Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Ce travail s'inscrit dans un processus de réflexion qui vise à améliorer la compréhension de l'étalement urbain depuis la seconde guerre mondiale en périphérie bruxelloise, en particulier au travers de la cartographie et de l'analyse de l'utilisation du sol. Depuis cette date, l'urbanisation au sein des espaces ruraux à proximité des villes, processus qualifié de périurbanisation, s'est nettement renforcée. L'examen de la littérature dans ce domaine révèle que peu d'approches se basent sur l'emprise physique des modes d'utilisation du sol. C'est ce constat qui nous a amenée à envisager l'étude de la périurbanisation bruxelloise au travers des formes qu'elle a engendrées en se concentrant sur la notion d'utilisation du sol. Nous l'avons abordée au travers de trois aspects. Tout d'abord, nous avons exploré l'apport des nouvelles techniques d'interprétation numérique à l'élaboration de cartes d'utilisation du sol à moyenne échelle (1:100 000) à partir d'images satellitaires. L'analyse des différentes étapes du processus de classification a montré que, lors de l'utilisation de classifications supervisées, la localisation et l'échantillonnage aléatoire des sites d'entraînement ainsi que la combinaison des caractéristiques des paramètres de classification (informations spectrales, texturales et contextuelles) améliorent considérablement l'exactitude du résultat. On constate également, dans ce dernier cas, l'importance de travailler avec une forme de voisinage isotrope et de pouvoir en faire varier la taille en fonction des classes considérées. L'utilisation de classificateurs multiples a permis de tendre vers une plus grande généralisation et de supprimer une série d'artefacts. Enfin, les essais ont montré que la classification par segmentation se rapproche fortement de la généralisation de l'interprétation visuelle tout en diminuant sensiblement le nombre d'objets à classer. Dans un second temps, une analyse approfondie de la structure et de l’évolution de l’utilisation du sol à Bruxelles et dans sa périphérie au cours du dernier demi-siècle a été réalisée à partir d'une base de données diachronique à grande échelle (1:25 000). Elle confirme la vision d'une périphérie bruxelloise peu dense où le poids de la classe de tissu urbain résidentiel clairsemé discontinu s'intensifie au cours du temps. Les espaces privilégiés de l'urbanisation ont été identifiés de manière systématique à l'aide de canevas d'analyse radio-concentriques et directionnels. Le croisement entre les données d'utilisation du sol et d'autres indicateurs spatialisables comme les plans de secteur a montré les marges d'évolution potentielles, tant au moment de la mise en place de ces plans que plus récemment. D'autres combinaisons avec des statistiques socio-économiques ou démographiques ont fourni de nouveaux indicateurs permettant d'explorer les densités de l'occupation de l'espace périurbain et de s'interroger sur les discordances entre réalité physique et enregistrement statistique. Enfin, l'arrangement spatial des différentes classes d'utilisation du sol a été exploré. L'ensemble de ces analyses ont fait l'objet d'une synthèse thématique ainsi que régionale, au sein de compartiments paysagers. La dernière approche de la problématique de l'utilisation du sol en milieu urbain s'est faite au travers d'une démarche basée sur la modélisation spatiale. La calibration des relations de voisinage à l'aide des règles d'autocorrélation spatiale a démontré que les affinités entre classes décrivent bien la structuration de l'agglomération bruxelloise et traduit le renforcement des structures héritées. L'analyse des résidus de la modélisation a montré le rôle contraignant de l'introduction des plans de secteur pour la classe du tissu urbain résidentiel clairsemé discontinu, laissant beaucoup plus de place qu'attendu dans les parties sud de la zone d'étude. La modélisation dynamique a aussi clairement mis en évidence le changement de logique de localisation de l'industrie et des services, qui rompent avec leurs localisations traditionnelles au cours de la période étudiée. En conclusion, la thèse a permis de confirmer les atouts d'une approche sous l'angle de l'utilisation du sol pour appréhender le phénomène de périurbanisation. Elle montre aussi le rôle unificateur de cette approche, qui peut s'insérer aisément dans les études thématiques ou susciter des questionnements nouveaux du fait des avancées apportées par le caractère quantitatif des exploitations régionales. Enfin, des outils communs et des enrichissements mutuels, acquis ou potentiels, sont identifiés entre les différents champs de la discipline (télédétection, géographie urbaine, modélisation spatiale) mobilisés pour cette exploration de la production, de l'analyse et de la modélisation des données d'utilisation du sol.

L'objet de cette recherche porte sur une ligne à grande vitesse appelée à desservir la Région Provence-Alpes-Côte d'Azur à l'horizon 2020. La LGV PACA est une infrastructure programmée mais qui n'en est qu'au stade de projet non encore réalisé, c'est pourquoi notre objectif est de proposer des scénarios visant à mesurer les incidences sur l'évolution du territoire transfrontalier franco-italo-monégasque, à partir de la démarche de géoprospective territoriale. Cette approche méthodologique repose ici sur une modélisation spatiale basée sur un modèle d'automate cellulaire contraint du nom de MOLAND. L'application de MOLAND a permis de procéder à une modélisation intégrant transport et usage des sols, ce qui a pour avantage de faciliter la compréhension de l'évolution actuelle et possible du comportement de l'occupation des sols au sein des espaces limitrophes de la frontière. Trois grandes parties sont proposées dans cette thèse. Il est suggéré dans la première partie un cadrage méthodologique portant sur l'interdépendance existante et pouvant exister entre le système territorial et le sous-système des transports. Dans la deuxième partie, nous abordons la problématique de la modélisation et de la simulation spatiale en insistant sur la difficulté du paramétrage des modèles dynamiques et spatialement explicites et notamment sur le paramétrage des modèles basés sur les automates cellulaires contraints. Dans la troisième et dernière partie de cette thèse, c'est la difficulté de l'exercice géoprospectif encore méconnu qui est mise en avant. À partir de différents scénarios géoprospectifs, cette thèse fournit des éléments de connaissance quant à l'avenir possible d'un espace transfrontalier qui s'apprête à accueillir la grande vitesse ferroviaire. Elle apporte des réponses concrètes aux questions liées à la croissance urbaine et à l'accessibilité des territoires jusque-là isolés des grands couloirs européens de communication. Les résultats de cette recherche sont plus que jamais d'actualité car, dans le cadre de l'aide à la connaissance du territoire et de l'aide à la décision, ils permettent de se pencher sur un volet ignoré jusqu'à présent par les études menées par le maître d'ouvrage RFF (Réseau Ferré de France) : la prise en compte simultanée de l'infrastructure de transport et de l'occupation des sols pour l'appréhension et la compréhension des dynamiques d'un territoire en devenir. La prise en compte de l'occupation des sols dans la modélisation géoprospective par automates cellulaires permet au géographe de poser les bonnes questions à partir d'une entrée territoriale. RFF a récemment lancé de nouvelles études sur l'opportunité qu'offre l'infrastructure grande vitesse ferroviaire pour améliorer la desserte de la Région PACA. En permettant de mesurer les impacts nationaux de cette infrastructure sur ce territoire transfrontalier, les simulations réalisées constituent une aide à la décision utile et indispensable.

Ce travail s'inscrit dans un processus de réflexion qui vise à améliorer la compréhension de l'étalement urbain depuis la seconde guerre mondiale en périphérie bruxelloise, en particulier au travers de la cartographie et de l'analyse de l'utilisation du sol. Depuis cette date, l'urbanisation au sein des espaces ruraux à proximité des villes, processus qualifié de périurbanisation, s'est nettement renforcée. L'examen de la littérature dans ce domaine révèle que peu d'approches se basent sur l'emprise physique des modes d'utilisation du sol. C'est ce constat qui nous a amenée à envisager l'étude de la périurbanisation bruxelloise au travers des formes qu'elle a engendrées en se concentrant sur la notion d'utilisation du sol. Nous l'avons abordée au travers de trois aspects.<p><p>Tout d'abord, nous avons exploré l'apport des nouvelles techniques d'interprétation numérique à l'élaboration de cartes d'utilisation du sol à moyenne échelle (1:100 000) à partir d'images satellitaires. L'analyse des différentes étapes du processus de classification a montré que, lors de l'utilisation de classifications supervisées, la localisation et l'échantillonnage aléatoire des sites d'entraînement ainsi que la combinaison des caractéristiques des paramètres de classification (informations spectrales, texturales et contextuelles) améliorent considérablement l'exactitude du résultat. On constate également, dans ce dernier cas, l'importance de travailler avec une forme de voisinage isotrope et de pouvoir en faire varier la taille en fonction des classes considérées. L'utilisation de classificateurs multiples a permis de tendre vers une plus grande généralisation et de supprimer une série d'artefacts. Enfin, les essais ont montré que la classification par segmentation se rapproche fortement de la généralisation de l'interprétation visuelle tout en diminuant sensiblement le nombre d'objets à classer. <p><p>Dans un second temps, une analyse approfondie de la structure et de l’évolution de l’utilisation du sol à Bruxelles et dans sa périphérie au cours du dernier demi-siècle a été réalisée à partir d'une base de données diachronique à grande échelle (1:25 000). Elle confirme la vision d'une périphérie bruxelloise peu dense où le poids de la classe de tissu urbain résidentiel clairsemé discontinu s'intensifie au cours du temps. Les espaces privilégiés de l'urbanisation ont été identifiés de manière systématique à l'aide de canevas d'analyse radio-concentriques et directionnels. Le croisement entre les données d'utilisation du sol et d'autres indicateurs spatialisables comme les plans de secteur a montré les marges d'évolution potentielles, tant au moment de la mise en place de ces plans que plus récemment. D'autres combinaisons avec des statistiques socio-économiques ou démographiques ont fourni de nouveaux indicateurs permettant d'explorer les densités de l'occupation de l'espace périurbain et de s'interroger sur les discordances entre réalité physique et enregistrement statistique. Enfin, l'arrangement spatial des différentes classes d'utilisation du sol a été exploré. L'ensemble de ces analyses ont fait l'objet d'une synthèse thématique ainsi que régionale, au sein de compartiments paysagers.<p><p>La dernière approche de la problématique de l'utilisation du sol en milieu urbain s'est faite au travers d'une démarche basée sur la modélisation spatiale. La calibration des relations de voisinage à l'aide des règles d'autocorrélation spatiale a démontré que les affinités entre classes décrivent bien la structuration de l'agglomération bruxelloise et traduit le renforcement des structures héritées. L'analyse des résidus de la modélisation a montré le rôle contraignant de l'introduction des plans de secteur pour la classe du tissu urbain résidentiel clairsemé discontinu, laissant beaucoup plus de place qu'attendu dans les parties sud de la zone d'étude. La modélisation dynamique a aussi clairement mis en évidence le changement de logique de localisation de l'industrie et des services, qui rompent avec leurs localisations traditionnelles au cours de la période étudiée.<p> <p>En conclusion, la thèse a permis de confirmer les atouts d'une approche sous l'angle de l'utilisation du sol pour appréhender le phénomène de périurbanisation. Elle montre aussi le rôle unificateur de cette approche, qui peut s'insérer aisément dans les études thématiques ou susciter des questionnements nouveaux du fait des avancées apportées par le caractère quantitatif des exploitations régionales. Enfin, des outils communs et des enrichissements mutuels, acquis ou potentiels, sont identifiés entre les différents champs de la discipline (télédétection, géographie urbaine, modélisation spatiale) mobilisés pour cette exploration de la production, de l'analyse et de la modélisation des données d'utilisation du sol.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation géographie / info:eu-repo/semantics/nonPublished