Patrick Berger architecte, Paris

REPRESENTATIONS URBAINES EXPERIMENTALES

I l’Arc lémanique ; les métropoles ne se ressemblent pas
"Abstraction faite de ses caractéristiques quantifiables, la métropole lémanique a une singularité qui est celle de l’architecture de répartition entre ses éléments naturels et ses éléments construits. Sa représentation ainsi faite par modélisation est tout autant celle de son histoire à faire que de son avenir à dessiner. Dans sa dynamique de développement non extensive, le projet, par son milieu, devient une autotransformation maîtrisée des singularités du site."
 [1]

Portrait topologique de la ville-région : l'arc Lémanique

L’état naturel et l’état construit sont l’objet d’une commune morphogenèse. Leurs entrelacements physiques définissent chaque milieu qui produit des formes qui l’identifient. Ces formes spécifient la morphologie des villes comme milieu naturel.

Portrait géométrique de l’arc lémanique

agglomérations urbaines
Hydrographie : lacs et lac Léman
Hydrographie : Les ruisseaux et les rivières
Les vignobles
Réseaux haute-tension
Réseaux routiers et ferrés
Réseaux : les routes
Usages : le bâti
Usages : les talus
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique
Transformation d'un tracé cartographique en objet géométrique

II Dynamique de l’auto-organisation urbaine : prototype de modélisation multi-agent
https://infoscience.epfl.ch/record/197788/?ln=fr

LA MORPHOGENESE DE LA METROPOLE
La ville contemporaine, de par la richesse des interactions entre les programmes, avec leur environnement naturel et construit, et à travers les échelles est un contexte de recherche passionnant. Le développement urbain, qu’il s’agisse d’extension ou d’organisation, ne se fait plus de manière planifiée ou hiérarchique, mais plutôt « horizontalement ». Autrement dit chacun fait comme bon lui semble autour des grands programmes planifiés. Il devient extrêmement difficile de comprendre et a fortiori de maîtriser la forme et l’évolution de la métropole d’aujourd’hui, régie par ses propres lois. Nous avons à faire à un système complexe, dynamique, autogène.

À l’échelle locale, la localisation des programmes architecturaux obéit non seulement aux lois d’architecture et d’urbanisme, et aux préférences de l’architecte, mais également aux lois liées à sa fonction et à son rapport à l’environnement naturel (sol, lac, rivières, etc.) et construit (programmes voisins, identité et morphologie de la zone ou du quartier, infrastructures routières, etc.). À l’échelle régionale, la métropole elle-même obéit à son environnement tout en induisant, de part son identité et sa morphologie propre, la localisation des programmes.
Les systèmes développés aujourd’hui pour modéliser la ville et en simuler son développement sont insuffisants « Ce que la mathématisation de la ville nous permet de comprendre des formes, cette part intermédiaire qui échappe à notre observation et à notre savoir, nous conduit à résumer son histoire à quelques traits, insuffisants pour ce faire puisque l’état physique résultant de l’auto-organisation des phénomènes volontaires, naturels et catastrophiques n’est pas compris dans une unité sensible et conceptuelle et interprétée comme telle. Cette part est en quelque sorte cachée, et les formes cachées qui en résultent sont le fruit de l’auto-organisation qui se fait sans nous. Nous continuons à analyser la ville par catégories, réduisant l’objet de l’étude à une juxtaposition de significations spécialisées et de schémas qui, pour être utiles à la compréhension de phénomènes particuliers, sont insuffisants pour donner une image globalisante de l’invention des formes urbaines » [2].
Si nous voulons avoir une chance de maîtriser un jour le développement de la métropole, il nous faut développer un système intelligent qui intègre tout notre savoir tant architectural, que géographique, mathématique, informatique, physique, voire biologique.
La démarche du laboratoire comprend 3 grands chantiers :
la modélisation de la métropole et de ses lois de morphogenèse,
le développement d’un moteur de simulation réaliste qui intègre les lois de morphogenèse connue à ce jour et qui permette si possible la découverte de phénomènes émergeants que nous ne soupçonnons pas encore,
et la recherche de nouvelles représentations adéquates.

MODELISATION
La première grande problématique que nous abordons dans ce projet concerne les phénomènes qui appartiennent à la localisation des programmes et à leur impact dans la ville : à quelles lois la localisation des programmes obéit-elle ? Quelles incidences provoquent–ils sur le paysage urbain voisin ? Comment les modéliser au sein d’un système de géosimulation ?
Pour répondre à ces questions, il est nécessaire de procéder à une analyse tant qualitative que quantitative de la ville
qui permette d’expliciter les lois qui régissent la dynamique des objets naturels et construits constituant la ville, afin de pouvoir les quantifier sous forme de lois de probabilité et les modéliser mathématiquement.

SIMULATION
La ville contemporaine est un système complexe doté d’une architecture cognitive qui répond à un principe d’intelligence collective, par analogie au fonctionnement de tout organisme vivant. P. Verteegh, p. 36, parle de « processus de type biologique, fondé sur une autogenèse d’ordre réticulaire, fait de structures émergeantes, de singularités et de verrouillages. »
L’approche proposée consiste à modéliser la métropole au sein d’un système d’information géographique cognitif avec ses états physiques en constante évolution en nous appuyant sur une approche de simulation multi agent.
Les Systèmes Multi Agents sont un sous domaine de l’Intelligence Artificielle. Ils peuvent être définis comme un réseau d’agents résolveurs de problèmes, autonomes et réactifs (comportement face à des évènements), coopérant pour résoudre un problème global complexe en résolvant chacun un problème particulier par rapport à son but. Chaque composant n’évolue pas seul, mais co-évolue dans le système avec les autres.
Les objets qui composent l’espace urbain sont des agents. Ce sont : les bâtiments, les fonctions dans les bâtiments (logement, commerce, école, usine, etc.), les programmes (stade olympique, gare, université, etc.), les quartiers, les routes, les réseaux (transports, sous-sol). Les agents interagissent dans le système avec leur environnement : le sol, l’hydrographie, etc. Ils sont dotés d’actions : formation, conservation, disparition, changement de fonction, désaffectation, etc.
Toute action d’un agent entraîne des réactions en chaîne des autres agents. Par exemple, la formation d’une gare a une très forte probabilité d’attirer la formation de commerces et de bâtiments de bureaux dans son voisinage, qui eux- mêmes induisent la formation de logements. L’apparition d’une usine à proximité d’un quartier de villas peut avoir de lourdes conséquences sur son devenir. Par exemple, une décision collective peut être prise pour repousser l’usine. Etc.

REPRESENTATION
Les représentations courantes sous la forme de cartes ne sont plus adéquates. Une « ballade virtuelle » sur une plateforme géographique telle que Google Earth permet déjà d’avoir une représentation 3D à travers les échelles. Cependant cette représentation reste statique et présente l’état de la ville aujourd’hui. Une nouvelle représentation phénoménologique paraît indispensable.
Il s’agit ici de développer une plateforme à la fois didactique et d’aide à la décision simple, réaliste et efficace qui permette une visualisation dynamique multi échelles, soit : du niveau global (l’enveloppe) au niveau local (le bâtiment) en passant par le niveau intermédiaire du quartier (la pièce urbaine), et à travers le temps. Un tel outil devra permettre de « jouer » avec les lois dynamiques afin d’observer et d’analyser les scénarios d’évolution de la ville autour des grands programmes planifiés, et de valider nos hypothèses.
Corinne PLAZANET

III Bords flous : Plaine de France

Représentation et programmation globale pour la Plaine de France
La nature est le dernier état des choses


[1in Milieux Patrick Berger Cité de l’architecture et du Patrimoine, 2005

[2[Patrick Berger et Jean-Pierre Nouhaud in Formes cachées : La ville, 2004], p. 184

Voir les crédits

I Recherche EPFL-ENAC
Portrait topologique de la ville-région : l’arc Lémanique
Chaire professeur Patrick Berger / EPFL
collaborateur responsable de la recherche : Frederic Bonnet
Nature du projet : représentation d’une métropole contemporaine
Programme : aménagement urbain entre Genève et Lausanne
Situation : Lac Léman, Suisse
2003

II Dynamique de l’auto-organisation urbaine : prototype de modélisation multi-agent
"Morphogenèse de la métropole : rapport final"
Plazanet, Corinne ; Berger, Patrick

Année : 2008
Publisher : Lausanne, EPFL, Laboratoire UTA
Note : Projet de recherche interdisciplinaire EPFL / VPAA / fonds 590612
Laboratoires : UTA

III Bords flou : Plaine de France
Programme : Programmation globale pour la Plaine de France
Maître d’ouvrage : EPA Plaine de France
Situation : Plaine de France, Ile-de-France
Projet : Patrick Berger architecte
(assist. : M. Andrieu)
Date : Consultation sur invitation 2004
Images : © atelier Patrick Berger
Textes : © Patrick Berger