La mise en réseaux de villes pour lanalyse des dynamiques urbaines Lahouari Kaddouri UMR 6012...

La mise en réseaux de villes pour l’analyse des dynamiques urbaines

Lahouari KaddouriUMR 6012 Espace

17, rue de l’Abbé de l’Épée

34090 Montpellier

Tél. : 04.67.14.58.22.

[email protected]

http://www.mgm.fr/umr/kaddouri.html

L. KaddouriL. Kaddouri Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

Plan de l’exposé1. Introduction

2. Partie conceptuelle Les processus de régionalisation de l’espace Les systèmes de villes : fonctionnement, caractéristiques Structures et dynamiques spatiales

3. Partie méthodologique La formalisation mathématique par la théorie des graphes La modélisation des mise en réseaux de villes

4. Applications : - pour comprendre l’organisation d’un territoire antique, analyser et représenter les dynamiques urbaines- pour évaluer les performances des méthodes


1. Introduction : problématique et questionnements

2. Les concepts : régionalisation, systèmes de villes et leurs structures spatiales

3. La modélisation des mises en réseaux de villes

4. L’analyse des structures et des dynamiques urbaines d’un système de « villes »


1. Introduction

a. Pourquoi ce sujet ?

b. Nos questions.

c. Nos hypothèses.

d. Pour répondre à la problématique


1. Introductiona. Pourquoi ce sujet ?

La régionalisation et la décentralisation au cœur des débats

Mise en perspectives dans les processus ou les volontés de régionalisation du système composé des notions de territoires, de villes et de réseaux

Importance des réseaux dans les territoires

Pour des régionalisations de territoires sans maillage

Pour apporter un outil pour l’analyse des dynamiques urbaines


1. Introductionb. Nos questions

Quelle régionalisation ?

Les connaissances générales des systèmes de villes ne permettraient-elles pas de proposer des régionalisations ?

Le fonctionnement des villes en systèmes ne permettrait-il pas à partir de ses caractéristiques et de ses propriétés de déterminer des réseaux de villes autour desquels une régionalisation des territoires serait possible?

Peut-on trouver un moyen simple et pertinent pour réaliser la régionalisation d’un territoire à partir et autour de réseaux de villes ?


1. Introductionc. Nos hypothèses

C’est en représentant les interactions spatiales à l’intérieur d’un système de villes que l’on délimite des réseaux de villes autour desquels une régionalisation est permise

Ces interactions spatiales peuvent être modélisées sur la seule base de la configuration des systèmes de villes (théoriques) et des caractéristiques des systèmes étudiés (empiriques)

Ce sont les structures spatiales des systèmes qui peuvent déterminer ces réseaux de villes


1. Introductiond. Pour répondre à la problématique

Mettre en réseaux les villes Créer des réseaux de proximités et de voisinage Créer des réseaux de voisinages ou de proximités

hiérarchisés par l’introduction conjointe des espacements et de la hiérarchie urbaine dans les mises en réseaux de villes et des principes de relations hiérarchiques entre les villes

La théorie des graphes est un outil très adapté à ce type de modélisation


2. Les concepts

a. Qu’est-ce que la régionalisation ?

b. Propriétés et fonctionnements des systèmes de villes

c. Structures et dynamiques urbaines


2. Les conceptsa. Qu’est-ce que la régionalisation ?

Du découpage à la régionalisation en passant par le zonage et le maillage spatial


2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : définition

L’approche systémique : formalisation à partir des L’approche systémique : formalisation à partir des années 1940années 1940

Système : aspect structurel et aspect fonctionnelSystème : aspect structurel et aspect fonctionnel Des concepts fondamentaux : l’interaction, la globalité, Des concepts fondamentaux : l’interaction, la globalité,

l’organisation du système…l’organisation du système… Système de villes : J.B.L. Berry 1964 ; A. Pred, 1973 Système de villes : J.B.L. Berry 1964 ; A. Pred, 1973 Caractéristique et fonctionnement: la résilience, l’auto-Caractéristique et fonctionnement: la résilience, l’auto-

organisation, la hiérarchie urbaine et les espacementsorganisation, la hiérarchie urbaine et les espacements


2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : l’ espacement

La distance est un facteur essentiel dans l’analyse La distance est un facteur essentiel dans l’analyse spatiale, les relations interurbaines (effort, coût, spatiale, les relations interurbaines (effort, coût, contrainte, perte d’énergie…)contrainte, perte d’énergie…)

La distance dans tous les modèles d’analyse des La distance dans tous les modèles d’analyse des organisations spatiales et de localisations (Von organisations spatiales et de localisations (Von Thunen, Weber, Reilly, Christaller…)Thunen, Weber, Reilly, Christaller…)

La proximité et le voisinage sont deux notions La proximité et le voisinage sont deux notions distinctesdistinctes


2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : la hiérarchie

Hiérarchie urbaine :Hiérarchie urbaine : la taille des villes et fonctions de la taille des villes et fonctions de villes la populationvilles la population

Système de villes polarisé, multipolaire,ou hiérarchiséSystème de villes polarisé, multipolaire,ou hiérarchisé

Organisation hiérarchiqueOrganisation hiérarchique : les emboîtements de : les emboîtements de niveauxniveaux


2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : les emboîtements

de niveaux de villes


2. Les conceptsc. Structures et dynamiques urbaines

L’analyse des répartitions spatiales :L’analyse des répartitions spatiales : statistique spatialestatistique spatiale

L’analyse des organisations hiérarchiques :L’analyse des organisations hiérarchiques : distribution théorique, les indices de concentration (Gini, Hoover, Pareto)distribution théorique, les indices de concentration (Gini, Hoover, Pareto)

L’analyse des distributions spatiales : L’analyse des distributions spatiales : les espacements hiérarchisés (distance au ppvsup d’ordre 1 à (n-1)) les espacements hiérarchisés (distance au ppvsup d’ordre 1 à (n-1)) les hiérarchies spatialisées (les rapports de tailles spatialisés)les hiérarchies spatialisées (les rapports de tailles spatialisés)


3. La mise en réseaux de villes

a. La théorie des graphes

b. Les réseaux de villes de proximités et de voisinages

c. Les réseaux de villes hiérarchisés


3. La mise en réseaux de villes


3. La mise en réseaux de villesa. La théorie des graphes : définitions


3. La mise en réseaux de villesa. La théorie des graphes : vocabulaire


3. La mise en réseaux de villesa. La théorie des graphes : les arbres

Arbre = graphe sans circuit

Il existe q’un et un seul sommet où il n’arrive aucun arc = la racine

De tous les sommets, il arrive un et un seul arc


3. La mise en réseaux de villesa. La théorie des graphes : les arbres


3. La mise en réseaux de villesb. Par la proximité et le voisinage : méthodes

Hypothèse : les relations sont d’abord spatiales Intérêt : visualisation des densités, des voisinages Les réseaux de proximités et les réseaux de voisinages Pour la complexification des méthodes


3. La mise en réseaux de villesb. Par la proximité et le voisinage : méthodes

Plus proche voisin

Les boules


3. La mise en réseaux de villesc. Réseaux de villes hiérarchisés : méthodes

Hypothèse : les relations spatiales sont hiérarchisées Intégration conjointe de contraintes de proximité ou de

voisinage et de contraintes de supériorité


3. La mise en réseaux de villesc. Réseaux de villes hiérarchisés


3. La mise en réseaux de villes c. Réseaux de villes hiérarchisés


3. La mise en réseaux de villes Conclusion méthodes

Hiérarchie administrative

Principe de marché

Réseaux de proximités

Réseaux de voisinages

Plus proche voisin supérieur

Plus proche voisin x fois supérieur

Plus proche(s) voisin(s) de niveaux

supérieurs d'ordre 2 à (K-1)

Plus proche voisin de chaque niveau

supérieur

Réseaux de voisinages et de proximités sans hiérarchie

par les valeurs

Plus proche(s) voisin(s) d'ordre 1 à

(n-1)Boule de rayon r

par les niveaux

Critère de taille

2 à (n-1) plus proches voisins supérieurs

Plus proche voisin de niveau supérieur

Réseaux hiérarchisés emboîtements de systèmes





4. Applications

4.a. L’analyse des structures et des dynamiques urbaines d’un système de « villes » sur une longue période : le cas du Lodévois

4.b. La mise en réseaux des villes européennes pour évaluer la performance des méthodes


4. Le système de villes du Lodévois

La mise en réseaux de sites archéologiques pour comprendre l’organisation d’un territoire antique. Le cas de la Cité de Luteva (Lodève, Hérault) durant le Haut-Empire (du Ier au IIIe s. ap. J.-C.)

Puis l’analyse de la dynamique urbaine sur 4 périodes de référence : Haut-Empire, 1348, 1709, 1792.


Apprécier les capacités de résilience et/ou les ruptures du « système de villes » en Lodévois sur la longue durée

Décrire les logiques spatiales et territoriales qui s’en dégagent Aider à la compréhension du fonctionnement d’un territoire à

maints égards « atypique » Dégager les réseaux locaux d’habitat

Des connaissances minimales sur ce territoire durant le Haut-Empire

Modélisation des interactions spatiales par la mise en réseaux des sites archéologiques

Analyse spatiale et SIG : mobilité de l’époque, rugosité, accessibilités

Loi du moindre effort : le systèmes des sites s’apparente à un système de villes



L’organisation du territoire et de sa société


Haut Empire1342-4417091792

Le relief et les cours d’eau : Plateau au Nord et Plaine au Sud, un réseau hydrographique dense

Des « têtes de réseaux » plus ou moins connues

Des relations moins connues voire inconnues

Hiérarchies en 5 niveaux de sites


4. Le système de villes du LodévoisLa fonction vitesse

La vitesse de marche est fonction de l’angle de la pente

La fonction est symétrique

Une fonction exponentielle négative

Fonction binaire pour les cours d’eau


Les chemins pour valider la modélisation

Parcours calculés de tous les sites vers tous les autres (HE)

Une « validation » de la modélisation



Les accessibiltés inter-sites4. Le système de villes du Lodévois

Moins de 4 h.

De 4 à 5 h.

De 5 à 7 h.

Plus de 7 h.

Haut Empire

Moins de 4 h.

De 4 à 5 h.

De 5 à 7 h.

Plus de 7 h.

XIVe-XVIIIe

Lodève Lodève


Mise en réseaux des sites

Principe administratif pour des réseaux locaux d’habitat : plus proche voisin de niveau supérieur

Principe de marché pour les emboîtements non stricts : plus proche voisin de chaque niveau supérieur


Lodève Lodève


Les plus proches voisins de niveau supérieurLes plus proches voisins de niveau supérieur

Les arbres - tracés spatiaux


Haut-Empire 1348 1709 1792



Haut-Empire

1348

1709

1792

Les arbres - tracés spatiaux


4. Le système de villes du LodévoisStructures et dynamiques spatiales - les arbresStructures et dynamiques spatiales - les arbres

Tracés hiérarchiques Tracés spatiauxHaut-Empire


1348

4. Le système de villes du LodévoisStructures et dynamiques spatiales - les arbresStructures et dynamiques spatiales - les arbres

Tracés hiérarchiques Tracés spatiaux17091792Haut-Empire


17921709

1348

Haut-Empire


Le plus proche voisin de chaque niveau supérieur

Hypothèse : les villes entretiennent des relations avec la plus proche ville de chacun des niveaux supérieurs

Hiérarchie emboîtée de niveaux de villes selon un principe de marché

Les polarisations autour de pôles à différentes échelles



4. Le système de villes du LodévoisFonction et potentiels d’échanges

Haut-Empire

1348

1709

1792

Interactions potentielles(en % de l’interaction maximale)

2-1010-2020-5050-99100


Conclusion méthodologiqueConclusion méthodologique

L’analyse spatiale en mettant en position relative et en L’analyse spatiale en mettant en position relative et en relation les lieux enrichit une information au départ relation les lieux enrichit une information au départ rudimentairerudimentaire

L’approche à partir de mêmes classes de taille rend L’approche à partir de mêmes classes de taille rend comparables des séries hiérarchisées selon des comparables des séries hiérarchisées selon des critères différentscritères différents

La démarche diachronique renseigne sur des La démarche diachronique renseigne sur des processus dynamiques de transformations des processus dynamiques de transformations des systèmes sociauxsystèmes sociaux



Conclusion historique - archéologiqueConclusion historique - archéologique


Diffusion de l’occupation de l’espace - Schéma Christallérien

Rivalité aujourd’hui encore très vivace entre Clermont-l’Hérault et Lodève

Découpage régional en décalage permanent avec la « réalité » fonctionnelle


Conclusion générale

La représentation des interactions spatiales, sous la forme du tracé hiérarchique de l’arbre, ne pourrait-elle pas aider à la recherche d’un indicateur pour mesurer les changements d’état des systèmes et à repérer les bifurcations ou la résilience des systèmes de villes ?

Un traitement mathématique plus approfondi par la théorie des graphes ou d’autres méthodes (variogrammes…) pour préciser l’apport de la formalisation

Voyez-vous d’autres types d’application de ces mises en réseaux ?

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