A Generic Betweenness Centrality-Based Approach for Urban Street Network Reallocation to Mitigate Climate Change Impacts
Cette étude propose un cadre générique fondé sur les données, utilisant des algorithmes de centralité d'intermédiarité de lien pour réallouer les réseaux de rues urbaines afin d'atténuer les effets du changement climatique, en équilibrant efficacement l'optimisation de l'espace pour les infrastructures vertes avec la redistribution du trafic vers les zones périphériques à travers divers réseaux urbains.
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Les villes respirent plus difficilement qu'autrefois. À mesure que les températures mondiales augmentent, le béton et l'asphalte qui recouvrent nos paysages urbains emprisonnent la chaleur, créant des « îlots de chaleur urbains » où les températures peuvent grimper nettement plus haut que dans la campagne environnante. Cette chaleur piégée, combinée au volume considérable de véhicules, rend les villes de plus en plus inconfortables et dangereuses lors des épisodes météorologiques extrêmes. Avec plus de quatre milliards de personnes vivant désormais en zone urbaine, la pression pour s'adapter s'intensifie. L'un des moyens les plus prometteurs pour refroidir une ville est de transformer ses surfaces dures en espaces verts, mais trouver de la place pour de nouveaux parcs ou des avenues bordées d'arbres est difficile lorsque chaque pouce de terrain est déjà occupé par des bâtiments, des routes ou des infrastructures.
La solution, suggèrent les chercheurs, pourrait se trouver dans les rues elles-mêmes. Dans de nombreuses villes, le réseau de routes et de voies occupe entre 20 et 30 pour cent de la surface urbaine totale. Si ne serait-ce qu'une fraction de cet espace pouvait être récupérée pour la végétation ou la mobilité active comme la marche et le cyclisme, cela pourrait réduire considérablement les températures et améliorer la qualité de l'air. Cependant, fermer simplement des routes est risqué ; cela peut paralyser une ville, isolant des quartiers ou forçant le trafic vers des goulots d'étranglement chaotiques. Le défi est de trouver un moyen de supprimer des voies sans briser la connectivité de la ville. C'est ici qu'intervient le travail de Supharoek Chattanachot et de ses collègues de l'Université de Le Havre Normandie et de l'Université de Luxembourg. Ils ont développé une méthode pour identifier précisément quelles rues peuvent être réaffectées en toute sécurité, en utilisant un concept mathématique appelé « centralité d'intermédiation » (betweenness centrality) pour cartographier le flux de la ville sans avoir besoin de connaître les modèles de trafic spécifiques de chaque conducteur.
Les chercheurs ont abordé le problème en traitant le réseau de rues d'une ville comme une immense carte de connexions, où chaque intersection est un point et chaque voie est une ligne les reliant. Ils se sont concentrés sur une propriété spécifique de ces lignes : la fréquence à laquelle un segment de rue particulier est utilisé comme raccourci entre deux autres points. Dans leur modèle, une rue ayant un score élevé sur cette mesure est une artère critique, un itinéraire sur lequel beaucoup de gens comptent pour aller rapidement d'un point A à un point B. Une rue ayant un score faible est plutôt un connecteur local, utilisé moins fréquemment pour les déplacements de longue distance. L'équipe a réalisé qu'en analysant ces scores, elle pouvait prendre deux types de décisions très différents sur la manière de remodeler une ville.
La première approche testée visait à maximiser l'espace qui pourrait être libéré tout en maintenant les temps de trajet aussi courts que possible. Ils ont appliqué un algorithme qui recherchait les rues ayant les scores les plus bas — celles qui étaient les moins essentielles pour le flux global du réseau. En supprimant systématiquement ces voies à faible priorité et en les convertissant en espaces verts ou en zones piétonnes, ils ont découvert qu'il était possible de récupérer une quantité massive d'espace routier. Lors de tests utilisant des données réelles de 48 villes différentes à travers le monde, la méthode a montré que, dans la plupart des cas, plus de 95 pour cent des voies à double sens pouvaient être supprimées ou converties sans déconnecter la ville. Le résultat était un réseau qui restait pleinement connecté, la distance totale que les gens devaient parcourir n'augmentant que légèrement. Cela suggère que les villes possèdent bien plus de capacité routière « excédentaire » qu'elles ne le réalisent, une capacité qui peut être réaffectée sans provoquer d'embouteillages.
La seconde approche visait un objectif différent : au lieu de simplement économiser de l'espace, les chercheurs voulaient éloigner la congestion du trafic des centres encombrés et chauds pour la pousser vers les périphéries moins denses et plus fraîches. Dans de nombreuses villes, le centre-ville est la partie la plus chaude, souffrant le plus de l'effet d'îlot de chaleur, et c'est aussi là que le trafic est le plus concentré. L'équipe a émis l'hypothèse que si elle pouvait identifier les itinéraires les plus fréquentés et les plus centraux et les supprimer, le trafic serait naturellement contraint de se réorienter vers la périphérie. Pour ce faire, ils ont utilisé un algorithme ciblant les rues ayant les scores les plus élevés — les artères les plus critiques. En supprimant ces voies à fort trafic du centre-ville, le flux de circulation était effectivement redistribué vers les bords de la ville.
Les résultats de cette seconde stratégie ont été frappants. Lorsqu'ils ont appliqué cette méthode à la ville de Troyes, en France, par exemple, le groupe des rues les plus importantes et les plus fréquentées s'est déplacé de manière notable loin du centre-ville. Les chercheurs ont développé de nouvelles façons de mesurer ce déplacement, calculant de quelle distance le « centre de gravité » des rues les plus fréquentées s'était déplacé et à quel point le trafic était devenu plus dispersé. Dans la plupart des 48 villes testées, l'algorithme a réussi à déplacer les charges de trafic les plus lourdes loin du noyau central, permettant potentiellement de refroidir les zones de centre-ville en réduisant le nombre de voitures à l'arrêt et en libérant de l'espace pour les arbres et les plantes. Cependant, l'étude a également noté que cela ne fonctionnait pas parfaitement pour chaque ville ; dans des endroits présentant des configurations très spécifiques et regroupées, le trafic se retrouvait parfois concentré dans de nouveaux endroits imprévus, montant qu'aucune règle unique ne convient à chaque forme urbaine.
Les chercheurs prennent soin de préciser que leur travail est un guide théorique, et non un plan de construction définitif. Ils reconnaissent que la planification urbaine réelle implique des facteurs que leurs modèles informatiques ne peuvent voir, tels que les monuments historiques, les lois locales ou les besoins spécifiques d'un quartier. Une rue peut être mathématiquement « supprimable » mais politiquement ou culturellement intouchable. Néanmoins, l'étude constitue un point de départ puissant pour les urbanistes. Elle offre un moyen fondé sur les données de demander : « Et si nous fermions cette rue ? » et d'obtenir une réponse immédiate sur la façon dont le reste de la ville réagirait. En utilisant ces algorithmes, les responsables municipaux peuvent identifier quelles voies sont réellement dispensables et lesquelles sont vitales, leur permettant de prendre des décisions éclairées sur l'endroit où planter des arbres, construire des pistes cyclables ou créer des parcs.
En fin de compte, l'article suggère que la lutte contre le changement climatique dans les villes ne nécessite pas toujours la construction de nouvelles infrastructures ou la recherche de terrains vides. Parfois, la solution est déjà là, cachée dans la grille existante d'asphalte. En comprenant la logique cachée du mouvement d'une ville, les urbanistes peuvent doucement orienter le flux du trafic, réclamant de l'espace pour la nature et refroidissant l'environnement urbain. L'étude confirme qu'avec les bons outils, les villes peuvent être remodelées pour être plus résilientes et vivables, transformant les routes mêmes qui contribuent au problème de la chaleur en une solution pour un avenir plus frais.
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