Représentations urbaines expérimentales (II)

DYNAMIQUE PÉRI-URBAINE/PROTOTYPE DE MODÉLISATION MULTI-AGENTS/EXPÉRIMENTATION SUR UN SECTEUR DE L’EST LAUSANNOIS

Le deuxième type de représentation recherché concerne le processus d’auto-organisation dans l’étalement urbain.
Le laboratoire s’est confronté dès le départ à plusieurs questions posées comme hypothèses de travail.

« L’utilité » de l’aléa
L’aléatoire et l’instabilité de l’état bâti « informe » sont-ils liés à l’intérieur d’une dynamique par des mécanismes identifiables ?
Ces derniers sont-ils l’interaction entre chaque activité humaine (chaque programme) d’un groupement de construction ?
Quel est alors l’impact de l’implantation d’une nouvelle construction dans ses interactions ? L’effet de la localisation d’un programme génère-t-il une « dynamique de développement » ?
Pourquoi un programme architectural est-il attiré sur un terrain plutôt qu’un autre, en l’absence de planification ?
Comment agit ou réagit un programme dans la morphogenèse des villes ?

Un prototype de modélisation « multi-agent »
La méthode choisie pour la modélisation fut celle des « multi-agents basés vecteurs » [1]. Elle est particulièrement adaptée pour la modélisation de systèmes complexes comparables à la métropole d’aujourd’hui. Les systèmes multi-agents sont des outils de modélisation performants qui permettent de comprendre des phénomènes complexes à partir de règles de comportement individuels au grand pouvoir explicatif. Cette méthode permet de simuler les interactions existantes entre les différents agents autonomes et donc, dans le cas de la ville, entre tous les composants de l’environnement construit et de l’environnement naturel…/…
Dans le prototype, les agents sont les usages ou les fonctions des bâtiments et leurs programmes …/… Un système « multi-agents » est composé de plusieurs agents capables de s’organiser pour réaliser un but commun…/… La simulation « multi-agents » permet, en définissant des règles simples, de définir des structures d’organisation qui reflètent la réalité de l’observation. L’étude prouve la pertinence des systèmes multi-agent pour modéliser la ville en partant de ce postulat : considérer la ville en analogie avec un organisme vivant qui s’auto-organise selon des règles et donc de manière « intelligente ». Puis simuler les actions entre les agents autonomes afin de déterminer l’évolution du système, ici urbain, pour prévoir le processus d’une organisation…/… De tels agents, c’est-à-dire les fonctions des bâtiments, des routes, des réseaux, des sols… y sont des objets géographiques dotés à la fois d’une géométrie vectorisée et de propriétés qui nous permettent d’énoncer des règles ou lois de morphogenèse…/…

Partir du petit, pour aller vers le grand, et non l’inverse, devient une autre conception du projet urbain. Avec cette modélisation, tous les acteurs de la métropole peuvent décider de la stratégie d’un effet pour orienter un développement urbain. Il s’agit alors d’infléchir des tendances d’auto-organisation avec des actions ponctuelles et non plus de les cadrer en dessinant une forme finie : induire plutôt que contraindre.

Ce prototype ouvre un point de vue sur le projet métropolitain. La notion de ville orientée se met en tension avec celle de ville planifiée. Il peut en naître des stratégies urbaines mixtes qui optimisent la composition dynamique à grande échelle et, parallèlement, de l’aléatoire à l’échelle de l’architecture. » [2]

À l’échelle "micro" des phénomènes d’auto-organisation apparaissent :

Modélisation : extrait des "lois d’influence" paramétrées dans le prototype

Chaque type de programme a des "lois" qui influencent sa localisation.
Pour satisfaire leurs besoins, la multitude des types de programme crée, avec ces lois de satisfaction/coopération, une complexité d’interactions.

Modélisation multi-agents : la localisation d’un programme entraîne, dans le temps, une morphogenèse.

Scénario 1, croissance naturelle de la ville

Captures d’écran illustrant chaque étape de 2 scénarios de morphogenèse d’un quartier de Chavannes-près-Renens à partir des bâtiments existants figurés en vert Le scénario 1, 8 images montre la croissance naturelle de la ville par la création de logements (en jaune clair) à proximité des routes et selon le degré de satisfaction (DS). Les bâtiments choisissent leur emplacement selon la proximité des divers services et maximalisent leur DS. C’est le cas par exemple des premières villas qui se placent naturellement près de l’école (grand bâtiment vert à gauche de l’image)

Scénario 2

Le scénario 2 démarre du même état initial que le premier. Ensuite un programme architectural (ensemble de bâtiments de services dans notre cas : restaurant, cinéma, commerces – en rouge) est implanté dans la zone d’étude. Les logements sont encore une fois créés naturellement selon le DS. Cette fois ils choisissent de s’implanter à proximité du nouveau programme. L’impact du programme architectural est donc significatif sur la morphogenèse.

En simulant l’implantation d’un programme on observe une perturbation, celle-ci entraîne par elle-même l’émergence de programmes successifs.
La série de captures d’écrans ci dessus, saisie sur le prototype de modélisation multi-agent, fait apparaître cet impact sur la dynamique de la zone.

PDF
https://infoscience.epfl.ch/record/...

Notions
Auto-organisation
Modélisation multi-agents
Dynamique péri-urbaine
Prototype de modélisation
Est lausannois
Expérimentation