Approche Urbaine Intégrée

Multicritère, pluridisciplinaire, multi-échelles

Les acteurs sont aujourd’hui confrontés à différents défis pour bâtir les villes de demain. Ils sont conscients de devoir viser un objectif, celui de la sobriété, raisonner dans un contexte spécifique, celui de la résilience, et tenir compte des aspirations citoyennes pour des lieux plus inclusifs.


L’analyse et l’évaluation urbaines peuvent aider les acteurs à objectiver leur prise de décision ainsi qu'à réaliser des arbitrages pertinents tenant compte à la fois des trajectoires nationales et des spécificités locales.

Enjeux

La définition de stratégies d’intervention et de trajectoires territoriales ainsi que l’optimisation des projets urbains requièrent l’adoption d’une vision d’ensemble sur les enjeux, mais aussi d’une approche systémique croisant différentes disciplines et tenant compte des impacts et des contributions des différentes composantes (bâtiments, espaces publics, quartiers…).

Parmi les enjeux à prendre en compte dans le contexte de résilience, ceux relatifs à la santé, au bien-être et à la nature en ville occupent une place de plus en plus importante. Accueillant 55 % de la population mondiale et étant particulièrement vulnérables aux risques climatiques et environnementaux, les villes se doivent de réduire les inégalités et de prêter attention aux ambiances urbaines.

Aussi, avec son objectif de zéro artificialisation nette, la loi Climat et Résilience a fixé l’ambition vers un aménagement plus sobre en foncier, mais aussi plus favorable à l’accueil du vivant. La renaturation des villes, via des solutions fondées sur la nature, est ainsi promue avec sa promesse d’apport de multiples bénéfices (biodiversité, gestion du cycle de l’eau, rafraîchissement, bien-être…).

Dans ce contexte, le projet Approche Urbaine Intégrée vise à :

  • apporter des éléments de méthode pour la mise en œuvre des analyses et des évaluations urbaines concernant, par exemple, la hiérarchisation des enjeux, la définition d’ambitions atteignables, le choix objectif des solutions les plus performantes, efficientes et ayant un impact significatif sur les trajectoires désirées… ;
  • s’intéresser à l’opérationnalité des approches multicritères et multi-échelles en traitant un des principaux écueils mis en avant par les acteurs, à savoir l’acquisition, la fiabilisation, le traitement des données et, in fine, la restitution et la capitalisation des résultats ;
  • proposer des méthodologies et des outils adaptés pour concrétiser le concept d’urbanisme favorable à la santé, la prise en compte des initiatives citoyennes et la renaturation des villes et des territoires.

Les principales problématiques de recherche abordées ont a trait à l’objectivation, la promotion d’approches évaluatives croisant critères qualitatifs et quantitatifs, l’aide à l’interprétation et la mise en cohérence des interventions et des approches entre échelles.

Originalité et apport scientifique

L’objectif du projet est d’apporter des recommandations, des méthodes et des outils pour la mise en place, l’optimisation et le suivi de trajectoires territoriales, de stratégies d’intervention et de projets d’aménagement et de renouvellement urbain.

A cet effet, le projet souhaite promouvoir :

  • une vision systémique des problématiques d’aménagement urbain durable dépassant leur simple juxtaposition ;
  • une approche performancielle et objective ;
  • la contextualisation des démarches d'aménagement ;
  • une logique de continuité entre stratégies et trajectoires, et leur déclinaison opérationnelle aux différentes échelles d’intervention ;
  • la prise en compte de l’usager dans l'évaluation ;
  • la contribution des initiatives citoyennes à la transition écologique.
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Pour ce faire, le projet vise, par exemple, à :

  • capitaliser et caractériser la connaissance sur les indicateurs et leurs valeurs de référence au travers d’une base de connaissances sur l’évaluation urbaine, et développer des méthodologies et des outils de gestion des données pour le calcul d’indicateurs ;
  • partager la connaissance sur les niveaux d’exposition aux ondes électromagnétiques en France ;
  • développer des outils de qualification des environnements sonores ;
  • proposer des méthodes de diagnostic pour l’aide à l’implantation d’équipements publics ;
  • fournir des indicateurs d’évaluation de la biodiversité in situ et ex situ ainsi que des méthodes de calcul coûts-bénéfices des solutions fondées sur la nature ;
  • développer une méthode de qualification des ambiances urbaines croisant mesures physiques, ressentis et perceptions ;
  • guider les collectivités dans la mobilisation des citoyens dans la construction et la gestion des villes.

Axes de développement

S’agissant de proposer une approche intégrée, entendue comme multicritère, multi-échelle et pluridisciplinaire sur un panel de problématiques étendues de la ville durable, il est important de jalonner les réflexions et de procéder à des « intégrations et des croisements » successifs.

Par exemple, le projet vise à mettre en place progressivement une « méthode intégrée nature en ville », la méthode HIBOU 2030 traitant de différentes échelles (de la stratégie de renaturation à sa déclinaison dans différents projets d’aménagement et de construction), de différents bénéfices (biodiversité, gestion de l’eau, îlot de chaleur urbain (ICU)…), intégrant les aspects économiques et basée sur des approches in situ et ex situ.

Le projet tient aussi compte du fait que certains enjeux doivent être approfondis seuls avant d’être intégrés dans une approche plurielle. C’est pourquoi quatre axes de développement sont définis :

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Comprendre, analyser, caractériser de manière concrète et opérationnelle les concepts, les émergences et les nouvelles dynamiques autour de l’aménagement urbain durable

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Développer les capacités d’évaluation et de conseil autour des produits et des performances des projets

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Consolider les capacités de simulation en enrichissant les outils et en proposant des nouveaux services

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Capitaliser les connaissances et les compétences, les orchestrer ensemble

Au fur et à mesure de son avancement, le projet s’enrichit de problématiques à traiter qui passent de manière séquentielle ou pas au travers des quatre axes ci-dessus.

Par exemple, en 2022, une action à caractère exploratoire et bibliographique a été menée sur le rôle du végétal dans le rafraîchissement urbain. En 2023, cette action s’est poursuivie sur la question précise du choix des solutions au regard des besoins en eau et des effets souhaités sur le rafraîchissement. A l’horizon 2024, une base de données reliant caractéristiques des ouvrages, pratiques d’irrigation et réduction du phénomène d’ICU mesuré ou disponible dans la littérature pourra être mise à disposition pour, in fine, intégrer les connaissances développées dans un outil d’aide à la décision multicritères à l’horizon 2025.


Livrables du projet

Dans le cadre de ce projet, la production de différents types de livrables est prévue. Ci-après, pour chaque type, des exemples de résultats :

  • des cartographies territoriales pour la caractérisation des niveaux d’exposition, du potentiel de ventilation naturelle… ;
  • des méthodes pour le diagnostic des ambiances urbaines, le calcul coûts-bénéfices d’une solution… ;
  • des indices, des indicateurs et des critères qualitatifs pour l’aide à la décision et le suivi concernant la justice sociale, l’urbanisme favorable à la santé, la biodiversité et la nature en ville dans un contexte de sobriété foncière et d’adaptation au changement climatique… ;
  • des bases de connaissances en faveur de l’aide à la construction de démarches d’évaluation contextualisées et l’aide au choix des solutions fondées sur la nature ;
  • une plateforme pour faciliter l’accès à différents services d’évaluation des solutions fondées sur la nature ;
  • des modèles de dispersion de polluants, de simulation de la propagation des ondes électromagnétiques, de qualification des ambiances sonores… ;
  • des guides pour réaliser l’aménagement de sites pollués tout en préservant, voire en favorisant, la biodiversité pour l’amélioration de la qualité urbaine des espaces publics ;
  • des outils et des services basés sur l’utilisation des jumeaux numériques et des bases de données comme la BDNB pour permettre le calcul automatique d’indicateurs, l'optimisation des projets sous contraintes, la data visualisation…

Quelques exemples d’application des résultats du projet peuvent déjà être mentionnés :

  • définition de stratégies d’intervention (e.g. renaturation, attractivité, sobriété foncière, vulnérabilité…) : utilisation des méthodes de diagnostic et des cartographies pour l’identification des secteurs sensibles, des thématiques prioritaires, des objectifs de performance…
  • optimisation et suivi des écoquartiers, opérations et projets d’aménagement urbain durable : utilisation d'outils, de services et de modèles de simulation pour évaluer différents scénarios, recours aux indicateurs pour suivre l’atteinte des objectifs de performance au fil des phases du projet et après la livraison…
  • intégration des solutions fondées sur la nature dans les projets : appui sur les bases de connaissances et les méthodes pour optimiser le choix avec une approche multicritère et pour dépasser les allégations en objectivant les performances…
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Dans mon expérience professionnelle, j’ai pu constater l’importance de rassurer les acteurs sur le bien-fondé scientifique des résultats sur lesquels ils appuient leurs décisions d’investissement. Néanmoins, j’ai aussi fait remonter des retours d’expérience soulevant plusieurs freins opérationnels à la généralisation et à la pérennisation des démarches d’analyse et d’évaluation. Par le biais de ma fonction de cheffe de projet, je souhaite contribuer à développer les connaissances, à valoriser et à croiser les différentes expertises du CSTB dans des résultats proposant un juste équilibre entre approche scientifique et technique et pragmatisme opérationnel.

Ayant aussi travaillé, au sein du CSTB, sur les enjeux de la transformation digitale des métiers de la construction et de l’aménagement, je souhaite favoriser le recours à des solutions numériques responsables, fiables, inclusives comme moyen pour faciliter et rendre appropriables les méthodes et les outils développés.

Il est important que la recherche se penche sur le sujet de la santé, du bien-être et de la justice sociale en fournissant aux acteurs des solutions concrètes pour agir en faveur d’une vision positive de la ville de demain.

Daniela BELZITI
Directrice du Laboratoire d’Urbanisme Multicritères et Intégré

Moyens et méthodes engagés

Compétences mobilisées au CSTB

  • aménagement urbain durable ;
  • urbanisme & qualité urbaine ;
  • environnement, approche ACV, écologie ;
  • économie : analyse coûts-bénéfices, traitement données statistiques ;
  • data : jumeau numérique, développement de services, interopérabilité ;
  • santé-confort – simulation, climatologie.

Équipements du CSTB

Laboratoire PULSE pour réaliser des mesures physiologiques face à des ambiances urbaines.

Nos partenaires

Agence Nationale des Fréquences
Santé Publique France
NOBATECK INEF4
Institut Pierre-Simon Laplace
Institut Agro
Unité Mixte de recherche Architecture
CNRS
Centre National de Recherches Météorologiques
CEREMA
EPA Marne
Bordeaux Euratlantique
Espaces Ferroviaires
EPA Paris Saclay
Euroméditerranée
Grand Paris Aménagement
SORELI
Paris La Défense
Geomod
SOPREMA
Cergy Paris Université
Plan Bâtiment Durable

Fiche d'identité du projet

État d’avancement

Confort et santé

  • projet PNSE4 : une méthode de simulation adaptée pour la modélisation France entière de l’exposition aux ondes radioélectriques.

Initiatives citoyennes

  • projet SOURCE (Stratégies politiques et citoyennes innOvantes poUr atténuer les effets du déRèglement Climatique et améliorer la qualité de l’air et la qualité de viE des villes) ;
  • projet ATTERIR : les écologies territoriales des acteurs citoyens de la  transition en milieu rural (livrable intermédiaire).

Biodiversité et nature en ville

  • nomenclature pour le calcul du CBS harmonisé ;
  • projet T’ILT : Territoires d’ILT, méandres de lieux de nature ;
  • méthodes testées et retours d’expérimentation sur les indicateurs de biodiversité in situ (e.g. Coefficient de Biotope Surfacique Harmonisé) pour l’évaluation à l’échelle bâtiment et projet d’aménagement ;  
  • projet GROOF : guide de bonnes pratiques pour mise en œuvre de serres sur toiture.

Budget

900 k€/an

Programmation

2022
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Retour d’expérience sur les apports et les freins des démarches BIM / CIM


2022
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Transition écologique urbaine
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2022
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Couplage MithraSketch – Immersite


2022
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Projet PNSE4
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2022
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Qualification des ambiances urbaines
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2022
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Nomenclature pour le calcul du CBS harmonisé


2023
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Audit des pratiques de gestion des données
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2023
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UFS
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2023
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Projet collaboratif T’ILT
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2023
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Projet collaboratif SOURCE
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2023
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Méthode de calcul coût-bénéfices SFN V1


2023
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Méthodes testées et REX sur les indicateurs biodiversité in situ
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2023
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Base des connaissances sur l’évaluation urbaine V1


2023
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Méthode de qualification des ambiances urbaines V1


2024
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Projet collaboratif ATTERRIR
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2024
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Guide recommandations
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2024
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Méthodologie et outils
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2024
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Indice justice spatiale et équipements


2024
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Projet PNSE4
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2024
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Méthode de qualification des ambiances urbaines VF


2024
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Méthode mise en œuvre UFS V1


2025
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Base des connaissances sur l’évaluation urbaine V1


2025
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Méthode intégrée nature en ville V1


2025
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Guide recommandations
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2025
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Évaluation des services écosystémiques des solutions fondées sur la nature


2025
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Méthode de calcul coût-bénéfices SFN VF


2030
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Méthodes intégrées
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2030
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Méthodologies de gestion des données pour les analyses intégrées


Préférences et volontés d’investissement des ménages
État de l’art sur le rôle du végétal dans le rafraîchissement urbain

Prototype démonstrateur plateforme sur l’exposition aux ondes électromagnétiques en France

Mise au point d’un protocole d’enquête embarquée

Évaluation de l’atteinte des objectifs de sobriété foncière, biodiversité et qualité des logements

État de l’art des enjeux, des pratiques et des méthodes et définition FDR recherche 

Stratégies de renaturation

Initiatives citoyennes 

Évaluation à l’échelle bâtiment et projet d’aménagement

Initiatives citoyennes 

Accompagner des initiatives citoyennes

Calcul d’indicateurs de sobriété foncière, biodiversité et qualité des logements à partir de différentes sources de données

Plateforme sur l’exposition aux ondes électromagnétiques en France VF

Mise en œuvre intégrée politiques ZAN et biodiversité

Prise en compte de la nature en ville, de la santé et du confort

  • 2022
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  • 2023
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  • 2025
  • 2030
  • 2030
2022
2030
  • Comprendre et analyser
  • Consolider nos modèles et proposer des nouveaux services
  • Développer la capacité d’évaluation
  • Capitaliser les connaissances et les compétences, les orchestrer ensemble

Pour bâtir les villes de demain, les acteurs de la construction sont confrontés à plusieurs défis : sobriété, résilience et besoins évolutifs des usagers. L’Approche Urbaine Intégrée s’appuie sur l’analyse et l’évaluation urbaines afin de les aider à objectiver leur prise de décision. Différents types de bénéfices découlent ainsi de ce projet de recherche.


Aux collectivités, aux agences d’urbanisme et aux gestionnaires de parc, il fournit des connaissances et des services pour la réalisation de diagnostics territoriaux et apporte une aide à la définition de stratégies territoriales et de renouvellement urbain multi-sectoriels en proposant des objectifs de performance ambitieux, mais réalistes et contextualisés. La mise à disposition d’indicateurs pour le suivi des trajectoires et l’accompagnement dans l’articulation avec les initiatives citoyennes complètent son apport.


Aux MOA d’opérations d’aménagement, ce projet prodigue une aide à l’optimisation multicritère des choix concernant la santé, le confort et la biodiversité. Il contribue à l’objectivation des performances des projets via la fourniture d’indicateurs et leurs méthodes relatives et services de calcul. Il met également à disposition des recommandations pour la prise en compte de la santé dans les choix d’aménagement.


Enfin, il offre une méthodologie de mesure de l’impact des projets aux collectivités et gestionnaires de parc.

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