Réseaux et aménagement : nouvelles approches, nouveaux outils

Gabriel Dupuy

Université Paris 1 Panthéon Sorbonne, Centre de recherches sur les Réseaux, l’Industrie et l’Aménagement

Résumé Article complet

Les réseaux de transport, d’énergie, de communication sont apparus vers le milieu du XIX –ème siècle. Leur développement a été spectaculaire. Souvent, les techniques issues de la révolution industrielle ont permis de faire face à des besoins qui préexistaient, mais que l’on était incapable de satisfaire dans des conditions économiques acceptables. C’est ainsi que la pompe à vapeur permettra la mise en place de réseaux d’eau potable devenus indispensables en milieu urbain du fait de la pollution des nappes phréatiques. De même, l’électricité rendra possible la communication instantanée, enjeu important pour le développement économique à l’époque, par le télégraphe puis par le téléphone. Prenons un autre exemple celui du tramway.

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Le problème de la circulation dans les villes ne date pas du milieu du 19-ème siècle. Simplement, les attelages tirés par des chevaux sur des routes non revêtues ne pouvaient faire face que très partiellement aux besoins. Le rail d’acier tracera un véritable « chemin de fer » propice au roulement. L’électricité produite grâce à la houille et à la vapeur viendra ensuite fournir aux motrices tout au long de ce chemin l’énergie nécessaire au mouvement. L’économie d’échelle résultant de ce transport collectif lourd faisait en même temps baisser les coûts. Ainsi s’explique le succès des réseaux de tramway adoptés par toutes les grandes villes, en Amérique du Nord puis en Europe.

Les techniques de réseaux étaient porteuses de changements profonds. Du point de vue spatial, les réseaux facilitèrent l’extension de l’urbanisation, la modernisation et la dé densification de l’espace rural. Tout cela transformait la géographie des espaces habités. Du point de vue temporel, les réseaux apportaient généralement la rapidité, pour certains l’instantanéité et souvent l’immédiateté (le porteur d’eau, naguère intermédiaire obligé, disparaissait au profit de l’ action directe du consommateur sur un robinet). Malgré la profondeur de ces changements, urbanistes et aménageurs se sont progressivement accommodés de ces techniques. Le travail de l’urbaniste Arturo Soria y Mata sur la Cité linéaire en donne un bon exemple .

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Le poids de l’Etat, le pouvoir des collectivités locales ont souvent permis de contrôler le développement des réseaux dans un sens favorable à l’aménagement des territoires et ceci à différentes échelles. Prenons quelques exemples. L’historienne Donatellla Calabi a bien expliqué comment en Italie entre 1880 et 1910, les villes moyennes ont utilisé les réseaux comme outil efficace pour une politique d’urbanisme. Ces villes qui ne possédaient pas encore, contrairement aux grandes villes, de plan d’urbanisme, cherchaient cependant à préserver le modèle de la ville radioconcentrique compacte alors que les tendances à la prolifération anarchiques des banlieues étaient fortes. Elles souhaitaient également se procurer des ressources financières sans accroître les impôts. Les réseaux étant alors exploités par des entreprises profitables, les villes en question décidèrent de les municipaliser pour les exploiter à leur profit et sous leur contrôle. Ces villes pratiquaient ainsi un urbanisme des réseaux, conforme aux options politiques du socialisme municipal de l’époque. A Paris, c’est le Département de la Seine, alors en charge des affaires de la ville qui met en place en 1894 les secteurs électriques dans le but d’équiper les périphéries grâce aux bénéfices des Compagnies opérant dans les zones centrales.

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A une échelle plus large, pour le chemin de fer, les actions des autorités et des compagnies se combinent et assurent finalement une desserte convenable du territoire.

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Plus récemment, l’Etat s’est efforcé de planifier la construction du réseau autoroutier avec des objectifs d’aménagement du territoire.

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L’organisation de l’espace que nous connaissons actuellement résulte de ces efforts, limités mais réels, pour utiliser les possibilités des réseaux.

Aujourd’hui, alors que de nouveaux réseaux sont apparus (NTIC : Nouvelles Technologies d’Information et de Communication), les anciens réseaux connaissent des changements majeurs dans leur mode de gestion. La privatisation de certains opérateurs, le passage à un régime de concurrence là où oeuvraient des monopoles économiques et territoriaux ont profondément modifié le « paysage » des réseaux. Les TIC introduisent des évolutions technologiques rapides qui répondent à ces transformations, par exemple pour mieux suivre une demande mouvante dans un contexte devenu concurrentiel. Même dans les réseaux restés « classiques », l’automatisation et la télégestion s’imposent. Citons la conclusion d’un ouvrage récent sur ce sujet : « te net génération of infrastructure system nées to ne full convergence vit information technologie »1Les réseaux s’interconnectent jusqu’à l’échelle continentale, voire à l’échelle planétaire (Internet). En même temps, des processus politiques et économiques généraux tels que la décentralisation et la mondialisation rendent incertains le rôle des pouvoirs publics, tant en matière d’aménagement qu’en matière de maîtrise des réseaux. Nous nous contenterons de rappeler ici la thèse de S. Graham et S. Marvin sur le Splintering Urbanism. Les deux auteurs estiment que les processus de transformation à l’œuvre dans les réseaux conduisent à des dissociations ségrégatives d’un nouveau type entre les réseaux de base publics plus ou moins délaissés et des premium networks dont profitent certaines villes, certains quartiers ou certaines catégories de population, ceci conduisant, selon les termes des sociologues, à la fragmentation urbaine.

Comment aider l’aménageur à prendre en compte cette nouvelle donne ? En « revisitant » les réseaux de manière à mettre en évidence les marges de manœuvre dans le sens de l’intérêt de la collectivité. L’urbanisme des réseaux n’est pas un urbanisme figé autour des réseaux du passé. C’est un urbanisme qui s’ouvre toujours plus à l’évolution des réseaux modernes et tout particulièrement à une mutation importante pour l’aménagement : le changement d’échelle géographique qui affecte les réseaux..

L’aménageur peut en effet considérer les logiques actuelles qui font évoluer les réseaux comme des donnés qui lui échappent, du fait de l’environnement économique libéral dans lequel se meuvent les acteurs, du fait des rythmes d’innovation technologiques et surtout du fait des échelles en cause (l’Europe, le monde,..). Mais il peut aussi chercher à utiliser ces réseaux et leurs logiques de déploiement (et même de contraction) pour mieux organiser le territoire dont il a la charge. Il peut même influencer leur développement au profit de ce territoire.

Pour cela, encore faut-il qu’il dispose de modèles, de représentations simples mais pertinentes des lois de développement et de déploiement des réseaux. En d’autres termes, la fameuse courbe en S (caractérisant l’augmentation de la desserte d’un espace ou d’une population par un réseau en fonction du temps soit x =a/(1+ e-akt), modèle qui garantissait l’accès universel au réseau, un peu plus tôt ou un peu plus tard, ne suffit plus.

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Pascale Dancoisne l’avait pressenti il y a plus de vingt ans dans sa thèse à propos du chemin de fer. Sur la longue période, non seulement elle mettait en évidence de véritables mutations de la topologie du réseau mais elle laissait entrevoir que la forme du réseau évoluait selon ses propres temporalités.

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Heureusement de nouveaux outils conceptuels permettent de s’affranchir du gap des échelles, de mieux saisir l’opportunité pour un opérateur de connecter telle zone, de raccorder tel territoire, de desservir telle population. D’origines diverses, ces outils illustrent les apports de l’interdisciplinarité scientifique au champ de l’aménagement.

Prenons quelques exemples. On distinguait naguère les réseaux continus, comme le réseau routier et les réseaux « point à point »  comme le réseau téléphonique. Le premier est supposé assurer une desserte de l’espace tout au long de ses voies alors que le second ne dessert que des abonnés précisément localisés. Aujourd’hui on fait de plus en plus appel à la notion d’adhérence. L’adhérence d’un réseau à l’espace qu’il emprunte se définit par rapport aux modalités de l’interface entre le réseau et l’espace considéré, c’est à dire au nombre de points de desserte ou d’accès potentiels permis par l’inscription spatiale de ce réseau. Cette idée rejoint les recherches de Bill Hillier et Nikos Salingaros autour de la « Syntaxe spatiale » obtenue en traduisant les réseaux de voirie urbaine en graphes abstraits représentatifs des opportunités offertes par le réseau dans l’espace urbain.

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Sur cette base de cette adhérence, comme l’a montré A. Brès, on peut remplacer la dichotomie réseau continu/réseau point-à point par une échelle d’adhérence. En ce qui concerne les réseaux de transport, l’échelle va de l’adhérence terminale du transport aérien (le modèle parfait de l’origine-destination) qui mène d’un lieu à un autre sans interface avec l’espace survolé, à l’adhérence longitudinale de la marche à pied qui permet, à chaque pas, de faire halte et d’accéder à l’espace traversé. On peut transposer la notion d’adhérence à d’autres réseaux. Il faut bien noter que l’adhérence ne met pas seulement en cause l’infrastructure du réseau considéré mais aussi la nature du service fourni par le réseau. Le téléphone mobile ou le Wi-Fi donnent des exemples intéressants d’adhérences particulières.

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Pour le téléphone mobile, l’adhérence n’est limitée que par la capacité des cellules à fournir des canaux de communication. Si le réseau est bien dimensionné, cette capacité est toujours suffisante, l’usager ne perçoit pas de limite et l’adhérence est infinie. Pour le Wi-Fi, la technologie fait que l’adhérence présente des zones de continuité et des zones de discontinuité dont la cartographie est d’ailleurs assez remarquable. On notera enfin que l’adhérence est associée à une notion duale (appelée riveraineté dans le cas du réseau de voirie urbaine) qui caractérise la manière dont l’espace environnant le réseau peut entrer en relation avec lui.

Comment l’aménageur peut-il se saisir de cette notion ? Il nous semble que l’adhérence s’inscrit dans une évolution de la forme de « gouvernement » des réseaux, au profit d’une gouvernance dans laquelle les usagers jouent un rôle actif et reconnu. Les images de la desserte des réseaux précédemment utilisés donnaient à l’usager un rôle passif, d’abonnés. La notion d’adhérence ouvre la voie à des formes nouvelles de co-production des réseaux dont l’aménageur ne saurait se désintéresser.

Un autre exemple est le concept d’attachement. William Garrison qui avait travaillé dans les années 1950-1960 sur la planification des réseaux autoroutiers américains avait constaté que la constitution de certains réseaux historiques relevait de règles simples. Ainsi, pour la réalisation du réseau ferroviaire en Irlande : « la règle de décision principale était simple : le premier tronçon à construire à partir d’un état du réseau était toujours celui qui rejoignait la grande ville la plus proche non encore desservie . Pour le réseau d’assainissement du Comté d’Alleghany (Pennsylvanie), la construction du réseau se faisait toujours de manière telle qu’elle conduisait à réaliser une unique et grande station d’épuration. Plus tard, Rietveld a montré que la construction du réseau de chemin de fer néerlandais relevait également d’une logique simple du même type. Albert-Laszlo Barabasi a théorisé ce concept, en distinguant les réseaux pour lesquels on aboutit à peu de nœuds concentrant beaucoup de liens (ce qui détermine une sorte d’échelle topologique du réseau) et ceux pour lesquels il existe une grande variétés de nœuds plus ou moins riches en liens (réseaux sans-échelle ou libres d’échelle).

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Les réseaux aériens avec leurs hubs et leurs spokes correspondent bien sûr à la première catégorie tout comme les réseaux backbone d’Internet.

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Dans son étude sur les réseaux, le même Barabasi utilise se réfère aussi à un autre concept déjà connu depuis un certain temps mais dont on n’a pas encore bien mesuré la fécondité. Il s’agit de la fractalité. Les images fractales sont désormais familières, à tel point qu’un réseau comme le réseau de chauffage urbain de Paris évoque bien l’idée d’une géométrie ou d’une topologie fractale.

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Mais à quoi correspond une telle topologie ? Qu’est-ce qui dans la genèse du réseau explique la fractalité. Là encore, elle résulte de la réitération de règles simples. Le réseau de chauffage urbain se développe systématiquement de manière à ne desservir un nouvel immeuble que si deux conditions sont réunies : que l’immeuble souscrive au minimum pour une certaine quantité de chaleur ; que sa distance au réseau ne dépasse pas une valeur donnée. Curieusement, c’est le même type de règles qui est suivi pour la réalisation du réseau haut débit ADSL. Une étude récente sur la desserte des périphéries de Madrid par l’opérateur Telefonica explicite ces règles: à une étape du processus de développement du réseau est fixé un seuil de taille des communes à desservir (par exemple seulement les communes au dessus de 20 000 h. S’il y a trop de communes au-dessus du seuil, on ne peut toutes les desservir en même temp. Des critères de choix secondaires interviennent alors (nb de logements, nb de lignes téléphoniques, nb de résidences secondaires, revenus moyens, etc). Généralement un ou deux critères suffisent pour ajuster le réseau aux possibilités de l’entreprise. L’application de telles règles conduit comme cela a été montré ailleurs à une topologie fractale qui assure à terme une desserte non pas uniforme mais régulière de l’espace eu égard à sa densité de peuplement.

Un réseau n’est pas figé. Il évolue dans le temps. Sa topologie se transforme pour faire face à des conditions économiques ou politiques nouvelles. Mais il existe des décalages entre le temps du réseau et le temps ordinaire ou, si l’on préfère, le temps social. Le déploiement d’un réseau nous rappelle Garrison a sa propre horloge. Cela introduit un concept nouveau, extrêmement important : celui du « temps propre » d’un réseau

On a vu plus haut comment à partir d’une étude du réseau de chemin de fer français inspirée de la théorie des graphes, Pascale Dancoisne avait mis en évidence ce temps propre du réseau ferroviaire

Prenons maintenant le cas d’Internet ou plus précisément de ses « gros tuyaux » (backbone)

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Adhérence, Attachement, Fractalité, Temps propre, voilà des concepts neufs qui renouvellent l’approche des réseaux, donnent naissance à de nouveaux outils et finalement aident l’aménageur à se situer par rapport aux réseaux tels qu’ils se font. Ce dernier est ainsi plus à même d’ utiliser les marges de manœuvre que lui laisse l’ évolution des réseaux. N’y a-t-il pas là matière à un renouvellement bénéfique des pratiques de l’urbanisme et de l’aménagement des territoires ?

1 Zimmerman, R., Horan, T., Routledge, New York, 2004, 254 p.

 

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