L'APPORT DES IMAGES SATELLITES DANS L'ANALYSE COMPARÉE DES ESPACES PÉRIURBAINS DES MÉTROPOLES DU SUD-OUEST EUROPÉEN

1. Université de Toulouse II – Le Mirail, Département de Géographie-Aménagement Laboratoire Interdisciplinaire Solidarités Sociétés Territoires (LISST) – Centre Interdisciplinaire d’Etudes Urbaines (CIEU) (UMR 5193 du CNRS) Thèse présentée pour le titre de Docteur de l’Université de Toulouse-Le Mirail Discipline : Géographie et Aménagement L'APPORT DES IMAGES SATELLITES DANS L'ANALYSE COMPARÉE DES ESPACES PÉRIURBAINS DES MÉTROPOLES DU SUD-OUEST EUROPÉEN Soutenue publiquement le 8 juin 2007 par Pierre ALBERT Sous la direction de Jean-Paul LABORIE, Professeur émérite d’Aménagement et d’Urbanisme, Université de Toulouse-Le Mirail Membres du jury : Jean-Paul LABORIE, Professeur émérite d’Aménagement et d’Urbanisme, Université de Toulouse-Le Mirail Aurélie SAND, Ingénieur CNES, Toulouse François TAULELLE, Maître de conférences, H.D.R., département de Géographie-Aménagement, Université de Toulouse-Le Mirail José Antonio TENEDORIO, Professeur de Géographie et Télédétection, Universidade Nova de Lisboa Christiane WEBER, Directrice de recherche CNRS, Laboratoire Image et Ville, Strasbourg

2. Sommaire • Un travail de recherche appliquée • L’objet de la recherche • La méthodologie de traitement des images satellites • Une nouvelle délimitation des espaces périurbains • Des indicateurs issus de l’analyse des images satellites • Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Conclusion et perspectives de recherche

3. Un travail de recherche appliquée • Une recherche placée dans la lignée d’un travail exploratoire de stage d’Institut Universitaire Professionnalisé d’Aménagement réalisé au sein de la société SCOT • Une thèse intégrée dans un programme de recherche européen : le programme Expansion URBaine des METropoles du Sud-ouest européen (EURMET) • Une thèse réalisée dans la cadre d’une bourse CIFRE associant : • un laboratoire de recherche : le C.I.E.U. • une société spécialisée dans l’information géographique : SCOT (devenue CS/Application spatiales)

4. L’objet de recherche • Cette thèse vise à mobiliser les images satellites afin d’améliorer notre perception des espaces périurbains et de l’étalement urbain • Définir communément les espaces périurbains de 3 pays • Ce travail s’appuie sur : • Un terrain d’étude constitué de 7 métropoles du Sud-ouest européen • La télédétection urbaine

5. La méthodologie de traitement des images satellites • Développement d’une méthodologie de traitement des images satellites reconductible sur les sept métropoles • Utilisation d’images satellites SPOT 5

6. La méthodologie de traitement des images satellites • Une technique novatrice pour classifier les images satellites : la classification orientée-objet • Cette technique nécessite de : • Prendre en compte des dimensions spatiales et spectrales des objets • Suivre généralement trois étapes : • la segmentation, • la caractérisation des régions, • la classification.

7. Séparation des territoires artificialisés et non artificialisés Extraction des grands axes de communication Qualification des espaces artificialisés Post-classification Qualification du tissu urbain Extraction de la végétation artificialisée La méthodologie de traitement des images satellites • Démarche méthodologique • Processus itératif semi-automatisé, • Combinaison : • de plusieurs étapes de segmentation/classification, • d'une étape de post-classification (manuelle)

8. Échelle 1 : 25 000 La méthodologie de traitement des images satellites Exemple de résultat final - Site de Montpellier

9. La méthodologie de traitement des images satellites • Contrôle de la qualité des résultats • Objectif : obtenir une précision thématique de 80% • Mise en œuvre d'une évaluation statistique qui s’appuie sur la photo-interprétation de segments (1% de la classification) à l’aide de données annexes (cartes topographiques, images aériennes,…)

10. Une nouvelle délimitation des espaces périurbains 1er résultat de la thèse Une délimitation commune des espaces périurbains

11. Une nouvelle délimitation des espaces périurbains • Pour définir l’espace périurbain, nous avons commencé par définir le cœur de l’agglomération • Création de l’Aire Morphologique Urbaine (AMU) • Elle se compose de l’ensemble des espaces artificialisés, hormis les grands axes routiers et ferrés, distants de moins 200 mètres. • Ces limites coïncident avec celles d’unités administratives locales. • Etablissement de la limite de la région urbaine pour chaque métropole • L’espace périurbain défini est l’espace situé entre l’aire morphologique urbaine et l’espace rural

12. Une nouvelle délimitation des espaces périurbains • Des espaces périurbains plus vastes que ceux définis par le Zonage en Aire Urbaine de l‘INSEE

13. Des indicateurs issus de l’analyse des images satellites 2ème résultat de la thèse Qualification de l’urbanisation selon 4 grandes catégories d’indicateurs

14. Des indicateurs issus de l’analyse des images satellites • Premiere catégorie d’indicateurs : les statistiques issues de l’occupation du sol

15. Des indicateurs issus de l’analyse des images satellites • Deuxième catégorie d’indicateurs : la densité « réelle »

16. Des indicateurs issus de l’analyse des images satellites • Troisième catégorie d’indicateurs : l’impact de la distance au centre sur l’urbanisation

17. Des indicateurs issus de l’analyse des images satellites • Quatrième catégorie d’indicateurs : l’influence des axes de communication • Etude de l’urbanisation à proximité des principaux axes routiers (zone de 2 km de part et d’autre de l’axe) • Prise en compte de la localisation de l’axe : AMU ou espace périurbain • Prise en compte du type d’axe : gratuit ou avec péages • Etude de l’urbanisation à proximité des échangeurs autoroutiers (zone de 2 km) • Prise en compte de la localisation de l’échangeur : AMU ou espace périurbain

18. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation 3ème résultat de la thèse Une nouvelle vision de l’urbanisation des espaces périurbains

19. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Des espaces peu urbanisés et dévolus à l’habitat

20. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Une polarisation importante dans certains espaces périurbains Densité « classique » et densité « réelle » de population dans la métropole de Barcelona

21. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Un éloignement au centre déterminant • Affaiblissement de l’urbanisation suivant l’éloignement au centre

22. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Une urbanisation liée aux axes • L’espace périurbain se singularise par une concentration supérieure des zones industrielles et commerciales à proximité des grands axes routiers

23. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Les échangeurs des aires morphologiques urbaines sont plus fortement urbanisés que ceux des espaces périphériques

24. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Les péages influencent l’urbanisation : l’urbanisation à proximité des axes routiers payants est plus diffuse

25. Les dynamiques périurbaines : entre confirmation et révélation des logiques d’urbanisation • Cette analyse conforte l’organisation et la logique urbaine amenée par les statistiques « classiques » • En revanche, les indicateurs issus des classifications permettent d’établir un référentiel commun et une vision semblable de l’urbanisation de ces 7 métropoles : • Nous pouvons les classer en trois groupes selon leur urbanisation : • Les métropoles « polycentriques » • Les métropoles « polynucléales » • Les métropoles « mononcentriques »

26. Conclusions et perspectives • Cette méthodologie est efficace et reconductible sur d’autres métropoles • Ce travail permet de mieux cerner l’urbanisation des espaces périurbains • Ce travail est un outil au service des futures politiques publiques, qu’elles soient territoriales ou sectorielles • Cette méthode pourra être enrichie au fil des progrès techniques • Les résultats pourront être confrontés aux outils de planification