Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur

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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
.. . . . . . . . Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur Strasbourg I Discipline : Géographie par Olivier Klein Modélisation et représentations spatio-temporelles des déplacements quotidiens urbains Soutenue publiquement le 11 juin 2007 Membres du jury Application à l'Aire Urbaine Belfort-Montbéliard Directeur de Thèse : Co-directeur de thèse : Rapporteur Externe : Rapporteur Externe : Examinateur : Rapporteur Interne : Monsieur Richard Kleinschmager, Professeur Laboratoire Image et Ville, Université Louis Pasteur, Strasbourg I Madame Colette Cauvin, Professeur honoraire Laboratoire Image et Ville, Université Louis Pasteur, Strasbourg I Madame Denise Pumain, Professeur Laboratoire Géographie-cités, Université Paris I Monsieur Francisco Escobar, Professeur Departamento Geografia, Universidad de Alcala, Madrid Madame Christiane Weber, Directeur de recherche CNRS Laboratoire Image et Ville, Université Louis Pasteur, Strasbourg I Monsieur Luc Gwiazdzinski, Professeur associé Laboratoire Systèmes et Transport, Université de Technologie de Belfort-Montbéliard, Belfort

  • insuffisance des données disponibles

  • annexes multimédia

  • anciens collègues de la maison du temps

  • collègue

  • première approche des mouvements quotidiens par la géovisualisation

  • profonds remerciements au professeur colette

  • déplacement quotidien

  • directeur de la recherche


Source : scd-theses.u-strasbg.fr
Nombre de pages : 266
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. Thèse présentée pour obtenir le grade de
. Docteur de l’Université Louis Pasteur
. Strasbourg I
.
. Discipline : Géographie
.. par Olivier Klein
Modélisation
et représentations spatio-temporelles
des déplacements quotidiens urbains
Application à l’Aire Urbaine Belfort-Montbéliard
.Soutenue publiquement le 11 juin 2007
.Membres du jury
Directeur de Thèse : Monsieur Richard Kleinschmager, Professeur
Laboratoire Image et Ville, Université Louis Pasteur, Strasbourg I
Co-directeur de thèse : Madame Colette Cauvin, Professeur honoraire
Laboratoire Image et Ville, Université Louis Pasteur, Strasbourg I
Rapporteur Interne : Madame Christiane Weber, Directeur de recherche CNRS
Laboratoire Image et Ville, Université Louis Pasteur, Strasbourg I
Rapporteur Externe : Madame Denise Pumain, Professeur
Laboratoire Géographie-cités, Université Paris I
Rapporteur Externe : Monsieur Francisco Escobar, Professeur
Departamento Geografia, Universidad de Alcala, Madrid
Examinateur : Monsieur Luc Gwiazdzinski, Professeur associé
Laboratoire Systèmes et Transport,
Université de Technologie de Belfort-Montbéliard, BelfortRemerciements
Je tiens à exprimer mes plus profonds remerciements au Professeur Colette Cauvin
pour avoir dirigé cette thèse avec rigueur et grande disponibilité, m’avoir apporté son
soutien, m’avoir laissé une grande liberté dans mes recherches et transmis la
passion de la cartographie.
Au Professeur Richard Kleinschmager pour son soutien et pour avoir accepté de prendre
la direction de la fn de la thèse.
A Christiane Weber, directrice du Laboratoire Image et Ville, pour son soutien et les
bonnes conditions d’accueil et de travail au laboratoire.
Aux professeurs Denise Pumain et Francisco Escobar pour avoir accepté d’être membres
du Jury.
A Luc Gwiazdzinski, « le veilleur de nuit », sans qui cette thèse n’aurait été possible. Un
très grand merci pour l’inoubliable aventure belfortaine : participer à la construction d’un
des premiers bureau du temps, quelquefois en continu mais toujours avec passion, a été
une expérience professionnelle et humaine fort enrichissante.
A Madame Isabel Girault-Jammers et Monsieur Bruno Vidalie, directeurs successifs à
l’Agence d’Urbanisme du Territoire de Belfort pour la confance qu’ils m’ont accordée en
acceptant d’être partenaire de la convention CIFRE.
A mes anciens collègues de la Maison du Temps, Julien Gannard, Zhour Sellam et Sabri
Laifa, pour les nombreux échanges au quotidien.
A mes collègues de l’Agence d’Urbanisme du Territoire de Belfort, Vincent Meyer,
Dominique Brigand, Laurence Flesch et Olivier Schampion.
A mes deux compères « cartographes » Jean-Philippe Antoni et Stéphane Moisy pour
les échanges, débats et publications menés ensemble ; en espérant que d’autres projets
de collaboration verront le jour prochainement.Remerciements -
A tout le personnel du laboratoire Image et Ville notamment, Aziz Serradj, mon collègue
de bureau, Arnaud Banos, Anne-Christine Bronner, Christophe Enaux, Annett Wania, et
plus particulièrement à Estelle Baehrel et Elise Beck pour l’aide dans la mise en forme
fnale.
A Odile Opériol pour la reproduction de cette thèse et sa disponibilité de tous les
instants.
Au professeur Jean-Claude Muller, Université de Bochum, pour nos échanges sur la
cartographie multimédia lors de ses passages successifs à Strasbourg.
A Martin Fugler pour avoir accepté de relire ma thèse avec minutie et qui m’a prouvé
qu’un historien est bien plus qu’une « personne qui enseigne la géographie ».
A mes parents et mes sœurs pour avoir supporté mes humeurs et mes absences.
A Virginie, pour sa patience lors des moments diffciles et ses encouragements quotidiens :
« Ca y est, cette thèse est enfn écrite !… »Sommaire
Introduction générale _____________________________________ 7
Première partie – Bases conceptuelles _____________________ 11
Chapitre 1 - Le Temps 13
Chapitre 2 - Le Mouvement 25
Seconde partie – De la collecte à la structuration des données _ 33
Chapitre 1 - Une insuffsance des données disponibles 38
Chapitre 2 - Une autre approche plus adaptée 56
Chapitre 3 - Une nécessaire modélisation des données :
affner et reconstruire a posteriori 67
Troisième partie – Une première approche des mouvements
quotidiens par la géovisualisation ________ 114
Chapitre 1 – Un état de l’art et ses implications 116
Chapitre 2 – D’une cartographie « traditionnelle » à un outil de géovisualisation :
une application à l’Aire Urbaine Belfort-Montbéliard 191
Conclusion générale ____________________________________ 213
Bibliographie __________________________________________ 217
Annexes ______________________________________________ 233
VoirAnnexes multimédia _______________________________________
CD-ROMPréface
Ce travail de recherche a été initié par une Convention Industrielle de Formation
par la Recherche en Entreprise (CIFRE) ayant pour partenaires le Laboratoire Image et Ville
(UMR 7011, CNRS-ULP), l’Agence d’Urbanisme du Territoire de Belfort (AUTB) et la Maison
du Temps et de la Mobilité (MTM), structure associative en pleine création bénéfciant du
soutien de la DATAR et du Conseil général du Territoire de Belfort pour son lancement.
Ma fonction au sein de la structure m’a conduit à mener et coordonner les études
et recherches sur toutes les missions d’observations et de représentations des temporalités
urbaines. Elle a nécessité une forte implication, avec pour objectif premier un état des lieux
précis des dimensions spatiales et temporelles de la ville de Belfort, afn d’identifer des
évolutions et des désynchronisations entre l’offre et la demande de services notamment.
Représenter le temps et les mouvements est essentiel pour une bonne compréhension du
fonctionnement des territoires et pour la réalisation de diagnostics préalables à la mise en
place de politiques temporelles (Gwiazdzinski et al., 2001). Cette approche consiste, d’une
part, en la constitution de bases de données spatio-temporelles adaptées et, d’autre part, en
des représentations dynamiques de l’espace étudié ; elle se décompose en :
- Une analyse de l’offre urbaine d’activités et de mobilité avec collecte et
structuration d’informations spatio-temporelles associées à des représentations
cartographiques utilisées comme outils de négociation et d’aide à la décision.
Cette analyse est menée dans le cadre de projets de recherches nationaux
(Predit) et européens (Equal, Trascom et Sure).
- Une analyse des besoins de la population dans le but d’identifer les
dysfonctionnements, un préalable indispensable pour initier un autre objectif de
l’association, l’expérimentation de solutions innovantes et adaptées.
Cette expérience enrichissante m’a permis d’avoir une connaissance globale et
appliquée des questions des nouvelles temporalités urbaines, et plus particulièrement de
la partie diagnostic et représentation. Elle a impulsé les grandes orientations suivies dans
cette thèse de doctorat avec une volonté marquée pour un développement par l’image et
l’animation.Introduction généraleIntrodution générale - 8
La qualité de vie – caractérisée par un bien-être physique, moral et social – s’impose
aujourd’hui comme un nouveau critère d’attractivité pour les territoires des sociétés modernes.
En milieu urbain, la lutte contre la pollution et les nuisances sonores, ainsi que l’amélioration
des déplacements, sont les éléments majeurs déterminant cette qualité. Toutefois, les
changements dans les rythmes quotidiens, consécutifs à l’évolution des modes de vie et de
travail, impliquent de fortes pressions temporelles. La ville, autrefois rythmée par le classique et
simple triptyque « métro-boulot-dodo », est dorénavant en activité quasi permanente avec des
habitants qui partagent les mêmes territoires, mais souvent selon des temporalités différentes.
La coexistence de ces groupes peut être caricaturée par la cohabitation d’une ville qui travaille,
d’une ville qui dort et d’une ville qui s’amuse, avec les interactions et les confits que cette
association peut engendrer. Aussi, l’étude de la qualité de vie doit se faire non seulement en
termes d’organisation humaine et spatiale, mais aussi en prenant en compte sa dimension
temporelle. En conséquence, chercheurs et acteurs du territoire doivent reconsidérer et
mieux prendre en compte l’approche temporelle et son rapport à l’espace. Ainsi, réussir à
concilier les temps de la ville, de ses habitants et de ses services est-il devenu un des enjeux
contemporains d’une bonne qualité de vie.
Ces profondes mutations temporelles ont des impacts importants sur l’espace,
notamment au niveau de la mobilité, qui se manifestent par un étalement urbain et un éclatement
des territoires quotidiens, autant d’éléments à prendre en compte pour améliorer la qualité de
vie aussi bien en termes de gestion urbaine que d’organisation des transports. C’est pourquoi,
dès le début de ce millénaire, la question du temps est devenue une préoccupation majeure
pour les politiques et pour les aménageurs, préoccupation qui s’est concrétisée en 1999 avec Introdution générale - 9
6le lancement par la DATAR (Délégation à l’Aménagement du Territoire et à l’Action Régionale)
d’un groupe de prospective dénommé « Temps et Territoires » en vue de développer une
réfexion et une expérimentation dans le domaine des politiques temporelles pour les acteurs
locaux. À la suite de divers rapports établis pour le gouvernement (Bailly et Heurgon, 2001,
Hervé, 2001), un constat unanime s’est dégagé : la nécessité de représenter les
espacestemps quotidiens – en particulier, urbains – pour disposer d’une bonne connaissance des
phénomènes à l’œuvre. Mais, si l’on en croit J.-M. Offner (2000), « la géographie des
espacestemps, qu’implique l’analyse des mobilités spatiales, reste en quête de représentations
graphiques pertinentes ». Malgré quelques travaux précurseurs (principalement la Time
Geography), il semble que peu de recherches, malheureusement, aient porté sur les questions
de représentation des espaces-temps quotidiens. Cette lacune pourrait tenir à la diffculté de
croiser les dimensions spatiales et temporelles, c’est-à-dire à celle de trouver une réponse
cartographique aux questions fondamentales de la géographie – Où ? et Pourquoi ? – en les
associant à la question : Quand ?
Face aux deux volets de ce constat – nécessité mais absence de représentations
– cette thèse s’attache à développer une nouvelle approche centrée sur la représentation
des espaces-temps afn de disposer d’un support-clé de visualisation, d’analyse et de
communication des structures et processus de l’espace géographique. À travers le cas des
mouvements quotidiens urbains, cette recherche propose une démarche méthodologique (un
raisonnement construit et reproductible) et des outils pour explorer, représenter et analyser
la ville dans toutes ses dimensions (spatiales, temporelles et thématiques). Trois verrous,
scientifques et techniques, pour des études spatio-temporelles sont explorés de manière
approfondie :
- l’insuffsance des informations urbaines qui induit la
nécessité de construire des données adaptées ;
- la structuration de données spatio-temporelles permettant de joindre thème,
espace et temps ;
- et leur représentation tant en structure qu’en processus.
L’objectif fnal est de proposer des solutions aux acteurs politiques afn qu’ils puissent
échanger et se concerter de manière aisée et conviviale pour aboutir ainsi à des décisions
cohérentes et claires. L’idée que sous-tend cette recherche est que des décisions ne peuvent
être prises et une concertation ne peut être effcace que si les échanges et les discussions
s’appuient sur un ou des documents concrets. En ce qui concerne des problèmes spatiaux,
seule la carte (et l’image de manière plus large) répond à cette demande.
Or, confrontées à la complexité des dynamiques urbaines, les approches géographiques
et cartographiques classiques s’avèrent inappropriées, tant il semble impératif d’intégrer dans
la démarche les potentialités des technologies informatiques les plus récentes qui, par leur
puissance et leurs possibilités, permettent d’envisager des usages exploratoires, analytiques
6 Remplacée par la DIACT (Délégation Interministérielle à l’Aménagement et à la Compétitivité des
Territoires) depuis un décret du 31 décembre 2005.Introdution générale - 10
et communicatifs pour la carte. Cette volonté est renforcée par les atouts de la visualisation
scientifque qui forme un ensemble d’outils et de techniques permettant de résoudre des
problèmes en utilisant les technologies actuelles (Earnshaw et al., 1992) et de rendre visible
l’invisible (McCormick et al., 1987).
A l’instar des conceptions de W. Tobler ou de D.R.F. Taylor, nous avons retenu un
raisonnement et une communication centrée sur l’image par rapport à d’autres approches :
« voir » et « comprendre » reposent sur l’idée, que pour tout problème géographique, les
représentations cartographiques ou spatialisées sont essentielles. Les cartes – et de manière
plus générale les représentations spatiales – sont ainsi considérées comme les outils de
recherche privilégiés du géographe.
Après avoir avancé et décortiqué des solutions théoriques, nous les avons appliquées
à l’espace sur lequel nous avons travaillé dans le cadre de notre convention CIFRE, à savoir
le secteur de Belfort-Montbéliard. En effet, dans cette thèse, il ne s’agit pas de vérifer une
hypothèse précise mais de mettre au point une démarche reproductible et des outils permettant
de mieux connaître un territoire au niveau des déplacements quotidiens ou d’autres activités.
Elle est donc clairement orientée vers l’action, et l’application à la zone Belfort-Montbéliard
constitue en quelque sorte une mise à l’épreuve de la démarche développée.
Le plan retenu dans cette thèse correspond aux grandes étapes de cette démarche.
En effet, la première partie s’attachera à clarifer les bases conceptuelles qui sous-tendent
notre approche du temps et de la mobilité, afn d’expliciter la problématique et de préciser les
axes de recherche. La deuxième partie fera porter la réfexion sur les données pertinentes :
recensement de celles qui sont disponibles, enquêtes pour les étoffer puis modélisation pour
les compléter, les structurer en vue d’optimiser leur(s) visualisation(s). La troisième partie, enfn,
permettra une approche théorique de la visualisation des données, avec ses implications. Elle
sera suivie d’une application à l’Aire urbaine de Belfort-Montbéliard, mettant en évidence les
principales possibilités de la démarche.

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