Université Montpellier III Montpellier II

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1 Université Montpellier III Montpellier II Master 2 Territoire Société Aménagement Développement Mention Systèmes d Information et Informations Géographiques pour la Gestion et la Gouvernance des Territoires (SIIG3T) Rapport de Stage Mise en place d une base de données spatiale sur la mesure de la tache urbaine et de l évolution de l occupation du sol. Responsable universitaire : Monsieur Jean-Paul BORD Jury : Marc Aparicio, responsable du service SIG, Communauté d'agglomération de Montpellier Sous la direction de Monsieur Serge Herviou Chef de projet SIG Promotion Tristan VIALE Stage effectué du 15 février 2011 au 15 août 2011 au sein du Pôle Ressources à l Agence d Urbanisme Catalane. Page 1/70

2 «Ce n est pas dans la connaissance qu est le bonheur, mais dans l acquisition de la connaissance» Edgar Allan Poe REMERCIEMENTS Je tiens à remercier en premier lieu mon maître de stage Serge HERVIOU pour m avoir permis de réaliser cette étude au sein de l Agence d Urbanisme Catalane tout le long de ces six mois et de m avoir encadré et orienté durant toute la période du stage. Je le remercie pour sa qualité d écoute, ses conseils professionnels et personnels, sa disponibilité, sa patience et sa bonne humeur. Je tiens à exprimer également mes profonds remerciements à mon tuteur enseignant, Jean-Paul BORD, pour m avoir fait confiance durant cette année. D une façon plus générale, je remercie toute l équipe de l Agence d Urbanisme Catalane pour m avoir accueilli, m avoir fourni les moyens matériels d effectuer mes études et pour la qualité des échanges et de partage avec l ensemble de l équipe. Je tiens enfin à remercier le Pôle Ressource de l agence pour la qualité et l ambiance agréable de travail au quotidien, à Yannick VEILLET pour les échanges et conseils sur la programmation et la gestion des données et Stéphanie PRATS pour sa connaissance de la sémiologie graphique. Page 2/70

3 RESUME Ce stage de master 2 SIIG3T au sein de l'agence d'urbanisme Catalane (AURCA) s'est déroulé entre le 15 février et le 15 juillet Les objectifs principaux sont en rapport avec le cadre de travail pluri-thématique de l'agence sur le territoire du département des PyrénéesOrientales et peuvent être énumérés de la manière suivante : La conception et la mise en place d'une méthodologie de détection des capacités tendancielles d'urbanisation. La réalisation d'une analyse des besoins de l'agence en fonction des thématiques visant à rédiger des recommandations concernant : 1. La potentielle évolution de la base de données d'occupation du sol fournie par l'association SIG LR (BD OCSOL SIG LR) 2. Les alternatives techniques sur les méthodologies de mesure de la tache urbaine et de l'étalement urbain. 3. La mise en avant d'un «point zéro» de la tache urbaine définit par le grenelle 2 de l Environnement. Le développement d'une méthodologie afin de créer une base de donnée reproductible sur la tache urbaine Page 3/70

4 SOMMAIRE Table des matières Introduction...6 I. Contexte du stage...8 I.1 Présentation de la structure d accueil...8 I.1.1 Présentation de l agence d urbanisme catalane...8 I.1.2 Le périmètre d intervention...8 I.1.3 Les missions de l agence...9 I.1.4 Une architecture de base de données structurée et un catalogue de référentiels administratifs conséquent...10 I.2 Objectifs du stage...12 II. Un état des lieux des besoins de l agence...13 II.1 Les objectifs de l enquête...13 II.2 Le guide d entretien...14 II.3 Analyse des besoins...14 II.3.1 Synthèse des besoins de l AURCA et rédaction de recommandations sur l évolution de la BD OCSOL SIG LR à intégrer dans le groupe de travail OSCOL de l association SIG LR...15 II.3.2 Fiche technique pour la réalisation de la base de données pour la tache urbaine...20 III Méthodologies et outils pour mesurer la tache urbaine et l étalement urbain...19 III.1 La tache urbaine : un enjeu majeur pour la connaissance stratégique du territoire...19 III1.1 Définir la tache urbaine...19 III.1.2 Objectifs de la tache urbaine...18 III.1.3 État des lieux des méthodologies de calcul de la tache urbaine...21 III.1.4 De la méthodologie CERTU à une tache urbaine spécifique aux besoins de l'aurca. 22 III.1.5 Conclusion et perspectives...25 IV. Méthodologie de détection des capacités tendancielles d urbanisation...26 IV.1 Les CTU : un outil d analyse au service des dynamiques d urbanisation futures...26 IV.1.1 Origine et objectifs du projet...26 IV.1.2 Historique des études et création d une démarche qualité...27 IV.1.3 Les étapes de l étude...27 IV.1.4 Les données utilisées...28 IV.2 Une méthodologie intégrée pour une meilleure détection des CTU...29 IV.2.1 Définition et détection des capacités tendancielles d urbanisme...29 IV.2.2 Mise à jour de la donnée de généralisation des POS/PLU et des CTU...31 Page 4/70

5 IV.2.3 Un premier contrôle qualité de la donnée...33 IV.2.4 L enjeu environnemental : La prise en compte des zones non constructibles...36 IV.2.5 Un contrôle qualité intégrant toutes les étapes de l étude nécessaire à la réussite du projet...37 IV.2.6 L importance des remontées d informations pour une meilleure visualisation du territoire...40 Conclusion...42 INDEX DES FIGURES...43 GLOSSAIRE...44 BIBLIOGRAPHIE...45 ANNEXES...45 Page 5/70

6 Introduction Les Pyrénées Orientales constituent l un des départements les plus au sud de la France, à la frontière avec l Espagne et font partie de la région Languedoc-Roussillon. Territoire riche de contrastes et de diversités, ce département regroupe habitants (Population totale en 2008 selon l INSEE) et se caractérise par un arrière pays peu peuplé et un littoral subissant une forte pression urbaine liée au tourisme de masse. La connaissance du territoire est aujourd hui un enjeu majeur des politiques d aménagement et permet, à partir d activités et des études d observation et une gestion de données géographiques, économiques, environnementales sur le long, d assurer des diagnostics de territoire rétrospectifs et prospectifs afin d élaborer des projets en matière de document de planification et de développement durable sur l ensemble du territoire. La croissance de la population (densité de la pop entre 1999 et 2008 = données INSEE + dates tache urbaine), le développement des activités et les besoins qui lui sont liés entraînent un phénomène d étalement urbain énergivore et consommateur en espace et en temps. L organisation et la mise en valeur du patrimoine naturel et bâti, la dégradation des sites et des paysages périurbains et le gaspillage des espaces naturels et agricoles constituent des problématiques qu il est nécessaire de prendre en compte, faisant de sa limitation l une des préoccupations affichées dans les documents d urbanisme. La récente loi du «Grenelle II de l Environnement» (retranscrit dans le Code de l Urbanisme relatif aux Schéma de Cohérence Territoriale le 12 juillet 2010 : LOI n du 12 juillet art. 17 (V)) apporte un socle juridique et une prise de conscience générale du phénomène, de ses causes et conséquences et du rôle important que peuvent jouer les collectivités territoriales sur l aménagement du territoire à long terme. De part l exercice de ses missions dans le cadre de son travail pluridisciplinaire, le Pôle Ressource de l Agence d Urbanisme Catalane doit mettre à la disposition des agents des données correspondant à leurs études et répondant aux problématiques liées aux enjeux stratégiques pour les politiques publiques des Pyrénées Orientales En l absence de base de données permettant de mesurer la tache urbaine et l étalement urbain sur les territoires propre aux études de l Agence, l un des objectifs de mon stage est la réalisation de recommandations afin de créer une base de données spatiale permettant de mesurer ces données en répondant aux besoins des agents de l AURCA. Ce document restitue la gestion des projets et des travaux réalisés dans le cadre de mon stage de fin d étude au sein de l Agence d Urbanisme Catalane située à Toulouges. Page 6/70

7 Les objectifs de mon travail sont triples et intégrés dans les études d ingénierie territoriale afin de répondre aux missions de l Agence. le premier objectif consiste à établir dans un premier temps des recommandations sur l évolution de la base de données d occupation du sol de l association SIG LR (BD OCSOL SIG LR : association loi 1901 créée en 1994, dans le cadre du contrat de plan État-Région de : travail a donc consisté à réaliser un état des lieux des besoins de l agence en fonction des thématiques présentes Cette analyse des besoins a pour second objectif de définir les indicateurs pertinents à adopter afin de mesurer l évolution de l espace sur l ensemble du territoire du département. La rédaction de fiches techniques sur les alternatives méthodologiques et techniques a permis de créer la donnée de la tache urbaine et de l étalement urbain répondant aux besoins de l agence. Un travail de méthodologie et de production de données m a été également demandé concernant la détermination et la mise à jour des capacités tendancielles d urbanisation nécessaire à la valorisation des données dans le cadre des SCOT portés par l agence (le Document d Orientation et des Objectifs du SCOT Plaine du Roussillon et le Projet d Aménagement et de Développement Durable du SCOT Littoral Sud). Dans le rapport suivant, nous allons décliner la méthodologie mise en œuvre et les résultats obtenus ainsi que leur intégration par l'agence d'urbanisme. Page 7/70

8 I. Contexte du stage Cette partie s attache à présenter la structure qui m a accueilli durant ce stage de 6 mois. I.1 Présentation de la structure d accueil I.1.1 Présentation de l agence d urbanisme catalane L AURCA (Agence d Urbanisme Catalane) est un organisme public d'étude et de réflexion sur l'aménagement et le développement à l échelle départementale ayant vu le jour le 1 septembre Associant l État et les collectivités locales, cet organisme conduit des études nécessaires à la mise en œuvre des politiques publiques comme l'élaboration des documents de planification urbaine (schéma de cohérence territoriale, Plan d'occupation des sols...). Suite à la loi d orientation pour l aménagement et le développement durable voté en juin 1999 et la loi Solidarité et Renouvellement Urbains en décembre 2000, l AURCA a le statut d'association de la loi I.1.2 Le périmètre d intervention Fort de l intérêt porté par les acteurs publics de l aménagement du territoire des Pyrénées Orientales, l Agence d Urbanisme Catalane intervient afin de développer des projets d aménagement sur le périmètre départemental depuis sa création en Les études conduites par l agence se développent à différentes échelles telles que l échelle communale, les secteurs stratégiques, les communautés de communes, les SCOT et le département. Page 8/70

9 Figure 1 : Le territoire des Pyrénées Orientales : un vaste espace en développement Source : AURCA I.1.3 Les missions de l agence Les activités de l AURCA se structurent autours de 4 grands axes thématiques afin d apporter une approche pluridisciplinaire et complémentaire permettant à l agence d intervenir dans de nombreux domaines liés aux études de planification urbaine dans les Pyrénées Orientales : Les projets urbains et de planification L environnement, l agriculture et les études paysagers L habitat et la cohésion sociale La mobilité et l économie Page 9/70

10 Figure 2 : Les missions de l AURCA en 2011 Source : AURCA Missionnée depuis octobre 2007 par le syndicat mixte, l AURCA est en charge d élaborer le SCOT PR. La phase d élaboration du PADD s est appuyée sur l état des lieux et les enjeux ayant fait débat en 2009 qui reflétaient les choix politiques des élus et ont permis la validation du PADD et l étude des conditions de réalisations du projet à travers le Document d Orientations et d Objectifs (DOO). L agence est également missionnée par le syndicat mixte du SCOT Littoral Sud pour réaliser le schéma directeur du SCOT Littoral Sud qui aboutira à la réalisation de l État Initial de l Environnement (EIE), du diagnostique du territoire et de PADD en fin I.1.4 Une architecture de base de données structurée et un catalogue de référentiels administratifs conséquent. En continuel enrichissement de données alphanumériques et spatiales, la base de données de l AURCA regroupe environ 1500 variables pouvant être classées en 7 catégories et quantifiées dans le rapport d activités 2010 de l agence: Page 10/70

11 Les données administratives et réglementaires. Les données économiques et liées au potentiel de développement du territoire. Les données environnementales. Les données relatives aux équipements métropolitains et de proximité. Les données sur l habitat et le logement (Majic et Filocom) La mobilité et les déplacements. Les données socio-démographiques. L architecture de fonctionnement de l AURCA permet de lier les outils de productions (SIG, cartographie, statistiques) dont les membres de l agence ont besoin et les plateformes de visualisation des données permettant de les valoriser (site internet, intranet et extranet). Figure 3 : Le fonctionnement de la base de données de l AURCA. Source : AURCA Page 11/70

12 Le Pôle Ressources met également à disposition des autres pôles d étude un certain nombre de bases de données géographiques que l agence a acquis par le biais de compagne d acquisition et de conventions d échange : La BD Parcellaire de l IGN (2004 et 2009). La BD TOPO de l IGN (2004 et 2011). La BD Adresse de l IGN (2011). La BD Carthage de l IGN (2008 et 2010). La BD OCSOL SIG LR (1999 et 2006). Corine Land Cover (1990, 2000 et 2006). Les routes du Conseil Général des Pyrénées Orientales (CG66) Les contours IRIS 2000 de l INSEE. I.2 Objectifs du stage La réalisation de ce stage s inscrit dans la politique de développement des outils de mesure et de visualisation des dynamiques urbaines et rurales de l AURCA dans le département des Pyrénées Orientales. Les objectifs du stage sont nés de plusieurs besoins : Une analyse fine des besoins pour permettre au Pôle Ressources de centraliser les besoins et les objectifs en termes de définition et d actualisation de données et d indicateurs liés aux thématiques de l occupation du sol, de la tache urbaine et de l étalement urbain. Une amélioration des connaissances sur l aménagement du territoire selon les obligations chiffrées en termes de maîtrise de la consommation d espace pour les SCOT Plaine du Roussillon et Littoral Sud. La connaissance des espaces encore disponibles en zones urbanisées et en zones à urbaniser des POS et des PLU en vigueur afin de répondre aux exigences des SCOT. Les objectifs sont donc d élaborer une méthodologie et une mise en œuvre d outils de mesure pour chacun des projets qui m ont été demandés au cours de ce stage : préconisations pour la base de données d occupation du sol et son évolution, mise en place de méthodologie pour calculer les capacités tendancielles d urbanisation, la tache urbaine et l étalement urbain en intégrant les indicateurs et les besoins définis lors de l analyse des besoins. Page 12/70

13 II. Un état des lieux des besoins de l agence II.1 Les objectifs de l enquête. Les entretiens ont pour objectifs de recenser les données disponibles de l agence, les données potentiellement productibles et les questions auxquelles les données devront répondre. Les entretiens doivent permettre d élaborer des nomenclatures, une ou des échelles de travail, des seuils de collecte et une précision (statistique et géographique) précises définissants les thématiques abordées (occupation du sol, tache urbaine, étalement urbain). Les entretiens sont organisés de façon à pouvoir analyser le plus grand nombre de besoins de l agence. Les entretiens se font sous forme de groupe et regroupent des interlocuteurs d une même thématique de l agence, permettant à un interlocuteur d alimenter, de corriger ou compléter les réponses de l autre. Entretiens à structure forte avec de nombreuses questions articulées pour amener à un dialogue. L apport de définition, d exemples, d illustrations et de propositions annexes permettant aux interlocuteurs de mieux comprendre une question. Enfin, les groupes d entretiens choisis sont les suivants : Pascal FOURGASE, directeur des études et Gilles PLANAS, chargé de mission mobilité et relations transfrontalières : thématique économique Lionel TORONDELL et Céline FONTERAY : thématique de l habitat Mélanie BONNEAU et Tatiana BOUCHER : thématique environnement. Page 13/70

14 II.2 Le guide d entretien. Figure 4 : Diagramme de la grille d entretiens Source : Tristan VIALE Les entretiens se veulent qualitatifs et intègrent les thématiques relatives aux objectifs de mon stage. Un travail a été effectué en amont afin de définir les indicateurs nécessaires à la rédaction de recommandations pour la BD OCSOL et la mise en œuvre des bases de données sur la mesure de la tache urbaine et l'étalement urbain. Chaque entretiens a durée en moyenne 2h30. II.3 Analyse des besoins Page 14/70

15 II.3.1 Synthèse des besoins de l AURCA et rédaction de recommandations sur l évolution de la BD OCSOL SIG LR à intégrer dans le groupe de travail OSCOL de l association SIG LR. Cette analyse a pour objectif de concentrer les demandes et les recommandations du personnel de l AURCA concernant l utilisation des bases de données d occupation du sol et spécifiquement de la BD OCSOL SIG LR. Figure 5 : Aperçu de la BD OCSOL SIG, niveau 3 de la nomenclature imbriquée. Une base de données d occupation du sol encore peu connue. Les bases de données d occupation du sol (BD OCSOL SIG LR, Corine Land Cover, Spot THEMA,.) sont peu utilisées par les chargés d études et le chef de projet, certains ne connaissant que très peu les possibilités qu'elle offre. L analyse des besoins permet néanmoins de faire ressortir certaines tendances : Les BD d occupation du sol sont majoritairement utilisées en amont des études pour l élaboration des SCOT (état des lieux et état initial de l environnement). Elles permettent à l agence d analyser des données et indicateurs sur l occupation du sol (statistiques et taux Page 15/70

16 d évolution) afin de visualiser les grandes tendances concernant l évolution de la consommation foncière du territoire. La BD OCSOL SIG LR est définie comme la donnée la plus pertinente pour évaluer la consommation d espace. Les traitements effectués sur les bases de données d occupation du sol sont cartographiques (présentation, communication auprès des élus et carte de travail) et statistiques (apports quantitatifs et chiffrés). Les utilisations finales permettent de sensibiliser les élus afin d élaborer des stratégies opérationnelles. La principale donnée utilisée est la BD OCSOL SIG LR. Néanmoins, le niveau de détail maximum au 1/20000 pour les zones artificialisées ne permet pas une utilisation fine de la donnée à une échelle de la commune, voir du SCOT. L échelle maximale est définit par les utilisateurs au sein de l AURCA comme étant le département. Les secteurs d intérêts sont majoritairement tournés vers les espaces artificialisées et l utilisation principale de la donnée est effectuée au niveau 2 avec une utilisation restreinte au niveau 3 relative à certains zonages tels que l espace urbain continu, l espace urbain discontinu et le bâti diffus. L intérêt de lier ce type de base de données aux autres BD afin de mieux renseigner certaines informations nécessaires aux études de l AURCA : informations sur le logement en liant la BD OCSOL SIG LR et Majic II (BD alphanumérique avec un code parcelle pouvant permettre la jointure avec une BD parcellaire). Sur une échelle de 1 à 5 concernant la BD OCSOL SIG LR ; 1 étant un contenu pas du tout suffisant et 5 un contenu répondant à tous les besoins de l agence, l avis général des enquêtés est assez mitigé et la note moyenne définie est de 2 sur 5 correspondant à une donnée qui est perçue comme importante pour les études de l AURCA mais dont la fiabilité ou les limites d utilisation impose une faible utilisation de la BD OCSOL SIG LR. Recommandations et évolutions de la BD OCSOL SIG LR V1.1 Mise à jour : Une mise à jour tous les 3 ans est communément admise afin d être compatible avec la commande d ortho-photos auprès de l IGN depuis 2007 sur l ensemble du territoire des Pyrénées Orientales tous les 3 ans. Les données antérieures à 5 ans sont définies comme une limite à la validation des études. De nombreuses études nécessitent des informations à différentes échelles. La partition en grands secteurs géographiques permet à l agence d effectuer des études sur de larges territoires mais le besoin d établir des analyses sur des espaces plus précis nécessite des informations plus fines du territoire. L échelle minimale idéalement admise Page 16/70

17 par les enquêtés est l échelle du quartier mais le besoin d informations à l échelle de la commune correspond mieux aux attentes et aux difficultés techniques de production des bases de données d occupation du sol. Une meilleure connaissance du territoire des Pyrénées Orientales : L analyse des besoins a permis de mettre en avant un certain nombre d espaces nécessaires aux études de l AURCA et pouvant être intégrés dans la BD OCSOL SIG LR : Besoin de la visualisation et quantification de la cabanisation La détection des friches pouvant représenter 50% du territoire agricole, naturel dans les Pyrénées orientales. Les friches peuvent être aussi d origine industrielle. Intégration de données historiques : Un besoin d informations sur les évolutions d occupation du sol a été clairement mis en avant afin d'analyser les modifications du territoire sur plusieurs décennies : ou 2000 = pas de temps de 10 ans afin de comparer l évolution de l occupation du sol cohérente avec le territoire des PO : Dates de la BD OSCOL SIG LR, donnée déjà présente. La comparaison de différentes bases de données d occupation du sol à grande échelle (CRIGE PACA, PNR de la Narbonnaise, ) a permis de mettre en avant un réel intérêt des enquêtés pour des données plus précises en intégrant un éventuel niveau 4 à la BD OCSOL SIG LR notamment dans la connaissance du territoire urbain à une échelle plus fine (communale, voire cadastrale). Les évolutions possibles de la BD OCSOL SIG LR peuvent intégrer : Des informations sur la densification du bâti au sein du tissu urbain continu (code niveau 3 : 111) La typologie du bâti à intégrer dans le tissu bâti discontinu (bâti individuel, collectif, mixte ; code niveau 3 : 112) La visualisation des vignobles en exploitation ou non. Les espaces bâtis ayant une construction photovoltaïque : performance énergétique du bâti. Visualisation des chênes lièges pour des études futures (autre que dans le SCOT) permettant de proposer des recommandations d aménagement du territoire et de préservation de l'environnement en intégrant les tendances. Page 17/70

18 II.3.2 Fiche technique pour la réalisation de la base de données pour la tache urbaine L objectif de cette étude est d analyser les possibilités d élaborer une tache urbaine et de définir les éléments techniques nécessaires à la réalisation de cette base de données afin de répondre aux besoins de l agence en terme de visualisation et suivi de la consommation des espaces nécessaires aux suivis des deux SCOT. Cette étude s appuie sur les recommandations et les besoins de chaque enquêtés et permet de définir la tache urbaine, ses objectifs, les spécifications techniques générales nécessaire à la création de la base de données et l analyse de divers scénarios de production de cette donnée en intégrant les avantages et inconvénients de chaque scénarios. Une définition commune pour mieux visualiser la tache urbaine : Suite à l analyse des besoins de l agence, une première définition a été apportée afin de centraliser les opinions et commencer les tests concernant les méthodologies de création de la tache urbaine. La tache urbaine décrit les zones artificialisées durablement et la superficie gagnée au détriment des espaces agricoles et naturelles et au profit de l'urbain sous l'action humaine. Afin de décrire au mieux cette tache urbaine, chaque zones artificialisées doivent être prise en compte pour ne pas perdre des informations nécessaires aux études de l AURCA. Les bâtiments, les emprises industrielles, commerciales et de services, les réseaux de communications ou les espaces non bâtis en zones urbaine comme les terrains de sport et tout espace artificialisés durablement dans le département des Pyrénées Orientales. Les principaux objectifs de la tache urbaine sont les suivants Un support de visualisation des espaces artificialisés (fond de carte) Un outil d analyse pour mesurer la consommation d espace et les tendances d urbanisation pouvant répondre aux questions d orientations d aménagement du territoire (Comment on s urbanise? En liaison avec quels types d espaces? Possède-t-on une architecture urbaine concentrique? Quelles sont les conséquences sur l accessibilité du centreville (logique d accessibilité et de déplacement, mouvement au sein d une commune)? Un outil de comparaison par espaces géographiques. Pouvoir contrôler les orientations et les ambitions des SCOT et permettant d établir des programmes d actions : Zone desservies par les transports collectifs, extension urbain dans les FPS, zones d habitat dans les zones à risques. Page 18/70

19 L étude et l analyse des différentes méthodologies appliquées en France pour créer la tache urbaine et l apport thématique de l analyse des besoins a permis de faire ressortir quatre grands scénarios possibles de création de la base de données sur la tache urbaine pour l AURCA. Chaque méthodologie se rapporte à l utilisation et au traitement de bases de données spécifiques : Le scénario 1 propose une modélisation de la tache urbaine à partir des éléments référencés par la BD TOPO (bâtiments) de l IGN directement sous SIG et effectuant une opération de fermeture (érosion /dilatation selon les types d objets). Le scénario 2 illustre les utilisations possibles de la BD OCSOL SIG LR. Le scénario 3 : Utilisation des bases des données fiscales : création d une tache urbaine foncière à partir de Majic II Le scénario 4 : Une tache urbaine issue de zonages réglementaires, utilisation des données relatives aux POS et aux PLU. III Méthodologies et outils pour mesurer la tache urbaine et l étalement urbain III.1 La tache urbaine : un enjeu majeur pour la connaissance stratégique du territoire. La mise en œuvre d une tache urbaine impose une compréhension mutuelle du phénomène par tous les acteurs et futurs utilisateurs de la donnée. Partant du constat qu il n existe pas actuellement de définition officielle de la «tache urbaine», un premier travail de mise en adéquation des différentes opinions a été nécessaire afin de mieux définir la tache urbaine. En effet cette notion évolue selon les attentes des utilisateurs, des thématiques abordées et des méthodes de mesure de la surface urbanisée d un territoire. III1.1 Définir la tache urbaine L intérêt de définir clairement la tache urbaine est de centraliser les informations et les connaissances de chaque thématique afin de modéliser et créer une base de données sur la Page 19/70

20 mesure de la tache urbaine répondant aux attentes d une majorité des futurs utilisateurs de la donnée. La définition communément admise auprès des enquêtés est la suivante : Comme nous l'avons vu précédemment, La tache urbaine décrit les zones artificialisées durablement et la superficie gagnée sur le compte des espaces agricoles et naturelles au profit de l'urbain sous l'action humaine. La pression urbaine entraîne l extension de la tache urbaine qui s effectue à la fois dans des zones d'extension futures en continuité du bâti existant, mais aussi dans les zones de mitage. Néanmoins, la tache urbaine n est pas la représentation directe des surfaces urbanisées, mais des espaces artificialisés durablement. Nous pouvons considérer que les composants d une tache urbaine ne regroupent pas uniquement les bâtiments. Toute zone artificialisée doivent être prit en compte pour ne pas perdre des informations nécessaires aux études de l AURCA. Ainsi les emprises industrielles, commerciales, de services, les réseaux de communication, les mines, les décharges et les chantiers sont des éléments géographiques jouant un rôle important dans l aménagement du territoire qu il est nécessaire de représenter dans la tache urbaine. Les données utilisées pour répondre aux besoins antérieures de l agence en termes de visualisation des espaces artificialisées sont principalement issues de la BD OCSOL SIG LR en prenant en compte uniquement les zonages définis comme artificialisés (correspondant à la nomenclature du niveau 1 de la classification imbriquée de la base de données) et des couches réglementaires relatives aux POS et aux PLU. Cette donnée est la plus mise à jour malgré les limites d utilisation et de fiabilité d une donnée réglementaire. Les informations relatives à la mesure de la tache urbaine sont nécessaires à l ensemble des études de l agence afin de mettre en œuvre des projets de planification du territoire (PLH, SCOT, Observatoire de l Habitat, Schéma territorial de l Habitat, etc ). III.1.2 Objectifs de la tache urbaine L enjeu de la connaissance du territoire artificialisé est fortement lié au manque de mesure récente et fiable à l échelle des Pyrénées Orientales ne permettant pas un suivi de l évolution de surfaces occupées par l urbanisation. Les besoins de l agence qui découlent de cette source d informations sont importants et variés en termes de quantification de l espace et de vision de l aménagement du territoire. La réalisation d une donnée de tache urbaine sur l ensemble du département demande une application commune des critères de sélection sur l ensemble du territoire. La saisie et le traitement des données doivent être homogènes. Page 20/70

21 Outre les besoins définis par l agence en termes de connaissance des espaces artificialisées, la création de la base de données pour la mesure de la tache urbaine correspond à des contraintes réglementaires relatives à l élaboration des SCOT et la validation des projets de planification selon les objectifs de la loi Grenelle II de l environnement. Les documents d orientation et d objectifs ont pour obligation de déterminer les espaces et sites naturels, agricoles, forestiers ou urbains à protéger. Cette spécification impose la connaissance des espaces artificialisés afin de localiser et délimiter ces espaces. L un des autres objectifs des DOO est de réaliser des études de densification des zones déjà urbanisées et définit les grandes orientations de la politique des transports et de déplacements. La loi Grenelle II de l Environnement a pour objectifs de chiffrer en termes de maîtrise de consommation d espaces les SCOT afin d intégrer un modèle de développement durable aux études de planifications. La lutte contre la régression des surfaces agricoles et naturelles est un objectif qui demande un développement d outils d analyse de l urbanisation et des espaces artificialisés. La limitation de la consommation des espaces naturels, agricoles et forestiers devient alors une préoccupation prioritaire pour favoriser un urbanisme économe en ressources foncières et énergétiques. Cette loi impose de créer un «état zéro» de la tache urbaine, correspondant à une date réglementaire d où découleraient les évolutions des espaces artificialisés. Malgré l attente d une méthodologie commune pour toutes les agences d urbanisme pour définir cet «état zéro», l analyse des besoins de l agence a permit d élaborer une première approche. La date réglementaire qui semble le plus communément admit correspond à la date de validation et de signature du SCOT PR en L analyse des évolutions de la tache urbaine pourra ainsi prendre en compte le temps nécessaire aux communes pour mettre en œuvre les recommandations du SCOT entre 2015 et III.1.3 État des lieux des méthodologies de calcul de la tache urbaine La réflexion menée par l agence en vue d intégrer de nouvelles données géographiques et d indicateurs sur la mesure de la tache urbaine a permit de mettre en évidence un certains nombres de méthodologies mise en œuvre en France afin de comprendre et visualiser cette donnée. La rédaction de la fiche technique centralise et analyse ces différents scénarios en apportant une approche critique et en lien avec les capacités de production de l agence. Page 21/70

22 L étude approfondie des scénarios tente d apporter des réponses afin de définir la méthodologie la plus appropriée pour la création de la tache urbaine. Elle prend en compte les paramètres suivants : Avantages et inconvénients de la méthodologie. Présence et disponibilité de la donnée relative aux traitements. Intégration des éléments techniques propres à la tache urbaine. Réponses aux besoins. Mise à jour. Possibilités d automatisation ou de production semi-manuelle de la donnée. Parmi les différents scénarios proposés, la méthodologie du CERTU semble la plus pertinente et la plus cohérente avec les objectifs fixées pour cette étude. Afin d établir un compte rendu concret et fiable sur l utilisation de la base de donnée TOPO de l IGN pour créer la tache urbaine, il est nécessaire d effectuer des tests afin de valider ou non ce modèle. III.1.4 De la méthodologie CERTU à une tache urbaine spécifique aux besoins de l'aurca. L objectif de ce test a été de modéliser une première tache urbaine en se basant sur la méthodologie élaborée par le CERTU en juin De ce premier test, une analyse approfondie des résultats a permis de modifier cette méthodologie afin qu'elle réponde aux besoins de l'agence. La définition de la tache urbaine étant préalablement définis et décrit dans le paragraphe précédent, l'étape suivant consiste à choisir les objets de la BD TOPO à retenir pour la détermination de l enveloppe de la tache urbaine. La seconde étape a pour objectif de mettre en œuvre les choix de traitements des objets décrivant l espace urbanisé définis par le CERTU. L étape finale est une réflexion sur la tache urbaine obtenue selon la méthodologie du CERTU afin de poursuivre l'étude et de modéliser la tache urbaine de l'agenc e. Modélisation de la tache urbaine ; méthodologie du CERTU : Les zones tampons positives et négatives permettent de fusionner les surfaces proches qui sont créées afin de ne créer qu une seule couche, puis d en réduire le résultat afin de visualiser des surfaces qui sont plus proches de la réalité du terrain. Page 22/70

23 Figure 6 : Illustration des zones tampons pour la création de la tache urbaine. Les éléments définis comme espace artificialisés dans la BD TOPO de l IGN sont regroupés de la manière suivante : Figure 7 : Éléments de la BD Topo de l'ign a traiter. Source : Tristan VIALE, CERTU Page 23/70

24 La suppression des surfaces n étant pas définis comme artificialisées mais étant présent dans la BD TOPO de l IGN est nécessaire afin de créer cette tache urbaine. Un second prétraitement est nécessaire afin de prendre en compte les espaces routiers et ferrées uniquement en zone urbaine par interpolation avec les couches de la BD OCSOL SIG LR. La licence utilisée d'arcgis n'ayant pas de module pour fusionner plusieurs couches de même type (polygone, polyligne, point,..) en une seule, l'alternatif du module externe gratuit ETGéoWizards version 10.0 a été choisit afin d'effectuer les traitements nécessaires. Figure 8 : Chaîne de traitement pour la création de la tache urbaine Source : Tristan VIALE, Xmind, CERTU Page 24/70

25 Modélisation de la tache urbaine de l'aurca. Après une première analyse des résultats obtenus selon la méthodologie CERTU, certaines modifications ont étés apportées afin de répondre aux besoins de l'agence énumérés lors de l'analyse des besoins. Des zones tampons de 30 mètres afin de prendre en compte les seuils de distance maximum entre deux bâtiments. La suppression des objets jugées trop petits. Un seuil de 50 mètres entre deux ensembles urbains. La prise en compte des zones de servitudes autour de certaines constructions (aéroport, gare,...). Suppression des chemins et des sentiers qui sont intégrés dans la BD Topo de l'ign (BD_Topo_2011_BATI). L'annexe 4 permet de visualiser le manque d'information provenant de la BD Topo et les différences entre d'autres taches urbaines produites à l'agence. III.1.5 Conclusion et perspectives Les améliorations apportées ont permis la création d une tache urbaine plus opérationnelle, intégrant une méthodologie reproductible et pouvant être mise à jour à chaque modifications de la BD Topo. Cette étude met donc en œuvre l'une des méthodologies de création d'une tache urbaine (voir l'annexe 1). Elle apporte un regard constructif sur la modélisation de ce type de donnée et des difficultés rencontrées à l'aurca et aboutit a une première mesure de la tache urbaine sur l'ensemble du territoire des Pyrénées Orientales. Néanmoins, la différence entre les éléments définis par la BD Topo 2010 et les éléments visibles de l'orthophoto de 2009 (manque de bâti industriel par rapport à la BD ORTHO) pousse à définir des axes d'améliorations et des limites d'utilisation de la donnée. La création de la tache urbaine est étroitement liée à la qualité des informations de la donnée source (BD Topo de l'ign, base de données d'occupation du sol OCSOL SIG LR,...). Malgré un besoin d'information à une échelle fine, l'utilisation des zones tampons impose une échelle d'utilisation à l'échelle communale. L'une des pistes pour l'amélioration de la tache urbaine est l'apport de la tache urbaine réalisée au sein de l'agence par Julien en Dans le but de créer une tache urbaine répondant aux besoins de l agence en termes de visualisation de l espace urbanisé à un temps et un territoire donné, l apport de la tache urbaine 2008 permet de pallier différents manque d information de la BD TOPO 2010 de l IGN (manque Page 25/70

26 de bâti industriel par rapport à la BD ORTHO 2009, ). Cette donnée à l'avantage d'être déjà présente à l'aurca mais la méthodologie appliquée est difficilement réutilisable car il s agit d une modélisation «à la main» et dont les spécifications techniques (seuil de distance minimal de collecte, échelle de travail, ) ne sont pas identifiées. En vue d'une reproduction de la tache urbaine à différentes dates, la méthodologie appliquée par Julien peut être prit en compte mais impose de fortes contraintes (manque d informations sur la méthodologie et le processus appliqué lors de la création de la donnée, temps de création conséquent, potentialité d erreurs «humaines» plus grande qu une base de données telle que la BD TOPO) IV. Méthodologie de détection des capacités tendancielles d urbanisation. IV.1 Les CTU : un outil d analyse au service des dynamiques d urbanisation futures. IV.1.1 Origine et objectifs du projet Les SCOT de la plaine du Roussillon et littoral sud fixeront le cadre réglementaire des dynamiques d urbanisation futures et s imposeront aux Plans d Urbanisme des communes pour ces deux territoires, il est primordial de s intéresser et de prendre en compte l importance des espaces encore disponibles en zones urbanisées et en zones à urbaniser des POS et des PLU en vigueur. Le projet de création et de mise à jour des capacités tendancielles d urbanisme répond à un certain nombre d objectifs définis par l AURCA : définir et mesurer les surfaces potentiellement disponibles à travers les documents d urbanisme des communes du SCOT Plaine du Roussillon et du SCOT Littoral Sud ; mise en place d une méthodologie permettant de détecter les CTU et d effectuer des mises à jour ; comparaison des capacités tendancielles d urbanisation avec les besoins fonciers du SCOT (exemple : dans la commune de Bages, 12 ha définis par le SCOT et 42 ha de CTU détectés) ; évolution des zones de protection future (les zones qui ne sont pas dans les CTU) ; Page 26/70

27 évaluation des objectifs du SCOT ; détecter les CTU pour déterminer les capacités d accueil à travers la loi littoral ; analyse de la consommation foncière par commune (loi Grenelle 2). IV.1.2 Historique des études et création d une démarche qualité Cette étude s inscrit dans le prolongement des travaux menés depuis 2008 dans le cadre de la création d indicateurs pour les deux SCOT (SCOT Plaine du Roussillon et SCOT Littoral Sud) Pour rappel, les travaux réalisés dans le cadre de la création et de la mise à jour des capacités tendancielles d urbanisation se hiérarchisent comme ceci : Novembre 2008 : Etat des lieux des capacités résiduelles d urbanisation sur les communes les plus fortement contraintes par le risque d inondation. Diagnostic sur 16 communes du Scot Plaine du Roussillon (Julien FABRE et Coralie PUCHE, stagiaires AURCA). Juin 2010 : Détection des capacités résiduelles d urbanisation dans les zones d habitat de l agglomération de Perpignan (Serge HERVIOU, Directeur du Pôle Ressources, Chef de projet SIG, AURCA). Juin 2010 : Détection des capacités résiduelles d urbanisation sur l ensemble du SCOT Plaine du Roussillon (Jonathan MOUASSIL, stagiaire AURCA). Novembre 2010 : Détection des capacités résiduelles d urbanisation sur l ensemble du SCOT Littoral Sud (Ophélie SUNYACK et Yannick VEILLET, assistants d étude AURCA). Avril 2011 : Mise à jour des capacités tendancielles d urbanisation sur l ensemble des deux SCOT (Tristan VIALE, stagiaire AURCA). IV.1.3 Les étapes de l étude La gestion de l étude a demandé d élaborer une structuration méthodique et chronologique permettant une analyse et un suivi de l étude, garantissant ainsi la validité et le perfectionnement de la donnée. Page 27/70

28 Figure 9 : Schématisation des étapes de la création des CTU Source : Tristan VIALE, AURCA IV.1.4 Les données utilisées La donnée sur la généralisation des documents d urbanisme réalisé par la DDTM66 permet d élaborer la mise en œuvre de la méthodologie de détection des capacités tendancielles d urbanisation en ce basant sur des zonages réglementaires définis par les POS, PLU et les cartes communales. L étude porte sur l ensemble des zones constructibles, les zones à vocation exclusive pour l habitat, à vocation économique, activités, loisirs, équipements publiques et les zones mixtes (les zones mixtes regroupent les zones d'habitat et une zone économique ou industrielle) Les éléments à prendre en compte pour le SCOT PR et le SCOT LS (avis de dérogations, détection des communes nécessitants une mise à jour, ). Des fonds de cartes de référence : L orthophotographie du SCOT Plaine de Roussillon de 2009 (20 cm de résolution) et la BD Ortho de l IGN de 2009 sur l ensemble du département des Pyrénées Orientales (50 cm de résolution). Des fonds cadastrales : Utilisation du Cadastre produit et mise à jour par la DDTM66 et de la BD Parcellaire de l IGN. Dans le cas d un doute sur une parcelle potentiellement détecté comme CTU, nous utilisons divers autres données : Google Street Map : Permet de visualiser d éventuels éléments pouvant identifier et quadriller une parcelle (présence de haies, parcs communales, panneaux de construction, début de construction, ) Page 28/70

29 Échelles de travail et limites d utilisation Les capacités tendancielles d urbanisation sont détectées par rapport à la couche de généralisation des documents d urbanismes opposables (POS et PLU) de la DDTM66. Les traitements de données sources ayant été réalisés avec le cadastre, l échelle de travail minimum est au 1/2000. La visualisation au-delà de cette échelle (bases de données plus précises) n est pas considéré comme fiable. Les limites d utilisations sont liées principalement aux années de références des données sources. La détection et le pointage des capacités tendancielles d urbanisation qui sont effectués sur une orthophographie datant de La première version des CTU est donc compatible avec des données Une étape de remontée des informations est nécessaire afin de mettre à jour et valoriser une donnée la plus à jour possible. La méthodologie appliquée permet d avoir un traitement de données compatible avec les anciennes versions. IV.2 Une méthodologie intégrée pour une meilleure détection des CTU. IV.2.1 Définition et détection des capacités tendancielles d urbanisme Les capacités tendancielles d urbanisation désignent les zones réglementaires qui autorisent la construction dans les zones urbanisées et à urbaniser non occupées par l urbanisation dans les documents d urbanisme approuvées ou en cours d approbation (les POS et les PLU) ainsi que les zones d aménagements différées (ZAD). La visualisation des capacités tendancielles d urbanisation permet de mettre en avant les espaces qui sont potentiellement urbanisables, sous réserve de la comptabilité avec d autres réglementations existantes ou à venir (futur PPR, servitude, projet d intérêt général, ). Réflexion sur la détection et la schématisation des capacités tendancielles d urbanisation Afin d élaborer une méthodologie de détection des CTU, la première étape fût de prendre en compte les études réalisées antérieurement et de synthétiser à l aide d un schéma les principales spécifications d une CTU. Cette première schématisation a fait l objet d une vérification par ortho-interprétation (BD Page 29/70

30 Ortho 2009 de l IGN) afin de modifier, supprimer, rajouter et valider ce schéma. Cette démarche permet de définir un cadre réglementaire en termes de détection des capacités tendancielles d urbanisation. Cette méthodologie de généralisation permet de comparer la donnée à différentes dates. Figure 10 : Illustrations des cas entraînant l'apparition ou la suppression de CTU. Source : Tristan VIALE, AURCA Néanmoins, il est nécessaire de prendre en compte certains facteurs pouvant aboutir à des erreurs de détection. Plusieurs orthophotographies pour le département : Les données proviennent de la BD Ortho de l IGN mais celle couvrant le territoire du SCOT Plaine de Roussillon est plus précise (20 cm de résolution) que celle qui couvre tout le département (50 cm de résolution). Un écart significatif d éléments visible ne permet pas une analyse aussi fine sur le territoire du SCOT Littoral Sud que celui du SCOT Plaine de Roussillon. L utilisation des fonds cadastrales pose la même question. Afin d avoir une donnée la plus à jour possible, le cadastre de DDTM66 a été utilisé quand la donnée était présente, sinon nous avons recours à la BD Parcellaire de l IGN. Le facteur humain. Malgré une méthodologie qui dicte les actions à prendre en compte, chaque utilisateur a sa propre vision du territoire et méthodologie de travail. De plus, même Page 30/70

31 avec les données utilisées pour l étude, il peut être difficile d acquérir les informations nécessaires pour déterminer si une parcelle est potentiellement urbanisable. IV.2.2 Mise à jour de la donnée de généralisation des POS/PLU et des CTU Généalogie des zonages des POS et des PLU dans le département des Pyrénées Orientales Anciennement, les zones des POS et des PLU ont été numérisés et recalés sur le SCAN25 de l IGN et les limites communales de la BDCARTO de l IGN. Progressivement, La DDTM a renumérisé les zonages et les limites communales avec la BD Parcellaire de l IGN. La couche de généralisation des POS et des PLU ont étaient traités à l échelle parcellaire, il est donc nécessaire d effectuer une mise à jour de cette base de données en prenant en compte une donnée parcellaire. Détection des capacités tendancielles d urbanisation : Les travaux réalisés dans le cadre de la création et de la mise à jour des capacités tendancielles d urbanisation sont prit en compte pour analyser les différentes méthodologies de création de la donnée. L étude s appuie sur la généralisation des POS/PLU. La mise à jour de cette base de données prend en compte les dérogations pour la modification des POS et des PLU. Néanmoins les documents d orientations donnent peu d information concernant la nomenclature de la couche POS/PLU (NAA, NAS, NB, NC, ND, U, ZAC). Les documents renseignent sur l évolution du zonage propre à la réglementation PLU (1AUe, UB, UD, 2UEb, Nr, ). Certaines communes ne disposent que de cartes communales. Cette base de données est utilisée mais il faut prendre en compte son manque d information et de précision. Pour les avis de dérogation et les nouveaux zonages il est nécessaire d ajouter un nouveau champ «AVISDEROG» et indiquer si le zonage correspond a un avis de dérogation (1) ou correspond à la mise à jour du PLU (0). Ce choix permet un triage possible en sortie afin de rendre plus lisible le résultat voulu (récupérer les communes ayant eu un avis de dérogation). La mise à jour des CTU ne prend en compte que le zonage NAA, NAS, U, ZAC. Les zones naturelles (ND) et agricoles (NC) sont, par définition, non urbanisées et ne doivent pas être prises en compte lors de la mise à jour. Page 31/70

32 La schématisation des différents cas généraux des capacités tendancielles d urbanisation nous permet l initialisation de la méthodologie de détection des capacités tendancielles d urbanisation qui comprennent une première étape de visualisation générale de l orthophographie puis une seconde étape de traitement des informations a notre disposition afin de valider les parcelles détectés comme CTU. A ) Visualisation globale des données afin de cibler d éventuelles CTU : Figure 11 : Carte mentale sur les étapes de balayages. Source : Tristan VIALE, AURCA Page 32/70

33 B ) Carte mentale décrivant les étapes de traitement des données et de la détection des CTU : Figure 12 : Carte mentale concernant les traitements nécessaire à la détection des CTU La mise à jour des CTU comprend : Les 7 communes ayant eu des modifications dans le SCOT PR (prise en compte des avis de dérogations et des modifications des PLU) ; La création de la donnée pour les 3 communes qui sont rentrées dans le SCOT PR (Opoul-Perillos, Tautavel, Cassagnes) ; Le contrôle qualité de l ensemble des CTU sur le SCOT PR et le SCOT LS. IV.2.3 Un premier contrôle qualité de la donnée Le contrôle qualité a plusieurs objectifs : vérification des champs. Les renseignements de la généralisation POS/PLU nécessaires aux études de l AURCA doivent être complètes et conformes aux nomenclatures. Page 33/70