VERS LE CALCUL AUTOMATIQUE DES DROITS A CONSTRUIRE. COLLOQUE BIMBY - 17 & 18 SEPTEMBRE 2012

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1 VERS LE CALCUL AUTOMATIQUE DES DROITS A CONSTRUIRE COLLOQUE BIMBY - 17 & 18 SEPTEMBRE 2012 Michel KORSAKOFF Architecte Diplômé par le Gouvernement Docteur en Droit Associé-co-fondateur de la Société Bâtir Technologies Secrétaire Général du Club des Développeurs Immobiliers et Fonciers

2 INTRODUCTION Les architectes, urbanistes et professionnels de l immobilier peuvent réaliser aujourd hui simplement et en peu de temps des volumétries urbaines simples en 3D, avec des logiciels aussi intuitifs que Sketchup. Cette démocratisation des outils de modélisation permet d envisager des développements qui, hier encore, relevaient de la science-fiction. 2

3 Gabarits enveloppes réalisés avec Sketchup, logiciel de modélisation 3D de Google (avec l aimable autorisation du Crédit Foncier Immobilier) 3

4 1ère partie : Le contexte: Standardisation et la dématérialisation des PLU 4

5 CREATION D UN STANDARD NATIONAL DES PLU Un travail commun entre la DGALN, le CERTU et des représentants des collectivités locales, mené sous l égide du CNIG, a permis à la commission d adopter en septembre 2010 un standard pour les données géographiques issues de la dématérialisation des PLU. Ce standard établit les règles à respecter pour faciliter l échange entre les collectivités territoriales et les services de l Etat des documents d urbanisme sous forme numérique. Le géostandard PLU s applique dorénavant à la fois aux données relatives aux PLU et POS et un standard équivalent est en cours d élaboration pour les cartes communales. Il doit notamment permettre la généralisation des documents d urbanisme pour leur suivi national et des études d occupation du sol, d étalement urbain et de maitrise de l urbanisation 5

6 CREATION D UNE APPLICATION CARTOGRAPHIQUE NATIONALE COMMUNE GEOADS (aide à l instruction des dossiers ADS) est la nouvelle application cartographique destinée aux services de l Etat qui permettra notamment de visualiser les droits à construire pour les dossiers ADS localisés (zonages PLU, prescriptions, SUP,...) et d accéder aux textes réglementaires correspondants. L'application GéoADS sera normalement déployée à partir de Décembre

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8 PROJET EUROPÉEN D INTEROPÉRABILITÉ DES DONNÉES D URBANISME L ordonnance du 21 octobre 2010 adoptée pour transposer la directive INSPIRE définit un cadre général pour la diffusion des données géographiques et de leurs métadonnées détenues par les autorités publiques ainsi que les obligations de partage des données entre autorités publiques. Le modèle INSPIRE se caractérise par une forte harmonisation des documents de zonage (en France, les PLU et tous les documents qui l accompagnent). Plan4all est un consortium ayant pour objectif d harmoniser les données de planification spatiale et les métadonnées associées en accord avec les principes d'inspire (mise en place d un Géoportail pour les données d urbanisme). 8

9 2ème partie : Les principales recherches sur la modélisation des formes urbaines 9

10 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES La modélisation informatique des formes architecturales et urbaines a fait l objet de nombreuses recherches ces vingt dernières années. Pour parvenir à l acquisition de la géométrie d ensembles architecturaux ou urbains, certaines de ces recherches se sont basées sur la vision par ordinateur. D autres se sont orientées vers le développement de logiciels de CAO plus ou moins spécialisés (Allplan, Archicad, Arc+.). D autres encore ont porté sur le développement d une méthode permettant de reconstruire de la 3D simplifiée du bâtiment en s appuyant sur des documents 2D, essentiellement des plans de cadastre digitalisés, ainsi que sur une base de règles issue de la législation et des règlements d urbanisme. 10

11 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES Le Projet MEDINA (Allani-Bouhoula N., Perrin JP., 1998) porte sur la reconstruction tridimensionnelle de volumétries urbaines. Monsieur Didier Faucher a développé le système URBANLAB permettant de construire des enveloppes urbaines (thèse sur la modélisation déclarative des enveloppes urbaines réglementaires 2001 Ecole centrale de Nantes). 11

12 PROJET MEDINA: RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE DE VOLUMÉTRIES URBAINES Reconstruction des hauteurs Reconstruction des toitures (Source: Allani-Bouhoula N., Perrin JP., 1998)

13 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES Monsieur LE VIET TUNG apporte de son côté une contribution intéressante sur la représentation 3D des règlements d urbanisme et de la volumétrie autorisée de construction (Rapport de DEA - École d architecture de Nancy ). 13

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15 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES: PROJET TERRA MAGNA ( ) TERRA MAGNA, qui fait référence à la notion de «territoire augmenté», est un projet de R&D porté par STAR-APIC associant partenaires publics et privés et publics (IGN, CSTB, INRETS, ECP, CIRAD, BIONATICS, SPACEYES, DRYADE et THALES,) ainsi que deux institutionnels sites pilotes (Agglomération de Cergy-Pontoise et IAU-IDF). Terra Magna se présente comme un hub géospatial de gestion de données 3D utile comme outil de diagnostic pour le développement durable des territoires (simulation du trafic urbain, nuisances sonores, qualité de l'air...) ou bien en tant qu'outil d'aide à la décision du règlement d'urbanisme. Terra Magna est devenu Elyx 3D, porté par STAR-APIC pour une première version commerciale en

16 ELYX 3D USAGES Gérer les données : géométries et attributs Exploiter les données : requête, thématique, analyse spatiale, Echanger les données Constituer des maquettes Visualiser des maquettes Publier les données

17 ELYX 3D - PLU Visualisation 3D du PLU Informations attributaires Thématique 3D Types de constructions, Dispositions en matière d accès, Attente pour réseaux, Distances par rapport aux limites, C.O.S. et C.E.S. Aspect et les volumes autorisés Analyse spatiale 3D

18 MODÉLISATION DES RÈGLEMENTS D URBANISME Visualiser les contraintes règlementaires simultanément et à grande échelle. Assister les collectivités dans la mise en place d un Plan Local d Urbanisme. Aider les aménageurs à vérifier la conformité de leur projet avec la réglementation en vigueur localement. Terra Magna Imagina février 2010

19 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES: LE PROJET E-PLU ( ) Financé par le FEDER et labellisé par les pôles de compétitivité Advancity et Systematic, le projet E-Plu a associé le bureau d étude en urbanisme Quelleville?, les laboratoires COGIT et MATIS de l IGN pour le prototype ainsi qu Oslandia, spécialiste des SIG Open Source. Un prototype de système d information géographique 3D a été mis au point qui permet de vérifier le respect des règles d urbanisme et de générer une géométrie de bâtiments respectant les volumes constructibles. 19

20 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES: LE PROJET E-PLU ( ) Vérificateur du respect du PLU (source: COGIT IGN) Génère 2 types de résultats : Les règles qui s appliquent à chaque parcelle et celles qui ne s appliquent pas Visualisation des incohérences 20

21 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES: LE PROJET E-PLU ( ) Le projet e-plu (e-plu.fr), aujourd hui à l état de prototype, devrait être achevé sous sa forme définitive par Quelleville? à l horizon 2015 avec pour objectif de transformer les documents d urbanisme en service de consultation et de simulation numérique 3D permettant d estimer les droits à bâtir en fonction de critères morphologiques et urbains. 21

22 RECHERCHES SUR LA MODÉLISATION DES FORMES URBAINES: LE PROJET E-PLU Exemple de visualisation 3D des volumétries et contraintes de prospect (source: document de présentation E-plu) 22

23 LE PROJET GEOPENSIM: MODULE OPEN SOURCE POUR L ANALYSE DES TISSUS URBAINS ET LA SIMULATION DE LEURS ÉVOLUTIONS ( ) L objectif de ce projet de recherche porté par le COGIT (IGN), le laboratoire Image, Ville, Environnement de Strasbourg (LIV) et le Laboratoire des Sciences de l Image, de l Informatique et de la Télédétection (LSIIT) est de concevoir une nouvelle plate-forme OpenSource dédiée à l analyse des tissus urbains. L utilisation d un outil de modélisation 3D pourrait enrichir la plate-forme GeOpenSim de règles de constructibilité et d évaluer l influence des règles du PLU et de leurs paramètres sur l évolution de la ville. 23

24 CALCUL DES DROITS À CONSTRUIRE RÉSIDUELS: COMPARAISON DES COS RÉGLEMENTAIRES ET EFFECTIFS Une intéressante étude a été réalisée par la Direction Départementale des Territoires de l Essonne. L exercice consiste. à comparer les COS réglementaires et les COS effectifs de chaque zone, permet ainsi de: - repérer les zones mutables en raison d une sousutilisation des COS réglementaires - proposer aux collectivités des COS réglementaires suffisants pour assurer la mutation des tissus 24

25 3ème partie : Description fonctionnelle d une application de modélisation et de calcul 25

26 PRESENTATION D UNEAPPLICATION DE CALCUL DES DROITS A CONSTRUIRE Cette application serait caractérisée par 2 fonctionnalités principales: Vérification des contraintes réglementaires de constructibilité sur une tissu parcellaire à partir d une base de règles issues des PLU afin de générer un volume respectant ces règles en 3D Déduction de la surface de plancher admissible correspondante 26

27 INTÉRÊTS D UNE APPLICATION DE CALCUL DES DROITS A CONSTRUIRE Ces intérêts sont nombreux : Comparaison des constructibilités réglementaires et effectives de territoires entiers Contrôle assisté de la conformité d un projet aux règles d urbanisme en vigueur afin de faciliter sa meilleure intégration dans l environnement Analyse par les collectivités de l impact de leurs scénarios de développement sur l évolution de leur territoire Simplification des études de constructibilité Optimisation de la densité des parcelles bâties et non bâties pour un urbanisme économe en ressources foncières, ce qui correspond à l objectif BIMBY d un étalement urbain nul. 27

28 LIMITES D UNE APPLICATION DE CALCUL DES DROITS A CONSTRUIRE Ces limites sont principalement les suivantes : - part d interprétation des règles d urbanisme (notamment à travers les règles dites permissives, c est-à-dire laissant à l autorité compétente un pouvoir d appréciation); - ajustement de ces règles au regard d autres contraintes (altimétrie des parcelles, débords de toiture, égouts de toit, balcons, places de parking ); - contraintes en infra et en surface qui peuvent avoir des conséquences sur la conception des bâtiments (nombre de places de parking, dénivelés de rampe, espaces verts de plein terre à respecter ). - règles de droit privé (vues, servitudes) et contraintes diverses (héberges) 28

29 NOMENCLATURE DES DOCUMENTS LOCAUX D URBANISME Les règlements des POS/PLU sont établis suivant une nomenclature identique de 14 articles dont le contenu est défini par l article A123-2 du Code de l Urbanisme. Les cartes communales comprennent seulement un rapport de présentation et un ou plusieurs documents graphiques (Article R124-1 du Code de l Urbanisme). Toutefois, la nomenclature identique des POS/PLU ne signifie pas loin s en faut que toutes les règles sont identiques d une commune à l autre. 29

30 CONTRAINTES DES DOCUMENTS LOCAUX D URBANISME Le PLU propose une liste de contraintes géométriques (recul par rapport à la voirie, hauteur maximale etc.) et sémantiques (types de bâtiments autorisés, limitations sur l aspect extérieur etc.) sous forme textuelle. Quoi? Destination du projet 1 - Occupations et utilisations du sol admises 2 - Occupations et utilisation du sol interdites Comment? Desserte du terrain 3 - Accès, voirie, caractéristiques et desserte du terrain Construction? 4 - Implantation des constructions par rapport aux voies et emprises publiques 5 - Implantation des constructions par rapport aux limites séparatives 6 - Implantation des constructions par rapport aux autres sur une même parcelle 7- Hauteur maximum des constructions 8 - Espaces libres Combien? Densité Emprise au sol 10-Coefficient d occupation des sols

31 CREATION D UN PROJET Saisie du questionnaire projet: Hauteur niveau: 3 mètres Surface rapportée places de parking intérieure: 27 mètres/place Toiture terrasse: oui/non Baies principales.. 31

32 MODELISATION AUTOMATIQUE DES VOLUMES CONSTRUCTIBLES ET RESTITUTIONS Création des algorithmes sur lesquelles sera fondée la programmation informatique pour modéliser les volumétries autorisées de construction du bâtiment. Restitutions possibles: création du volume autorisé dans la bande E et hors bande E, prise en compte des règles de gabarit, ajout des héberges, modélisation du volume enveloppe maximum, découpage en niveaux, volumes utiles, surfaces de plancher et du parking, génération de plans de coupe et modelage des volumes. 32

33 LA MODELISATION AUTOMATIQUE DES VOLUMES CONSTRUCTIBLES Cette opération peut-être dupliquée assez simplement sur certains territoires de communes ou à une échelle plus importante. 33

34 Je vous remercie pour votre attention et reste à votre disposition pour répondre à vos questions. Avec l aimable autorisation du COGIT, laboratoire de l IGN, de STAR-APIC et de QUELLEVILLE? 1 er service de consultation de tous les documents locaux d urbanisme en Ile-de-France 34