<<< EPFL Semaine ENAC - Modèles Basés-Agents

Résumé

Le but de ce projet est de comprendre pourquoi une ville prend une certaine forme, et comment il est possible, via différent paramètre, de changer cette forme tout en densifiant la ville.

I] Introduction / Intérêt de la recherche

De nombreuses villes souffrent d'étalement urbain, génèrent beaucoup de déplacements, et sont par conséquent consommatrices et polluées. Le recours aux énergies renouvelable n'est pas une réponse suffisante aux dommages causés à l'environnement. C'est l'aménagement du territoire qui doit être repensé, car la capacité à comprendre et à simuler l'évolution urbaine est essentielle afin de contrôler l'évolution de la ville selon une perspective durable et/ou innovante. Nous pensons que les modes statiques de représentation (cartes, plan d’aménagement) ne sont plus adaptés à la dynamique évolutive de l'espace urbain. Nous proposons donc de tester un outil dynamique, basé sur des processus bottom-up, qui pourrait permettre de faciliter la compréhension et les prises de décisions liées au développement urbain.

II] Hypothèses

générales:

La forme que prend une ville est un phénomène émergent.

particulières:

Cette forme dépend de la position de trois types d'agents: des commerces, des ménages modestes, des ménages aisés. -Les commerces (en jaune) veulent être près des routes pour être accessibles et proches les uns des autres. -Les ménages pauvres (en rouge) veulent être proches des zones commerciales, car ils doivent éviter de dépenser de l'argent dans les transports. -Les ménages riches (en violet) se fichent d'être loin du centre et des commerces, car ils ont les moyens et le temps de se déplacer beaucoup. Ils préfèrent être entre ménages riches.

III] Méthodes et procédures

Eléments

Fixe: le centre ville, les routes Mobiles: les commerces, les ménages "pauvres", les ménages "riches" Relations: Les routes grandissent à partir du centre tant qu'il y a assez de commerces proches d'elles. Les commerces déménagent tant qu'ils ne sont pas assez proche d'une route ou s'ils sont trop isolés des autres commerces. Les ménages modestes déménagent s'il n'y a pas assez de commerces proches d'eux et s'il n'y a pas assez de voisins similaires. Les ménages riches déménagent s'il n'y a pas assez de voisins similaires. Les ménages modestes et les commerces peuvent se superposer (à l'image d'immeubles ou de centres commerciaux) si le bouton "level" est activé.

Processus

La densité est calculée à chaque itération. En option, une fois que la ville est stabilisé, on peut créer une carte de densité.

IV] Résultats

Observations globales de comportement

Voici une série d'images qui montrent comment la ville "émerge":

Voici d'autres images montrant différents types de configuration possibles obtenues en faisant varier les paramètres: Ville avec plusieurs centres:

Ville avec une ceinture de vide entre ménages riches et pauvres:

Carte de densité d'une ville:

Carte de densité de la même ville après autorisation de la superposition des agents:

Analyse

Une ville privilégiant la mixité fonctionnelle aura tendance à effacer les frontières des quartiers résidentiels/commerciaux. Les commerces ne s'agglomèrent pas au centre de la ville mais s'étalent le long des routes. Ainsi, les ménages "pauvres" peuvent facilement trouver une place à proximité des commerces.

Une ville privilégiant la mixité sociale aura tendance à être moins dense qu'une ville où les quartiers de ménages pauvres et riches sont clairement séparés. Ainsi, en augmentant la répulsion entre pauvres et riches, la ville se densifie.

Cependant, à partir d'un certain seuil critique, quand le nombre de voisins riches exigés par un riche dépasse le nombre de 7, il se forme une ceinture de vide entre riche et pauvres, et la densité commence à décroître.

La mesure la plus efficace pour densifier la ville est clairement celle qui autorise la superposition des commerces et des ménages pauvres. La frontière de la ville s'affirme et la densité atteint un niveau record.

Avant l'activation du paramètre qui autorise la superposition des agents:

Après l'activation de ce paramètre:

V] Discussion et conclusion

Les résultats de nos modélisations sont que la ville se densifie en promouvant la mixité fonctionnelle et la croissance verticale. La mixité sociale n'est pas favorable à la densification.

Ces conclusions semblent cohérentes, mais elles restent discutables, car notre modèle reste une simplification de la structure urbaine réelle. Pour le rendre plus réaliste, on pourrait ajouter de multiples paramètres, tels que d'autres types d'agents ou des mesures politiques: augmentation du coût des transports, promotion de la mixité sociale, créations de "zones" plus ou moins favorables à différents types d'agents (à l'image des plans d'aménagement réels), ajouts d'agents "industrie", "écoles", "bureaux"... Nous pourrions aussi autoriser différents types de superposition: par exemple autoriser seulement les ménages modestes à se superposer, et ce dans une limite de par exemple 3 "étages"; de même avec les commerces. Une autre idée intéressante serait de faire croître la population de notre modèle pour voir si la ville ne prend pas une forme chaotique, et donc de tester la robustesse de nos paramètres.

Références

Le modèle de ségrégation spatiale de Thomas C. Schelling, 1978

Conception et évaluation d'un prototype de simulation de la morphogenèse urbaine par des agents vecteurs multi-échelles, Victor Silva, 2010

L'habitant et la cohabitation dans les modèles de l'espace habité, André Ourednik, 2010