GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse Générateur d’îlots urbains Marion Bonhomme Valéry Masson

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril  Le modèle socio-économique-géographique NEDUM-SLEUTH fournit une carte de l’urbanisation présente et surtout future.  Données disponibles: surface urbanisée, densité bâtie  On considère 3 formes de ville différentes : –Ville dense –Ville « fil de l'eau » –Ville verte (avec parcs) Pourquoi un générateur d’îlots?

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril scénarios NEDUM d’urbanisation jusqu’en 2100 (ici pour Paris, NEDUM seul) Ville étendue « stratégie fil de l’eau » Ville verte (avec 10% de parcs) Ville dense  Données de densité habitable  Mais pas de caractérisation fine des bâtiments  Nécessite une approche architecturale

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Principes du générateur d’ilots Objectif : Reconstituer des cartes précises tous les 10 ans à partir des scénarios et des sorties de NEDUM-SLEUTH* Méthode : 1 ère étape : Génération d’une carte initiale 2 ème étape : Génération d’une carte par pas de temps

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Principes du générateur d’ilots Méthode On définit 7 ilots types : 1.Pavillonnaire continu 2.Pavillonnaire discontinu 3.Immeuble continu 4.Immeuble discontinu 5.Immeuble de grande hauteur 6.Centre ancien 7.Bâtiment d’activité + surfaces libres Chaque îlot est associé à un ou plusieurs types d’usage

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Principes du générateur d’ilots

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Méthode Pour identifier de manière automatisée ces îlots, on va calculer pour chaque maille un certain nombre de paramètres et réaliser une ACP. Analyse en Composantes Principales = Analyse multicritère permettant : de sélectionner uniquement les paramètres significatifs de regrouper les ilots selon ces paramètres

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Bases de données BD Topo IGN de 2008 (Routes, Bâtiments, Zones de végétation) BD Parcellaire IGN de 2008 Contours IRIS + Statistiques INSEE (2008)  Calcul d’indicateurs pour l’ACP BD de l’IAU Ile-de-France : Le MOS 47 postes (2008)  Validation

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Indentification des ilots type : Pré-identification de certains ilots : Pour les autres : Analyse en composante principale n° ilotNom de l'ilot Conditions N°5 Immeuble de grande hauteurHauteur moyenne > 30 m N°7 Bâtiment d’activitéCES indus / CES > 0,6 Non bâtiCES < 0,05

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – ACP CP1 <1 D ensité b rute < 0,6 CP1 <1 D ensité b rute > 0,6 CP1 > 1 D ensité b rute < 1,8 CP1 > 1 1,8 < D ensité b rute < 2,5 CP1 > 1 D ensité b rute >2,5

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Résultats n° ilotNom de l'ilot 1Pavillonnaire Continu 2Pavillonnaire discontinu 3Immeuble Continu 4Immeuble discontinu 5 Immeuble de grande hauteur 6Centre ancien 7Bâtiment d’activité

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Résultats Paramètres les plus influents : La densité bâtie brute Le coefficient d’emprise au sol La densité de population par m² de territoire La hauteur moyenne des bâtiments La contigüité Le pourcentage d’habitat individuel/collectif La densité de route L’écart type des hauteurs

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation On valide avec le MOS (BD IAU IDF de 2008). Pour chacune des 47 classes on établi une correspondance avec les îlots types. Grâce à une intersection des cartes on calcule le % de surfaces correctes. Poste du MOS et son numéroCorrespondance avec îlots types 22 Habitat individuel1 ou 2 14 Parcs ou jardinsValable quel que soit le type d’îlot sauf le 7 15 Jardins familiaux1, 2 ou Jardins de l’habitat1, 2 ou Habitat individuel1 ou 2 23 Ensemble d’habitat individuel identique1 ou 2 24 Habitat rural1 25 Habitat continu bas1 26 Habitat collectif continu haut3 ou 6 27 Habitat collectif discontinu4 28 Habitat autreValable quel que soit le type d’ilot bâti sauf le 7 29 Equipements pour eau, assainissement, énergie7 ou Zones ou espaces affectés aux activités7 31 Entrepôts logistiques7 32 Commerces7 33 Bureaux (bureaux de plus de 5000 m²)3, 4, 5 ou 6 selon usage 34 à 41 : EquipementsValable quel que soit le type d’ilot bâti 42 Emprises de transport ferré 43 Emprises routières 44 Parcs de stationnement Valable quel que soit le type d’ilot 10 Surfaces en herbe non agricoles 13 Vacant rural 7 ou 100

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation Résultats globaux : Corrélation surfacique = 91%

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation Non bâti : Corrélation surfacique = 97%

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation Bâti indifférencié : Corrélation surfacique = 71%

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation – Par type Îlots types Corrélation surfacique N°1 Pavillon continu 76,06% N°2 Pavillon discontinu 75,13% N°3 Immeuble continu 66,54% N°4 Immeuble discontinu 56,63% N°5 Immeuble de grande hauteur 80,53% N°6 Centre ancien 87,28% N°7 Bâtiment d’activité 66,89%

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation 27 Habitat collectif discontinu (correspondant au type 4) 24 Habitat rural (correspondant au type 2) 30 Zones ou espaces affectés aux activités (correspondant au type 7) N°1 Pavillon continu 76%

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation 32 Commerces 9 Eau (correspondant au non bâti) 30 Zones ou espaces affectés aux activités (correspondant au type 7) N°5 Immeuble de grande hauteur 80%

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation Identification des ilots non détectés (en km²) Non bâti Type 2 Pavillon discontinu Type 1 Pavillon continu Type 4 Immeuble discontinu Type 3 Immeuble continu Type 6 Centre ancien ,7 6,5 4,8 3,6 2,4 1, Densité km²57 km²316 km²32 km²38 km²6 065 km²

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de la carte initiale – Cas de Paris Validation Conclusion : Bon taux de corrélation Permet d’utiliser le GI dans la plateforme Validation à continuer 91% 71% 97%

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de cartes futures Ou comment simuler l’évolution des îlots jusqu’en 2100 ?

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril a) Les types perdurent 3. Génération de cartes futures a) Les types perdurent b) Dans une certaine limite, la géométrie change pour prendre en compte la densification n° ilot Nom de l'ilot Limite densité basse Limite densité haute 2Pavillonnaire discontinu 0,05 0,8 1Pavillonnaire Continu 0,4 1,4 5 Immeuble de grande hauteur 0,5 1,1 4Immeuble discontinu 0,8 2,2 3Immeuble Continu 1,6 3 6Centre dense 2,3 - 7Bâtiment d’activité On ne fait pas évoluer ce type

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de cartes futures Pour construire chaque maille avec sa nouvelle géométrie on peut : -Soit trouver des règles complexes -Soit définir, pour chaque typologie, un ensemble de maille prédessinée qui corresponde à une surface habitable donnée Exemple pour la typologie “pavillons discontinus” a) Les types perdurent b) Dans une certaine limite, la géométrie change pour prendre en compte la densification

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Génération de cartes futures c)Les types changent sous deux conditions : 1.La densité dépasse les bornes admises pour cette typologie 2.Le bâtiment existe depuis un certain nombre d’années a) Les types perdurent b) La géométrie change pour prendre en compte la densification n° ilot Nom de l'îlot Limite densité basse Limite densité haute 2Pavillonnaire discontinu 0,05 0,6 1Pavillonnaire Continu 0,6 1 5Immeuble de grande hauteur On ne crée pas de nouveaux îlots de ce type 4Immeuble discontinu 1 1,8 3Immeuble Continu 1,8 2,5 6Centre dense 2,5 - 7Bâtiment d’activité On ne crée pas de nouveaux îlots de ce type

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Simulations d’évolution urbaine  Validation d'abord sur Paris (carte initiale disponible)  Mais du coup sans couplage avec SLEUTH  On considère 3 formes de ville différentes : –Ville dense –Ville « fil de l'eau » –Ville verte (avec parcs)  On ajoute donc un « générateur d’îlot » : –Les îlots se construisent et se transforment pour certains seuils de densité quelque soit le scénario à l'échelle de l'agglomération –On ne prend pas dans un premier temps de scénario d’aménagement du territoire (favoriser tel ou tel type d’îlot).

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Simulation du générateur d'îlot Carte initialeAprès intégration des densités NEDUM Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Simulation du générateur d'îlot Carte initialeAprès intégration des densités NEDUM  Les faibles densités de NEDUM (libre) loin du centre se traduisent en une augmentation de la surface de «pavillonnaire discontinu».  Toutefois, les surfaces bâties en jeu sont faibles (en 2010)  Par contre, on conserve bien les structures bâties en zones dense  → L'utilisation de NEDUM-SLEUTH évitera cette expansion rapide des zones périurbaines.

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Simulation : ville dense Après intégration des densités NEDUM Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Simulation : ville fil de l'eau Après intégration des densités NEDUM Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Simulation : ville verte Après intégration des densités NEDUM Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Vous n'avez vu aucune différence ? Zoomons alors! Ville dense 2030 Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité Ville verte 2100 Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité Comme souligné en introduction : peu de différence de type

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Résultats : évolution des îlots sur Paris  Évolution entre 2010 et 2100 du nombre de km² de chaque type d'îlot Ville dense Ville verte Ville «fil de l'eau»

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Résultats : évolution des îlots sur Paris  Évolution entre 2010 et 2100 du nombre de km² de plancher (en zone à usage résidentiel) Ville dense Ville verte Ville «fil de l'eau»

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Effet de scénarios d'aménagement du territoire  On considère maintenant deux scénarios d'aménagement du territoire: –Le scénario qui consiste à continuer à construire comme actuellement (cf simuls précédentes) –Un scénario où l'on favorise l'habitat collectif Type d’îlot en fonction de la densité Densité Scénario Maille existante Scénario Nouvelle maille

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Toujours aucune différence ? Zoomons à nouveau! Ville dense 2030 Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité Ville dense favorisant le collectif 2100 Pav. continu Pav. discontinu Imm. continu Imm. discontinu Imm. Gde hauteur Centre dense Zones d'activité → Les zones de petit collectif s'étendent → Les zones de pavillonnaire continu aussi

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Résultats : évolution des îlots sur Paris  Évolution entre 2010 et 2100 du nombre de km² de chaque type d'îlot en favorisant l'habitat collectif Ville dense Ville verte Ville «fil de l'eau»

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Résultats : évolution des îlots sur Paris  Évolution entre 2010 et 2100 du nombre de km² de plancher (en zone à usage résidentiel) en favorisant l'habitat collectif Ville dense Ville verte Ville «fil de l'eau»

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Conclusions & Perspectives  Le générateur d'îlot permet de spatialiser les formes urbaines issues d'une évolution de la densité  Il permet de prendre en compte des scénarios favorisant tel ou tel type de bâtiment  Les résultats seront significativement améliorés lorsque le générateur d'îlot sera couplé en aval de NEDUM-SLEUTH car : – La zone urbanisée sera plus réaliste (pas d'apparition brusque de zones pavillonnaires partout) – La densité de NEDUM sera elle-même contrainte par la zone d'urbanisation à fine résolution

GAME - AUAT - CERFACS ENM-CIRED - GEODE GRECAU - IMT - ONERA Le projet ACCLIMAT a bénéficié d’une aide de la Fondation de Coopération Scientifique STAE Toulouse 4 avril Ce qu’il reste à faire  Créer la carte initiale des îlots (et ses caractéristiques) sur Toulouse - travail en cours  Définir les lois de variation des autres indicateurs caractérisant l’îlot à partir de la densité de bâti et du type: - Comment évolue l’îlot dans le temps?  Faire le lien entre les caractéristiques des îlots, les données scénarios sur le bâti, et TEB