Une application web pour planifier les villes

Densifier, conserver le patrimoine, utiliser des énergies renouvelables, faire baisser les émissions de CO₂ ou encore minimiser les coûts : la planification urbaine doit tenir compte de nombreux objectifs, souvent contradictoires, pas tous connus et souvent difficiles à quantifier.

Sébastien Cajot et Nils Schüler, deux chercheurs du groupe Industrial Process and Energy Systems Engineering de la Faculté des Sciences et Techniques de l’EPFL dirigé par le Professeur Maréchal, ont développé une nouvelle méthodologie, SAGESSE, et un logiciel, pour la faciliter. Appliquée au domaine de la planification urbaine, elle permet aux urbanistes d’intégrer les différents objectifs à respecter, puis génère rapidement des variantes de planification correspondantes. Elles sont facilement visualisables depuis une interface web. Les chercheurs ont collaboré avec le canton de Genève, notamment en travaillant sur les quartiers des Cherpines et des Palettes. Les résultats sont publiés dans Frontiers ICT.

Les différentes variantes sont représentées par les lignes horizontales. On voit clairement leur performance pour chaque objectif, comme les coûts, la densité ou les énergies renouvelables.

Une approche inversée

« Actuellement, l’approche de planification est inverse. Les urbanistes créent par exemple 4 ou 5 variantes d’un quartier, puis des modèles les quantifient et comparent leurs impacts », indique Sébastien Cajot, qui vient de terminer sa thèse sur ce sujet. Or dans le domaine de la planification urbaine, il y a beaucoup d’acteurs – promoteurs, citoyens, responsables de la planification énergétique, collectivités –, leurs objectifs sont différents et parfois contradictoires.

« Il y aurait des millions de variantes potentielles pour répondre à un seul objectif », souligne le chercheur. Pour réduire le CO₂ par exemple, les urbanistes peuvent décider de rénover l’enveloppe des bâtiments, de construire un réseau de chaleur ou encore de remplacer les chaudières. Mais les moyens pour connaître l’impact que chaque décision aura sur d’autres aspects sont limités. Difficile, donc, de prendre les meilleures décisions.

Valeurs d’abord, variantes ensuite

« La question n’est plus de décider si on veut construire ou non une tour, mais de d’abord définir les objectifs principaux à atteindre, comme la densification, la qualité de vie ou le coût, puis de demander au système de proposer les meilleures variantes », continue Sébastien Cajot. Visualiser les alternatives de manière simple, sur des axes verticaux, permet d’avoir une vision d’ensemble. Ainsi, une option répondant aux coûts et à la densité souhaités par l’urbaniste pourrait aussi montrer qu’elle ne répond plus aux normes légales en matière d’utilisation des énergies renouvelables, ou obstrue la vue de certains bâtiments. Les acteurs peuvent donc dynamiquement adapter les différents objectifs, afin d’identifier progressivement des solutions acceptables pour tous.

Un terrain de travail à Genève

Après une première application sur le projet de développement des Cherpines, le quartier des Palettes à Genève a permis aux chercheurs d’améliorer leur nouvelle méthodologie dans un contexte de tissu urbain existant. Ils ont tout d’abord travaillé à définir les enjeux les plus critiques avec les acteurs locaux. « Il s’agissait surtout de densifier le tissu, de réduire le niveau de CO₂ et de protéger le patrimoine », explique Sébastien Cajot. En plus de ces contraintes, les chercheurs ont également inclus dans leurs modèles les contraintes légales et celles demandées par les instruments de planification existants, comme les plans directeurs. C’est ensuite en se basant sur tous les éléments que les algorithmes du système calculent et affichent les possibilités de planification.

Si les chercheurs prévoient à moyen terme le lancement d’une startup basée sur l’application de cette méthodologie dans la planification urbaine, d’autres perspectives de recherche dans le groupe IPESE concernent son application à d’autres domaines, comme par exemple la stratégie énergétique suisse, la planification des énergies renouvelables ou la conversion optimale de la biomasse.

Contacts:

Prof. François Maréchal, Industrial Process and Energy Systems Engineering Group:

[email protected]

Sébastien Cajot, doctorant:

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Nils Schüler, doctorant:

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