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

La mise en réseaux de villes pour l’analyse des dynamiques urbaines Lahouari Kaddouri UMR 6012 Espace 17, rue de l’Abbé de l’Épée 34090 Montpellier Tél. : 04.67.14.58.22. lahouari.kaddouri@mgm.fr http://www.mgm.fr/umr/kaddouri.html

Plan de l’exposé • 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 » Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

1. Introduction • Pourquoi ce sujet ? • Nos questions. • Nos hypothèses. • Pour répondre à la problématique Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 ? Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

2. Les concepts a. Qu’est-ce que la régionalisation ? b. Propriétés et fonctionnements des systèmes de villes c. Structures et dynamiques urbaines Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

2. Les conceptsa. Qu’est-ce que la régionalisation ? Du découpage à la régionalisation en passant par le zonage et le maillage spatial Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : définition • L’approche systémique : formalisation à partir des années 1940 • Système : aspect structurel et aspect fonctionnel • Des concepts fondamentaux : l’interaction, la globalité, l’organisation du système… • Système de villes : J.B.L. Berry 1964 ; A. Pred, 1973 • Caractéristique et fonctionnement: la résilience, l’auto-organisation, la hiérarchie urbaine et les espacements Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : l’ espacement • La distance est un facteur essentiel dans l’analyse spatiale, les relations interurbaines (effort, coût, contrainte, perte d’énergie…) • La distance dans tous les modèles d’analyse des organisations spatiales et de localisations (Von Thunen, Weber, Reilly, Christaller…) • La proximité et le voisinage sont deux notions distinctes Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : la hiérarchie • Hiérarchie urbaine : la taille des villes et fonctions de villes la population • Système de villes polarisé, multipolaire,ou hiérarchisé • Organisation hiérarchique : les emboîtements de niveaux Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

2. Les conceptsb. Les systèmes de villes : les emboîtements de niveaux de villes Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

2. Les conceptsc. Structures et dynamiques urbaines • L’analyse des répartitions spatiales : • statistique spatiale • L’analyse des organisations hiérarchiques : • distribution théorique, les indices de concentration (Gini, Hoover, Pareto) • L’analyse des distributions spatiales : • les espacements hiérarchisés (distance au ppvsup d’ordre 1 à (n-1)) • les hiérarchies spatialisées (les rapports de tailles spatialisés) Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villes Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villesa. La théorie des graphes : définitions Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villesa. La théorie des graphes : vocabulaire Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villesa. La théorie des graphes : les arbres Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villesb. Par la proximité et le voisinage : méthodes Plus proche voisin Les boules Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villesc. Réseaux de villes hiérarchisés Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villes c. Réseaux de villes hiérarchisés Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

3. La mise en réseaux de villesConclusion méthodes Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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. 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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. Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois • 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

1342-44 1709 Haut Empire 1792 4. Le système de villes du Lodévois L’organisation du territoire et de sa société 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois La 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Les chemins pour valider la modélisation • Parcours calculés de tous les sites vers tous les autres (HE) • Une « validation » de la modélisation Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

Moins de 4 h. Moins de 4 h. De 4 à 5 h. De 4 à 5 h. De 5 à 7 h. De 5 à 7 h. Plus de 7 h. Plus de 7 h. XIVe-XVIIIe Haut Empire 4. Le système de villes du Lodévois Les accessibiltés inter-sites Lodève Lodève Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Les plus proches voisins de niveau supérieur Les arbres - tracés spatiaux Haut-Empire 1348 1709 1792 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Les arbres - tracés spatiaux Haut-Empire 1348 1709 1792 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Tracés hiérarchiques Haut-Empire Tracés spatiaux Structures et dynamiques spatiales - les arbres Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Structures et dynamiques spatiales - les arbres Haut-Empire 1709 1348 1792 Tracés hiérarchiques Tracés spatiaux Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

1348 Haut-Empire 1709 1792 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Haut-Empire Fonction et potentiels d’échanges 1348 Interactions potentielles (en % de l’interaction maximale) 1709 2-10 10-20 20-50 50-99 100 1792 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Conclusion méthodologique • L’analyse spatiale en mettant en position relative et en relation les lieux enrichit une information au départ rudimentaire • L’approche à partir de mêmes classes de taille rend comparables des séries hiérarchisées selon des critères différents • La démarche diachronique renseigne sur des processus dynamiques de transformations des systèmes sociaux Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

4. Le système de villes du Lodévois Conclusion 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 Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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 ? Master Recherche - Avignon - 8 décembre 2004

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