection "Méthodes et Approches"

dirigée par Gérard BRUN Cette collection axée sur la recherche en transport et en urbanisme a pour ambition de publier des ouvrages contribuant à un renouveau conceptuel dans le domaine des sciences humaines, par le recours à des méthodes nouvelles et à des approches transversales.

Ouvrages déjà parus :

L"environnement dans la décision publique

...Refonder l"évaluation socio-économique pour des politiques de transport plus durables, C HANELOlivier et FABURELGuillaume (sous la direction de) Le calcul économique dans le processus de choix collectif des investis- sements de transport, M

AURICEJoël et CROZETYves (sous la direction

de)

559001_titres_Mise en page 1 03/11/10 14:54 Page2

Collection " Méthodes et Approches »

dirigée par Gérard Brun

MODÉLISER LA VILLE

Formes urbaines et politiques de transport

Sous la direction de

Jean-Philippe ANTONI

Ouvrage publié avec le soutien de la Direction de la recherche et de l'innovation (service de la recherche) du Commissariat général au développement durable (ministère de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de la Mer), en liaison avec le Programme de recherche et d'innovationdans les transports terrestres ... PREDIT 4

49, rue Héricart, 75015 Paris

ECONOMICA

559001_titres_Mise en page 1 03/11/10 14:54 Page3

© Ed. ECONOMICA, 2011

Tous droits de reproduction, de traduction, d'adaptation et d'exécution réservés pour tous les pays.

REMERCIEMENTS

L'ensemble des auteurs tient à remercier les doctorants du laboratoire ThéMA (Besançon) pour leur dernière lecture des textes, et particulièrement Marion Lamiral pour la mise en page et la composition des figures.

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SOMMAIRE

Préface....................................................................................................... VII

Catherine Morency

Introduction

Des éclairages pour modéliser la ville.................................................... 1

Première partie

De la modélisation à la simulation urbanisation/transport

Introduction............................................................................................................ 15

Chapitre 1

La modélisation urbaine : une approche historique.................................. 19

Aurore Cambien

Chapitre 2

MOBISIM : un modèle multi-agents et multi-scalaire pour simuler

les mobilités urbaines.................................................................................... 50

Jean-Philippe Antoni et Gilles Vuidel

Chapitre 3

SIMAURIF : un modèle dynamique de simulation de l'interAction transport-Urbanisation en région Île-de-France........................................ 78

Dany Nguyen-Luong

Chapitre 4

SIMBAD : un outil pour intégrer le développement durable

dans les politiques publiques........................................................................ 119

Jean-Pierre Nicolas

Chapitre 5

PIRANDELLO® : un modèle d'équilibre urbain..................................... 165

Vincent Piron et Jean Delons

Chapitre 6

MOSART et le projet PLAINSSUD : une plate-forme de modélisation et de simulation de l'accessibilité pour l'aide à la décision

et l'aménagement du territoire..................................................................... 186

Alain Bonnafous, Yves Crozet, Aurélie Mercier, Nicolas Ovtracht,

Pierre-Yves Péguy et Florence Puech

Deuxième partie

Comprendre les mobilités urbaines

et anticiper une urbanisation durable

Introduction............................................................................................................ 213

Chapitre 7

MIRO : des trajectoires individuelles à la ville en mouvement............... 216 Arnaud Banos, Anabelle Boffet-Mas, Sonia Chardonnel, Christophe Lang, Nicolas Marilleau et Thomas Thévenin

Chapitre 8

FRETURB : simuler la logistique urbaine................................................. 246

Jean-Louis Routhier et Florence Toilier

Chapitre 9

CWS : un modèle prospectif des dynamiques spatiales

et de l'étalement urbain................................................................................. 284

Jean-Philippe Antoni, Joanne Hirtzel et Pauline Joannès

Chapitre 10

MUP-CITY : une approche multi-échelle pour un développement résidentiel des nouveaux espaces urbains................................................... 306 Pierre Frankhauser, Cécile Tannier, Gilles Vuidel et Hélène Houot

Chapitre 11

ILOT : un modèle multi-agents de structuration sociale de la ville......... 333

Remi Lemoy, Charles Raux et Pablo Jensen

Chapitre 12

S-GHOST : un modèle d'auto-organisation de l'étalement urbain

et du réseau de transport............................................................................... 365

Geoffrey Caruso, Jean Cavailhès, Pierre Frankhauser, Dominique Peeters, Isabelle Thomas et Gilles Vuidel

Chapitre 13

DYNACITé : simulation des jeux d'acteurs par la dynamique

des systèmes.................................................................................................... 392

Valérie Gacogne

Conclusion générale

Des modèles pour éclairer l'action........................................................ 423

Postface

Gérard Brun.............................................................................................. 431

Glossaire.................................................................................................... 435

VI /Sommaire

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PRÉFACE

Catherine Morency

École polytechnique de Montréal

1. DU BON USAGE DE LA MODÉLISATION

Quiconque prend le temps de s'observer un peu dans son quotidien, parfois aléatoire parfois réglé au quart de tour, et dans ses décisions, spontanées ou planiées, à court, moyen et long termes, réalise toute la complexité des comportements individuels et collectifs qui doivent être pris en compte lors de la modélisation des acteurs et composants d'une société, qui interagissent au sein d'un système urbain, soumis à de multiples uctuations contextuelles. Nous sommes bien loin d'un laboratoire expérimental où chaque élément est minutieusement dosé et où l'environnement est strictement contrôlé. Pourtant, les attentes et besoins de compréhension sont similaires voire plus critiques lorsqu'il s'agit de comprendre les interactions entre urbanisation et transport, les impacts des décisions affectant l'un ou l'autre, et leurs conséquences sur l'environnement, l'économie ou la société. Historiquement de grossières simplications de la réalité, les modè- les comportementaux, grâce aux avancées conceptuelles et technologi- ques, s'approchent de plus en plus de la complexité réelle du monde urbain. D'ailleurs, cet ouvrage est un des témoignages de l'évolution importante qui s'est opérée dans le domaine de la modélisation des interactions urbanisation-transport. Il conrme le rôle et la richesse pragmatique des groupes de R&D de la francophonie européenne qui bénécient d'un soutien efficace du gouvernement. Vu de l'autre côté de l'Atlantique, cet ouvrage apparaît comme le premier condensé des expériences les plus déterminantes menées en modélisation transport- urbanisation par le milieu de la recherche francophone.

2. UNE ADÉQUATION CONCEPTUELLE ASSURÉE ENTRE MODÈLE

ET RÉALITÉ

Malgré la venue plus tardive des modèles intégrés dans la culture franco-européenne, les modèles et applications décrites dans cet

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ouvrage sont tout à fait en phase avec l'état de la pratique et de la recherche en Amérique du Nord. On n'a qu'à penser aux outils comme TRANUS, IMULATE ou URBANSIM - outils qui sont parfois eux- mêmes partie intégrante des applications décrites dans cet ouvrage -, à leur cadre conceptuel et aux mécanismes inhérents pour réaliser les similitudes. Et ils découlent des mêmes enjeux collectifs, directement liés à la prise de conscience officielle de mieux assurer la durabilité et la cohérence des décisions prises en milieu urbain, tant en matière d'urbanisation que de transport. Par ailleurs, le passage de modèles agrégés aux modèles basés sur les objets déterminants (l'individu, le ménage, le véhicule, la cellule) se traduit par une meilleure adéquation entre le monde réel, tel que perçu par les techniciens ou décideurs, ainsi que des capacités de simulation nettement améliorées. Ce cadre conceptuel se porte aussi très bien à l'abandon de différentes hypothèses simplicatrices, omni- présentes dans les approches agrégées et la procédure séquentielle classique. Malgré la complexité supérieure des calculs et processus qui permettent de simuler des scénarios, le tout semble néanmoins plus transparent, de par la logique des agents impliqués, et donc plus facile- ment accepté par les preneurs de décisions.

3. DES CONTRIBUTIONS PRAGMATIQUES ET PERTINENTES

Aujourd'hui, et ce de part et d'autre de l'Atlantique, la nécessité de conrmer la durabilité des projets urbains est déterminante dans le développement des modèles transport-urbanisation et dans leur opé- rationnalisation pour répondre à des demandes criantes d'accompa- gnement du processus de prise de décision. Tant pour assurer le déve- loppement des plans de transport, des plans stratégiques de développement des réseaux de transport en commun ou pour répon- dre aux nouvelles obligations amenées par les différentes lois obligeant l'évaluation des contributions des projets ou politiques au développe- ment durable, la modélisation des interactions urbaines devient un incontournable. Cet ouvrage exemplie d'ailleurs très bien la fusion essentielle entre les mondes de la recherche et de la gestion opération- nelle urbaine ; on y trouve en effet différents témoignages des contri- butions pragmatiques des modèles récents à une meilleure compré- hension des incidences des décisions urbaines, contributions qui s'expriment surtout en capacités nouvelles de simuler des scénarios pour mieux comprendre les avenirs possibles qui se développeront suite aux interventions choisies. VIII /Modéliser la ville - Formes urbaines et politiques de transport

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Les modèles agissent comme des outils qui accompagnent la déci- sion. Ils permettent en effet d'entrevoir là où certains choix peuvent mener, à la lumière des interactions que nous arrivons à cerner aujourd'hui. C'est sans doute là le principal rôle des modèles : faire en sorte que le processus de décision soit moins impressionniste et lié aux acteurs du moment.

4. UN SOUTIEN JUDICIEUX DE L"ÉTAT

Autre fait saillant de cet ouvrage : son soutien évident de l'Etat. Une conrmation que la R&D a une valeur éminemment opération- nelle, un tant soit peu on la laisse s'émanciper en toute liberté avant d'en attendre des applications concrètes. On y voit aussi une collabo- ration essentielle et souhaitée des acteurs du milieu, qui témoigne du rôle fondamental des groupes de recherche. D'un côté, des acteurs trop souvent interpellés d'urgence pour répondre à des requêtes pres- santes et qui n'ont d'autre choix que d'appliquer des modèles déjà rodés ou des outils parfois mal adaptés. De l'autre côté, des chercheurs et développeurs qui s'activent à enrichir les processus de modélisation, à raffiner les modèles conceptuels, à traduire les informations en nou- velles connaissances. Entre les deux, un lien essentiel à assurer, une collaboration dont chacun des acteurs retire des bénéces, le tout chapeauté par des actions de soutien.

5. DES ORIENTATIONS ET UN RÔLE UNIVERSEL ÉVIDENT

Cet ouvrage laisse penser que la recherche française se porte bien, qu'un bassin intéressant et diversié de chercheurs s'active à mieux outiller le processus de décisions liées au transport et à l'urbanisation. Les contributions sont multiples : une visée générale de mieux appré- hender les interactions entre transport et urbanisation qui se traduit par de multiples outils, chacun ayant ses particularités (individu- centré, modélisation désagrégée, multi-agents, etc.) et ses applications particulières (évaluation socio-économique, indicateurs de développe- ment durable, attractivité résidentielle, etc.). On s'attend à de plus nombreuses applications concrètes des modèles agents, des démons- trations de simulations basées sur des automates cellulaires et toute autre approche basée sur des objets discrets. On s'attend aussi à une disparition progressive du recours aux approches agrégées, derniers legs des années 1960, malgré la complexité qui en découle et les besoins en données. En conséquence, il est fort probable que la

Préface/IX

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demande en information ne, en microdonnées de toutes sortes, aug- mente et devienne essentielle pour assurer le calage pertinent des modèles ns à la réalité. Il se pourrait aussi que le déploiement tous azimuts des modèles intégrés dans toutes les agglomérations exige des réexions sur la transférabilité spatiale et temporelle des modèles, dans une démarche de démocratisation des outils, ainsi que sur les standards nationaux à respecter. Ceci assurera la possibilité de rehaus- ser la réexion quant à l'avenir de la société à un stade plus national et d'évaluer les impacts globaux des décisions, projets et politiques, voire même de faire des arbitrages à ce niveau. Pour le moment, les besoins sont grands et les acteurs du milieu sont prêts à collaborer pour assurer des mondes urbains plus compati- bles avec les nouveaux enjeux de développement durable. Tout est en place pour assurer des contributions importantes et assumer un rôle local et universel dans le domaine. X/Modéliser la ville - Formes urbaines et politiques de transport

INTRODUCTION

DES ÉCLAIRAGES POUR MODÉLISER

LA VILLE

La notion de développement durable, les nouveaux principes de l"urbanisme et de la gestion des territoires urbains, initiés en France par la loi SRU 1quotesdbs_dbs19.pdfusesText_25