Urbain

Enjeux sociétaux


L’explosion démographique mondiale s’accompagne d’une urbanisation galopante qui provoque elle-même une expansion géométrique des aires urbaines. Depuis 2008, pour la première fois dans l’histoire de l’humanité, plus de la moitié de la population vivait en milieu urbain. En 2050, on estime qu’environ 70% de la population mondiale sera urbaine. Cette urbanisation pèsera lourdement sur les ressources naturelles à grande échelle avec des tensions sur les terres disponibles, les milieux et la biodiversité. La demande alimentaire devrait doubler, la consommation énergétique augmenter de 80% et l’approvisionnement en eau croître de 55 %… Des défis colossaux qui ne seront relevés qu’avec la planification de villes sobres et capables de synergies entre la consommation et la production. Face à ces défis, le suivi de l’artificialisation, la détection et la caractérisation des changements urbains sont devenus indispensables dans de nombreuses applications opérationnelles. Dans ce contexte,  la télédétection, avec toute sa richesse, représente une source d’information extraordinaire.

Les images satellites constituent une source d’information à grande valeur ajoutée (résolution spatiale, temporelle, spectrale) qu’il convient aujourd’hui d’exploiter au mieux pour répondre à ces nombreux enjeux.

Question de recherche

Shangai

La ville est un système complexe et son impact sur l’environnement se mesure à travers plusieurs thématiques comme l’artificialisation, la biodiversité, la qualité de l’air et de l’eau, les nuisances sonores ou le réchauffement climatique, entres autres. La télédétection, à travers la diversité des images disponibles, permet de réaliser des diagnostics (inventaire), des études d’impacts, de suivis temporels ou encore des prospectives territoriales. Les questions de recherche sont à la fois scientifiques et méthodologiques, comme par exemple :

  • la caractérisation de la morphologie urbaine et son évolution : l’impact des espaces urbanisés sur les échanges radiatifs et énergétiques entre la surface urbaine et la canopée urbaine nécessite une connaissance précise des types de surfaces et de matériaux utilisés pour les constructions. Les images multispectrales voire hyperspectrales à haute et très haute résolution spatiale peuvent apporter les informations nécessaires aux modèles météorologiques et permettent des avancées dans la connaissance des impacts de la ville sur son environnement ;
  • le suivi de l’étalement urbain permet de mesurer la progression de l’étalement des villes et de calculer plusieurs indicateurs comme l’artificialisation des surfaces ou la consommation des espaces agricoles. La disponibilité de ces indicateurs spatio-temporels peut améliorer la mise en place de stratégies en matière de développement urbain ;
  • l’identification de la végétation en milieu urbain : la problématique de la végétation en ville a connu un grand essor ces dernières années en relation avec plusieurs thématiques comme le bien-être des populations urbaines, la qualité du cadre de vie ou encore l’impact des zones végétalisées sur l’intensité de l’îlot de chaleur urbain et plus largement sur le réchauffement climatique.
  • l’inventaire et la caractérisation des enjeux et des éléments exposés peuvent être définis par télédétection pour un aléa naturel et/ou anthropique. L’identification des enjeux structurels, des aménités naturelles ou autres à l’intérieur de périmètre à risque peuvent permettre de mettre en place des stratégies d’adaptation de ces espaces.

Contacts

Anne Puissant
U. de Strasbourg | Live
@A.Puissant

Nathalie Long
CNRS |Université de La Rochelle
nathalie.long@univ-lr.fr

Applications

Projet en cours

  • Le projet PAYTAL ‘Paysage et étalement urbain : dynamiques physique et culturelle et modélisation’ (2011-2014) propose d’étudier les liens entre l’étalement urbain et l’évolution des paysages. Il s’inscrit pleinement dans une démarche pluridisciplinaire qui vise à coupler des méthodes d’analyse économique (économie  urbaine), spatiale (géomatique et télédétection) et de perception paysagère. En s’appuyant sur des outils  informatiques (fouille et classification des données), le projet vise à décrire finement les formes de l’étalement urbain et des dynamiques du paysage.
  • D’un point de vue méthodologique, le projet COCLICO  ‘COllaboration, CLassification, Incrémentalité et COnnaissances’ (2012-2016), a pour objectif de proposer une méthode générique innovante permettant une analyse multi-échelle de grands volumes de données spatio-temporelles guidée par des connaissances du domaine thématique, en particulier en milieu urbain. La fouille de données apparait alors appropriée pour choisir au mieux les méthodes et les paramètres à utiliser dans la chaine de traitement pour aller des données vers les connaissances
    Plus d’informations sur le projet COCLICO.

Projets passés

  • Plus thématique, le projet VegDUD ‘Role du végétal dans le développement urbain durable. Une approche par les enjeux liés à la climatologie, l’hydrologie, la maitrise de l’énergie et les ambiances’ (2009-2014), porté par l’IRSTV (Institut des Sciences et Techniques de la Ville) était divisé en 6 volets dont portait sur la physiographie urbaine. Dans ce cadre, des évaluations méthodologiques portant sur l’impact des résolutions spatiales et spectrales, le choix des méthodes d’analyse d’images ont été réalisées pour extraire la végétation en milieu urbain, de façon précise mais aussi pour répondre aux besoins des modèles atmosphériques ou hydrologiques, utilisant cette information spatiale.
    Plus d’informations sur le projet VegDUD.
  • Le projet VALI-URB financé par BELSPO (2012-2014) avait pour objectif de proposer des méthodologies reproductibles d’analyse, en vue de caractériser les changements urbains d’une part et d’autre part d’identifier précisément et de caractériser les corridors écologiques à partir d’images satellites à haute et très haute résolution spatiale. Co-financées par le CNES, des images des nouveaux satellites Pléiades ont été utilisées.
    Plus d’informations sur le projet VALI-URB
  • Le projet MAMUD financé par BELSPO (2006-2011) a également utilisé des images à haute résolution et des séries temporelles à moyenne résolution pour mesurer l’impact de la croissance urbaine sur la structure du paysage et sur l’accessibilité des zones vertes pour les résidents
    Plus d’informations sur le projet MAMUD
  • Le projet soutenu par le PNTS-INSU, intitulé « Urbanisation et changement du paysage à Strasbourg entre 1986 et 2006 » (2009), avait pour objectif d’identifier, de caractériser et de quantifier les modifications paysagères qu’entraîne l’avancée du front d’urbanisation sur l’arrière-pays de Strasbourg et de la Communauté Urbaine (CUS) sur une durée de 20 ans entre 1986 et 2006. Il a ainsi pu mettre en évidence l’avancée de l’urbanisation, sous quelle forme, mais aussi un processus de renouvellement urbain par réhabilitation ou densification du tissu urbain.
    Plus d’informations sur le projet Urbanisation et changement du paysage à Strasbourg entre 1986 et 2006
  • Le projet INDICATEURS SPATIAUX (2010) avait pour objectif de proposer une méthodologie de production et d’évaluation d’indicateurs spatiaux portant sur les dynamiques d’occupation et d’utilisation du sol liées à la périurbanisation méditerranéenne, dans une perspective d’appui et d’accompagnement des dispositifs de développement territorial. 
    Plus d’informations sur le projet Indicateurs spatiaux

Thèses