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International audience

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Le projet SOFT, sobriété énergétique par les formes urbaines et le transport, a abordé la question de la stratégieénergétique d’un territoire à l’aide d’un concept d’aménagement multi-échelle utilisant la géométrie fractale. Eneffet, les gains d’efficience classique (rénovation du bâti, performance des modes de transport, production localed’énergie) ne suffisent pas aujourd’hui pour assurer aux territoires une trajectoire carbone appropriée. Il estnécessaire de s’appuyer sur la sobriété énergétique, approche qui consiste à assurer la même qualité de vie auxhabitants, mais avec une baisse des consommations énergétiques qui peut s’accompagner d’une évolution despratiques. L’approche de la sobriété suppose de repenser la forme de la ville pour s’adapter à des contraintesmultiples : 1/ préservations des trames vertes et bleues, voire renforcement, puisqu’elles participent aurafraîchissement urbain, à la qualité de vie des habitants, et sont compatibles avec des pratiques de circuit courtcomme le maraîchage et l’agriculture urbaine, 2/ diversité des densité de logement et de population, de manièreà pouvoir mutualiser plus facilement des sources locale de production d’énergie, sans entraîner les inconvénientsdus à la densité (congestion, renchérissement des logements, îlots de chaleur), et 3/ organisation hiérarchiquedes centralités, des commerces, des emplois et des aménités, de manière à maximiser les mobilités douces, touten assurant la rentabilité économique des centres secondaires.L’approche développée dans SOFT repose sur le modèle fractalopolis, concept d’aménagement, auquel estassocié un logiciel opérationnel diffusé en open source. Les outils de fractalopolis permettent de créer au cas parcas un zonage multi-échelle adapté à chaque territoire, préservant des lacunes à différentes échelles pour lacontinuité des trames vertes et bleues, qui constitue une sorte de plan local d’urbanisme multi-échelle, décrivantune organisation hiérarchique fonctionnelle du territoire. Sur la base de ce zonage, il est possible d’estimer etd’ajuster un modèle de population pour avoir une répartition des logements en adéquation avec la hiérarchiespatiale proposée. Des évaluations d’accessibilité aux commerces et services sont effectuées, s’appuyant sur uneclassification fondée sur une hiérarchie théorique de besoin ainsi que sur les normes d’accessibilité présentesdans les documents d’urbanisme. Enfin, il est possible de faire évoluer la population, pour simuler une croissanceurbaine, ou de reconfigurer la répartition spatiale des services, de manière à comparer des scénarios.Le projet SOFT a appliqué ce concept au territoire d’Est-Ensemble, établissement public territorial situé à l’est deParis. La phase de diagnostic a révélé un territoire déjà dense, mais avec des diversités de paysages, fort de troisarcs verts, et avec une population très porteuse de changements, avec des associations des actives, y comprisdans le domaine de l’énergie. Le scénario spatial proposé vise donc à préserver et renforcer ces atouts, et s’appuiesur le prolongement à venir de la ligne 11 du métro qui modifiera les centralités existantes. Ce scénario laisse uneplace importante pour la production locale d’énergie, l’agriculture urbaine et le maraîchage, traditionnellementdéveloppés au sud du territoire. La piste du recyclage des excretas, plus novatrice et très cohérente avec ladynamique en place, a été explorée en détail. Les résultats des analyses incitent à préserver et renforcer lesspécificités du territoire. Les initiatives locales en faveur de l’énergie pourraient par ailleurs être soutenues par lamonnaie locale, la Pêche, ce qui renforcerait encore la cohésion et l’image de ce territoire en transition.Une partie des outils développés dans SOFT seront mobilisés à l’avenir en appui de bureaux d’études, notammentgrâce à l’implication d’Efficacity, partenaire du projet.

ECTQG 2019, European Colloquium of Theoretical and Quantitative Geography, Mondorf-les-Bains, LUXEMBOURG, 05-/09/2019 - 09/09/2019

National audience; L’étude des villes dans l’approche de la géographie théorique et quantitative est étroitement liée aux données disponibles pour les décrire : données de population (loi rang-taille, théorie évolutive des villes), données de cartographie des bâtiments (densités, analyses (multi)fractales, pour étudier de quelle manière les bâtiments remplissent l’espace), données de tracés des réseaux de transport. Depuis une dizaine d’années, des données détaillées de localisation d’activités, d’énergie, de transport, de climat, etc. complètent le spectre des applications.En mettant en avant l’articulation entre échelles L’approche fractale s’inscrit dans la logique d’un réductionnisme classique dans les analyses des villes (compléter le vecteur de caractéristiques d’une ville – population, superficie, nombre d’emplois, etc. par des indicateurs fractals). Mais elle permet en plus de proposer des modèles géométriques multi-échelle idéal-typiques, tels que les tapis de Sierpinski, construits à l’aide d’Iterated Function Systems (IFS), qui décrivent le transfert d’une échelle à une autre. La question ici n’est pas de chercher à démontrer ou infirmer une éventuelle fractalité des villes et des systèmes urbains, mais bien d’enrichir la boîte à outils du géographe de nouvelles mesures et objets géométriques multiéchelles.Les impératifs de la transition énergétique et du changement climatique mettent en exergue l’obligation des villes de renforcer, leur résilience et de diminuer drastiquement leur consommation d’énergies fossiles. Ces critères se traduisent par des préconisations quelque peu contradictoires, mettant l’accent d’une part sur les trames vertes et bleues, la ventilation urbaine, l’agriculture en ville, donc des espaces interdits à la construction au coeur même des villes, et d’autre part sur la densité de population et la lutte contre l’étalement urbain.Dans ce contexte la boîte à outil des fractales présente l’intérêt de permettre de construire, grâce aux IFS, des formes de différents degrés de non-uniformité spatiale (mesurés par la dimension fractale), ainsi que différentes caractéristiques morphologiques. Si une fractale représente le bâti, les lacunes constituent les espaces qui doivent accueillir, en plus de la voirie et des espaces publics, les trames vertes et bleues, les zones réservées à l’agriculture urbaine, et constituer de manière générale les couloirs de ventilation des villes. La configuration multi-échelles de ces lacunes, est jusqu’ici peu étudiée.En outre les bâtiments ne sont pas de simples aplats de noir sur une carte, mais accueillent des habitants, des activités, des services, des commerces, et possèdent donc leur propre intensité, exprimable sous forme d’un vecteur. Les multifractales multivariées constituent alors une approche adapté pour intégrer les aspects de concentration de la population et des emplois, des aménités et des services à différentes échelles, tout en assurant la présence de lacunes nécessaires aux fonctions relevées. Ce sont toutefois des domaines encore largement à développer du point de vue théorique, d’autant plus que ces multifractales sont portées par les bâtiments, donc des supports lacunaires.Nous exposons les problèmes mathématiques que la géographie pose aux mathématiciens, et donnons les premières pistes d’enrichissement des boîtes à outils telles que Fractalopolis, outil d’évaluation multiéchelle de différents critères à partir d’une fractale créée par un IFS et adaptée à un territoire réel.

National audience; La sensibilisation aux conséquences néfastes de l’utilisation excessive de la voiture a incité les politiques d’aménagement à s’intéresser plus à l’accessibilité aux différents services et commerces. Ainsi les lois d’urbanisme commercial récentes cherchent à concilier l’aménagement du territoire avec les modes de distribution et de consommation des ménages.Pour identifier la qualité d’accès aux différents types de commerces et services requise, nous nous appuyons sur la théorie des besoins qui établit un lien entre les besoins élémentaires dans un sens anthropologique et leur satisfaction liée ici aux équipements (services, commerces) qui leur correspondent. Dans ce but nous avons étudié un certain nombre de documents d’urbanisme. Ceci a également permis de connaître l’impact sur les emplois locaux et sur la consommation d’espaces correspondante, informations basées sur des préconisations et normes.Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet de recherche SOFT, financé par l’ADEME. Un des objectifs est d’étudier une reconfiguration potentielle du secteur de la communauté de communes, EST-Ensemble en périphérie parisienne à travers le modèle Fractalopolis. L’impact sur la génération locale de circulation sera analysé à travers une version adaptée de mobisim.On constate que les documents introduisent une hiérarchie des besoins souvent affectés à la fréquentation (quotidienne, hebdomadaire, rare…). L’accès est considéré soit à travers les distances physiques, soit par une distance-temps. On s’aperçoit que les indications diffèrent en fonction des caractéristiques géographiques de zone d’étude (zone rurale, urbaine…). En outre il est possible d’associer les modes de transport préconisés (mode doux, transport en commun, voiture) selon la catégorie d’achats ce qui est une information qui sera utilisée pour les simulations d’impacts à travers mobisim.Un autre volet concerne la génération d’emplois locaux par les services et commerces. Les documents renseignent sur le nombre d’emplois par catégorie de commerce ainsi que la surface par emploi qui peut être mis en cohérence avec les indications sur l’emprise foncière.En combinant ces informations avec les aires de chalandises par catégorie d’équipement (type de service/commerce, niveaux hiérarchique) et le nombre d’habitants dans une zone d’étude, il sera alors possible de calculer le nombre d’emplois générés par la présence des habitants dans une zone d’études ainsi que la surface commerciale à prévoir pour chaque catégorie. Nous présentons, au-delà de ces résultats, une première application à la zone d’étude EST-Ensemble.

International audience; Fractal analysis for exploring the spatial organization of settlement patterns is used since a coupleof years. On the one hand, scaling behavior turned out to be a suitable approach for characterizingsuch patterns, but town sections, issued from different periods of urban history or corresponding toparticular planning concepts show different types of scaling behavior what aided classifying urbanpatterns. However, on the scale of agglomerations these different scaling behaviors are mixed. Thatincites asking whether multifractal approaches could be of interest when considering urban patternsor settlement systems, as local properties like different degrees of concentration of build-up sitescould be better taken into account and several researches focused on using multifractal analysis inthese contexts.However, the use of fractal geometry is not restricted to measuring scaling behavior. Their intrinsicgeometric properties are of interest, too, when considering urbanization. Indeed, the particularmultiscale feature of fractals brings another perspective on spatial organization. Hence, fractal urbanmodels have been explored in the context of urban economics, and, more recently, proposed forplanning purposes.However, we must be aware, that multifractality is a rather polysemic notion. We can use it whileconsidering the two-dimensional distribution of build-up space or network branches, but also whenlooking at the weights, like the heights of buildings or traffic loads, on a two-dimensional fractalor uniform support, which is soil occupation. In the first case we can still refer to self-similarity,what is no longer true in the second case where self-affinity comes into play. We distinguish thesedifferent topics and focus on their formal properties, which are nevertheless linked to the commonbackground of multifractal theory. More explicitly, we consider the properties of Sierpinski carpetscombining different scaling factors, a model which is of interest for describing central place hierarchyas well as for planning concepts. We show, too, that there exist analytically ambiguities while usingthe Minkowski and the Hausdorff approach for measuring fractality for those objects. We consider,too, by referring the so-called Poincarré-maps, how different degrees of concentration of build-upspace across scales can be treated formally in a coherent way.

International audience; We analyze the fractal properties of the distribution power grid of the city of Grenoble. We introduce the scaling behavior as a useful tool to compare the fractal behavior of multiple systems. We conduct a geographical concordance analysis between the power grid and both the road network and built-up areas of the city of Grenoble. We analyze the fractal behavior of electrical properties of the distribution network.

ECTQG 2019, European Colloquium of Theoretical and Quantitative Geography, Mondorf-les-Bains, LUXEMBOURG, 05-/09/2019 - 09/09/2019

Journées du GDR Analyse Multifractale, Nouan-le-Fuzelier, FRANCE, 16-/09/2018 - 20/09/2018; Nous nous posons la question de l'estimation des différentes dimensions fractales lorsque nous sommes en présence de bruit additif (à une itération donnée) ou multiplicatif ( qui se propage à travers les itérations), en testant, sur des fractales construites, les méthodes classiques d'estimation et en analysant la structure des résidus d'estimation.

International audience; Polycentric organization is a common reality in many urban areas. The transport network is then designed to encourage exchanges between the secondary and main hubs, with a view to facilitating the functioning of the labour market and supporting economic activity. In this model of polycentric hierarchical organization, morning rush hour commuting is the main criterion for sizing transport infrastructure.Faced with the need to reduce greenhouse gas emissions, public actors are promoting alternative models, such as the transit oriented development. Although highlighting the soft modes and public transport, this perspective does not fundamentally question the priorities of the previous period: the challenge is always to promote access to the centres and the vision of the transport network remains highly hierarchical. Moreover, the difficulties of implementing this doctrine and its inability to moderate automobile dependency lead us to question its effectiveness.Faced with this observation, we apply the concept of Fractal Oriented Development (Frankhauser et al., 2017), multi-scale by nature, which differentiates the analysis support, fractal, from the measures of accessibility carried by this support, evolving according to the scales. This makes it possible to re-establish importance at the local level, and to differentiate rank in the hierarchy of city sizes and functions, by adapting to the practices of the inhabitants and local development trajectories. Some simulations will be drawn from the Ile-de-France Region case. Results of this modelisation will be discussed in light of recent analyses of the use of accessibility in urban policies (Fol and Gallez, 2017).

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National audience; L’analyse des processus géographiques nécessite la prise en compte de l’espace tridimensionnel ainsi que le continuum espace-temps. Par ailleurs, le développement des nouvelles techniques d’acquisition et de consolidation de l’information géographique favorise l’émergence des modèles numériques 3D des espaces urbains. Cependant, la plupart des modèles de géosimulation actuels s’appuient sur une formalisation en deux dimensions du cadre spatial et la troisième dimension n’est prise en compte que par le biais de paramètres ou attributs de localisation.

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