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´UNIVERSITE PARIS-EST
ECOLE DOCTORALE VILLE TRANSPORTS ET TERRITOIRES
`THESE
pr´esent´ee pour obtenir
le GRADE de DOCTEUR
´DE L’UNIVERSITE
PARIS-EST
Sp´ecialit´e :
AMENAGEMENT DE L’ESPACE
URBANISME
par
´Florent Le Nechet
Sujet : Approche multiscalaire des liens entre mobi-
lit´e quotidienne, morphologie et soutenabilit´e des
m´etropoleseurop´eennes.CasdeParisetdelar´egion
Rhin-Ruhr.
Th`ese soutenue publiquement le 13 d´ecembre 2010 devant le jury compos´e de :
Pierre Frankhauser Rapporteur
Charles Raux Rapporteur
Jean-Charles Hourcade Examinateur
Michael Wegener Examinateur
Jean Laterrasse Directeur de la th`ese
Lena Sanders Directrice de la th`ese
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 20112
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011Introduction G´en´erale
Winnipeg.Myhomeformyen-
tirelife.Myentirelife.Alwayswin-
ter. Always sleepy. [...] I must
leave it. [...] I must leave it now.
Buthowtoescapeone’scity?[...]
How to find one’s way out?
Greatest urban train yard in
the world. [...] Iron vains. Ways
out. The dream train...
My Winnipeg. Guy Maddin
(2007).
Les villes se portent plutˆot bien : depuis 2007, la moiti´e de la population mon-
diale vit en ville (V´eron, 2007), et les plus grandes concentrations urbaines actuelles
(Tokyo,NewYork,S´eoul,MexicoouS˜aoPaulo)atteignentdespopulationsplusieurs
dizaines de fois sup´erieures aux plus grandes villes du monde antique.
L’am´enagement de villes d´ecamillionaires est une probl´ematique r´ecente, da-
tant de moins d’un si`ecle. Les villes qui connaissent les plus fortes croissances
d´emographiques sont confront´ees `a des choix de d´eveloppement cruciaux, ayant
parfois `a construire simultan´ement plusieurs r´eseaux collectifs couˆteux (routes, eau,
assainissement, distribution d’´energie). Pour les investissements les plus lourds, les
choix effectu´es `a une date donn´ee ont des r´epercussions sur le temps long.
Dans la plupart des villes europ´eennes et am´ericaines, la croissance d´emogra-
phique est mod´er´ee. De plus, certains choix de d´eveloppement ont d´ej`a ´et´e ef-
fectu´es sur lesquels il est difficile de revenir, comme la construction de r´eseaux
1de m´etros, qui ont une dur´ee de vie particuli`erement longue . En particulier, les
choix d’am´enagement urbain effectu´es lors des d´ecennies d’apr`es-guerre, pendant
lesquelles s’est constitu´ee la majeure partie du r´eseau routier et des surfaces ur-
banis´ees (Agence Europ´eenne pour l’Environnement, 2006), ont des cons´equences
importantes sur les possibilit´es futures d’am´enagement de ces villes.
1Aucunr´eseaumajeurn’a´et´eferm´edepuisparfoisplusd’unsi`ecled’existence,mˆemesicertaines
lignes ou stations ont ´et´e ponctuellement supprim´ees.
3
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011Le constat d’un ´eclatement des villes, duˆ `a la fragmentation des comp´etences
territoriales (Behar, 2002), `a la dispersion des individus (Anas et al., 1998), voire
`a la transformation des modes de vie (Berry, 1976) a conduit certain auteurs `a
th´eoriser, depuis plusieurs d´ecennies, la fin des villes (Gutkind, 1962; Mumford,
1970).Sansqu’iln’yaitd’incompatibilit´eaveccesobservations,Sassen(1991)relate
une concentration accrue des fonctions d’´echange au sein d’un syst`eme globalis´e de
villes, mouvement que Lacour et Puissant (1999) traduisent au niveau urbain par
l’´emergence de m´etropoles organis´ees de fac¸on polycentrique.
Ces processus complexes repr´esentent un d´efi pour les am´enageurs, confront´es `a
la difficult´e de mesurer les cons´equences d’un choix op´er´e `a une ´echelle donn´ee, sur
l’ensemble des ´echelles spatiales de fonctionnement.
Face aux enjeux du d´eveloppement soutenable (chapitre 1.2) se posent des ques-
tions sur la nature des mesures pouvant infl´echir les dynamiques, jug´ees non souhai-
tables, d’un syst`eme urbain. Il ne s’agit pas alors de dessiner ex nihilo les contours
d’une ville id´eale conciliant d´eveloppement ´economique, soucis d’´equit´e sociale et
respect environnemental, mais de chercher `a agir sur des syst`emes urbains r´eels,
poss´edant une histoire et des enjeux particuliers.
Entre individus et soci´et´e, la Ville?
Reconnaˆıtre l’existence des villes est une position ´epist´emologique forte, quoi-
qu’ancienne. Les gouvernements urbains existent bien, qui fixent des r`egles com-
munes `a des individus habitant `a proximit´e les uns des autres. Face `a la probl´ema-
tique du d´eveloppement soutenable `a laquelle un nombre croissant de pays, en Eu-
rope et bien au-del`a, affirme souhaiter r´epondre par des politiques volontaristes,
les entit´es urbaines manquent souvent de repr´esentants et de repr´esentations : de
repr´esentants, car la r´ealit´e administrative op`ere mal `a une ´echelle adapt´ee `a la
r´ealit´e fonctionnelle d’une ville ou` cinquante kilom`etres se parcourent en autant
de temps que quelques lieues jadis; de repr´esentations synth´etiques de situations
complexes, en perp´etuelle ´evolution. La polys´emie du mot « ville » ne doit pas
en effet cacher l’imbrication d’´echelles spatiales de fonctionnement : entre le quar-
tier et la m´etropole, plusieurs syst`emes de repr´esentation et d’action interagissent,
d´ebouchant sur une vari´et´e de situations urbaines.
Ne pas reconnaˆıtre l’existence de la ville au-del`a d’une collection d’individus,
acteurs ´economiques rationnels, est une position ´epist´emologique possible. Une ap-
proche macroscopique de la ville soul`eve d’ailleurs de vraies questions sur le libre-
arbitre des individus la constituant. En sciences physiques, les approches thermo-
dynamiques `a l’´echelle macroscopique permettent d’identifier quelques attributs es-
sentiels d’un gaz (temp´erature, pression) `a partir de la collection de mouvements
des mol´ecules le constituant `a l’´echelle microscopique. Dans des cas simples, il est
4
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011possibledeconnaˆıtreladynamiquemacroscopiquedusyst`emesansavoirdeconnais-
sance de l’´etat microscopique du syst`eme. Rechercher des r´egularit´es entre entit´es
urbaines (formes de concentration, modes de vie) peut sembler se placer dans cette
perspective m´ecaniste. Cependant, la vision de la ville propos´ee dans cette th`ese, au
travers des diff´erents processus et indicateurs ´etudi´es n’est pas d´eshumanis´ee. L’in-
dividu y est partout, par ses choix de localisation, d’activit´e et de d´eplacements. Ses
choix sont restreints `a un ´eventail de configurations possibles, `a un moment donn´e,
qui r´esulte de l’´etat pass´e du syst`eme comme de d´ecisions prises collectivement. La
r´eflexionsurlesinteractionsentreformeurbaineetpratiquesdemobilit´es,port´eepar
des actions `a une ´echelle macroscopique op´er´ees sur le syst`eme est alors, sinon une
position ´epist´emologique, au moins une posture d’action parfaitement rationnelle.
Complexit´e du syst`eme urbain
Le terme de « syst`eme urbain » d´esigne les interactions entre des agents au
sein d’un territoire g´eographique, qu’il s’agisse de villes dans un syst`eme de villes
(Bretagnolle et al., 2007) ou d’individus au sein d’une r´egion urbaine (Bonnafous,
1996).Unsyst`emeurbainestconstitu´e,d’apr`esBonnafous(1996),deplusieurssous-
syst`emesentremˆel´es.Desagentsindividuelseffectuantdesactivit´esdoivent´echanger
des informations, des biens ou se d´eplacer dans l’espace, ce qui induit un besoin
de transport. Bonnafous (1996) distingue ainsi un sous-syst`eme de « pratiques et
de relations sociales », un sous-syst`eme de « localisation » et un sous-syst`eme de
«transport» :
1. Lesyst`emedepratiquesetderelationssocialescontientlesactivit´esdeproduc-
tion, de sant´e, d’´education, d’´echange, de loisirs, effectu´ees dans un territoire
donn´e.
2. Le syst`eme de localisation, interaction entre une offre fonci`ere correspondant
`a l’ensemble des bˆatiments construits, aux types d’usages du sol autoris´es et
une `a demande de localisation d’activit´es et de logement.
3. Le syst`eme de transport, issu de l’interaction entre une offre de transport
(infrastructures ferr´ees ou routi`eres, fr´equence des transports collectifs) et une
demande de transport (d´eplacements des biens et des individus).
Cetteformalisationpermetlareconnaissancedelacomplexit´edusyst`emeurbain,
ausensou`lamodificationd’unedescomposantesdel’undessous-syst`emesprovoque
des r´epercussions sur l’ensemble des composantes de l’ensemble des sous-syst`emes.
Ladescriptiondesagentsconstituantlesyst`emeurbainestcrucialepourchercher
des pistes d’am´enagement compatibles avec des objectifs d´efinis de fac¸on exog`ene.
De fac¸on sch´ematique, on distingue des agents demandeurs et des agents offreurs
5
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011(appel´esam´enageursurbains),quipeuventdanschaquecasˆetredesparticuliers,des
entreprises, des gouvernements locaux etc.
1. Les agents demandeurs : individus, entreprises, r´epondent `a des offres d’acti-
vit´es, qu’ils cherchent `a r´ealiser en fonction de leur localisation et d’une offre
de transport. Ils cherchent ´egalement `a se localiser dans la ville, selon des
crit`eres de choix non triviaux qui peuvent inclure l’ensemble des distances aux
activit´es qu’ils escomptent entreprendre.
2. Les am´enageurs urbains : puissance publique, groupes priv´es ou individus,
ils participent `a l’offre de transport, de logement et ´egalement d’activit´es.
Les acteurs «am´enageurs» de la ville ne sauraient ˆetre r´eduits aux instances
publiques, qui fixent un cadre r´eglementaire et effectuent des investissements
d’infrastructure. Des entit´es priv´ees, entreprises immobili`eres ou de transport
peuvent, en fonction du cadre juridique local, proposer une offre priv´ee, de
transport ou fonci`ere, qui a des r´epercussions importantes sur la ville. On
peut penser au d´eveloppement des transports collectifs ferr´es sous l’impulsion
de grandes entreprises priv´ees (Larroque et al., 2002), ou plus r´ecemment `a
l’offre pavillonaire dans les banlieues am´ericaines et europ´eennes, qui est bien
souvent le fait d’un petit nombre de groupes immobiliers (Callen et Le Goix,
2007).
3. Enfin, pour prendre en compte l’ensemble des ´el´ements ext´erieurs au syst`eme
urbain ´etudi´e, on ´evoquera des « facteurs externes », qui peuvent ˆetre des
processus op´erant `a une ´echelle sup´erieure (par exemple la modification de la
sp´ecialisation ´economique de la ville) ou tout ce qui est consid´er´e, par sim-
plification, comme constant dans la p´eriode temporelle ´etudi´ee : l’´etat de la
technologie de transport ou de construction des bˆatiments, les attitudes des
individus par rapport `a la concentration, ou encore des contraintes environne-
mentales et sociales.
Pour illustrer comment une nouvelle offre dans un des sous-syst`emes peut avoir
des r´epercussions sur l’ensemble des sous-syst`emes, imaginons la construction d’une
nouvelle infrastructure de transport, dans une ville. Dans un premier temps, l’offre
nouvelledecapacit´einduitdesperformancesaccrues(plusgrandevitesseded´eplace-
ment) du sous-syst`eme de transport lui-mˆeme.
– Tr`es vite cependant, les comportements de mobilit´e des individus s’adaptent,
prenant en compte l’existence de nouveaux itin´eraires, ce qui peut de fac¸on
th´eorique d´eboucher sur un ´equilibre induisant globalement des performances
du syst`eme de transport lui-mˆeme moins bonnes qu’auparavant (paradoxe de
Braess, cit´e par Murchland, 1970).
– Deplus,lanouvelleoffredetransportd´ebouche,`al’horizondequelquesann´ees
ou quelques d´ecennies, sur une nouvelle offre et une nouvelle demande de
localisation, `a proximit´e de l’infrastructure. Ces m´ecanismes peuvent, selon
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tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011la possibilit´e de construction nouvelles et des micro-interactions ´economiques
(ench`eres fonci`eres) d´eboucher sur une augmentation du prix des loyers et la
modification de la composition sociale du quartier.
– Ensuite, la nouvelle configuration du syst`eme de localisation ´emergeant de
l’offre de transport nouvelle r´eagit `a nouveau sur le syst`eme de transport : la
demande de transport est accrue. Il s’agit du ph´enom`ene du transport induit
- «induced travel » (Noland et Lem, 2002) - qui conduit `a la saturation de la
nouvelle offre de transport.
– Enfin, l’offre de transport nouvelle peut affecter le sous-syst`eme d’activit´es et
de pratiques sociales, par exemple en augmentant les effets d’agglom´eration,
possibilit´es d’interaction entre les firmes qui ont tendance `a augmenter la pro-
ductivit´e des entreprises d’une ville donn´ee (Graham, 2007).
Danslemˆemeordred’id´ees,despolitiquesd’am´enagementsmen´eesauniveaudu
syst`eme de localisation (densification autour des axes de transport, blocage de l’ur-
banisation par des ceintures vertes) peuvent avoir des r´epercussions sur l’ensemble
du syst`eme urbain.
Le sch´ema de la figure 1 r´esume les ´el´ements constitutifs de l’interaction entre
les trois sous-syst`emes : les trois « agents », demandeurs, offreurs et externes in-
teragissent avec chacun des trois sous-syst`emes. Cette vision permet de formali-
ser un objectif de cette th`ese : comment agir sur l’offre urbaine, en particulier
sur les formes urbaines, pour influer sur la demande de transport, de localisa-
tion, voire d’activit´es, afin que les comportements r´esultants soient infl´echis vers
des objectifs pr´ealablement fix´es. Cette lecture poss`ede toutefois un implicite qu’il
convient d’´eclaircir d’embl´ee : celui d’un syst`eme `a l’´equilibre qui devrait ´evoluer
vers un nouvel ´equilibre (Bonnafous, 1999), sous l’action de nouvelles contraintes
sociales, ´economiques ou environnementales. L’objectif est ici plus restreint : loin
d’une prise en compte exhaustive du fonctionnement du syst`eme, l’observation de
co-productionsentreformesurbainesetpratiquesded´eplacement,permettrad’ima-
giner dans quelle direction le syst`eme pourrait se d´eplacer en cas d’une modification
de l’offre. Hormis dans un cadre th´eorique tr`es simplificateur, les cons´equences di-
rectesd’unepolitiqued’am´enagementoudetransportsurlademandedelocalisation
ou de d´eplacement ne seront pas ´etudi´ees.
L’emboˆıtement d’´echelles g´eographiques constituant les m´etropoles europ´eennes
est au cœur de cette th`ese, qui vise `a analyser les liens multiscalaires entre formes
urbaines et pratiques de mobilit´e. L’objectif est d’argumenter un discours portant
sur les ´echelles g´eographiques d’action sur le territoire, dans le cas de grandes
m´etropoles europ´eennes, dont Paris (monocentrique) et la r´egion Rhin-Ruhr (forte-
mentpolycentrique)repr´esententdesconfigurations«extrˆemes»,quiseront´etudi´ees
sp´ecifiquement.
7
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011Syst`eme
de
localisation
Agents Am´enageurs
demandeurs urbains
Syst`eme
Syst`eme
de
d’activit´es
transport
Facteurs
externes
Fig. 1 – Interaction entre syst`eme de transport, syst`eme de localisation et syst`eme
d’activit´es, `a plusieurs ´echelles. Cadre conceptuel.
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tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011La ville soutenable
eAu cours de la seconde moiti´e du XX si`ecle, l’av`enement de l’`ere automobile
danslespayslesplusindustrialis´esacaus´eunemodificationprofondedelastructure
des villes. Temps de trajets plus courts, couˆts de transport beaucoup moins ´elev´es,
cet accroissement g´en´eral de la mobilit´e pourrait apparaˆıtre comme la cons´equence
positived’unprogr`estechnique.Orc’estlesentimentinversequidomineaujourd’hui
devant le ph´enom`ene d’´etalement urbain.
Lavilleestaujourd’huivictimedesonsucc`es:longtempssynonymedeprogr`esso-
cialethumain,aumomentmˆemeou`elledevientlaformedominantedes´etablissements
humains `a l’´echelle de la plan`ete, elle apparaˆıt au banc des accus´es, concentrant
les nuisances, les besoins, les violences, les in´egalit´es de toutes sortes. L’utilisation
pr´epond´erante de la voiture dans un contexte de d´econcentration spatiale accrue
polarise les inqui´etudes pour une s´erie de raisons reli´ees ou incidentes. Etalement
urbain, dilution des villes dans les campagnes environnantes, d´ependance automo-
bile, pollutions locales dangereuses pour la sant´e et pollution globale participant au
r´echauffementclimatique:lesrh´etoriquesabondentquistigmatisent,`atortou`arai-
son,unsyst`emedemobilit´e,d’habitatetdemodesdeviequis’estconsid´erablement
etransform´e en France, en Europe et dans le monde au cours du XX si`ecle.
La figure 2 montre la courbe classique de Newman et Kenworthy (1989) qui relie
la consommation d’´energie due au transport, par individu, et la densit´e urbaine
2de population nette : les formes urbaines denses seraient les moins ´energivores.
S’appuyant entre autres sur ce discours, le mod`ele de la ville compacte (Agence
Europ´eenne pour l’Environnement, 2006) est apparu comme une possible r´eponse `a
l’expression g´eographique la plus classiquement mise en avant des transformations
syst´emiques ´evoqu´ees : l’´etalement urbain.
Cette courbe a dans le discours des auteurs un statut explicatif, proposant une
causalit´e qui a suscit´e de nombreuses r´eactions; Gordon et Richardson (1989) fus-
tigent l’absence de prise en compte du niveau de d´eveloppement lorsque Wegener et
Fu¨rst (1999) montrent que la consommation d’´energie est reli´ee par une courbe tout
`a fait similaire au couˆt de l’essence pour les usagers de chacune des villes. Le d´ebat
sur les relations entre forme urbaine et pratiques de mobilit´e quotidiennes, dans une
perspective de d´eveloppement urbain soutenable, ´etait lanc´e.
Les termes de ce d´ebat sont les suivants :
– Premi`erement, il y a le constat que les modes d’habitat et de d´eplacement
actuels dans les villes occidentales (et particuli`erement les villes am´ericaines)
posent des probl`emes divers, `a court et `a moyen terme (rapport Bruntland
et Khalid, 1987). Mais il n’y a pas consensus sur la nature de ces probl`emes
2Ce qui signifie que les zones non urbanis´ees ne sont pas prises en compte dans le calcul de la
superficie de la ville.
9
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011Fig. 2 – Liens entre densit´e et consommation d’´energie. Les premiers travaux pro-
viennent de Newman et Kenworthy (1989). Les donn´ees de cette figure ont ´et´e
extraits de Newman et Kenworthy (1999).
environnementaux, ´economiques et sociaux.
– Ensuite, les villes sont identifi´ees comme la bonne´echelle d’analyse et d’action
pour infl´echir une partie des probl`emes identifi´es. Selon Sougareva et Holec
(2002) « les villes sont `a la fois le probl`eme et la solution ». Mais il n’y a
pas de consensus sur les moyens d’actions privil´egi´es, simplement de bons
exemples de pratiques d’urbanisme et de politiques de transport sont relay´es
par la litt´erature (Cahn, 2003).
Interactions entre usage du sol et transport
L’interaction entre forme urbaine et pratiques de mobilit´e quotidienne est cen-
trale dans les questionnements actuels sur la ville. Qu’il s’agisse d’´evaluer la renta-
bilit´e d’un grand projet d’infrastructure ou de comprendre les m´ecanismes des dy-
namiques urbaines, les influences r´eciproques entre les potentiels de mobilit´e et les
mobilit´eseffectivementr´ealis´eessurunterritoiredonn´esontabondamment´etudi´ees,
defac¸onth´eorique(Deryckeet al.,1996)ouplusempirique(Mignotet al.,2004).De
fac¸onsch´ematique,lesinteractionsentretransporteturbanismesontleplussouvent
appr´ehend´ees au travers de la boucle suivante (Wegener et Fu¨rst, 1999), repr´esent´ee
sur la figure 3, conceptuellement proche du fonctionnement syst´emique ´evoqu´e en
10
tel-00576521, version 2 - 17 Jun 2011