« La ville, nouveaux horizons » : les maths au secours de nos villes ?
C’est l’un des thèmes abordés lors de la quatrième édition du forum organisé par « Le Point », qui s’est tenu à l’Imredd de Nice le 17 novembre.
Aujourd’hui, 4,4 milliards d’individus vivent en ville, selon les chiffres de la Banque mondiale. La tendance devrait s’accentuer d’ici à 2050, l’ONU tablant sur l’arrivée en zone urbaine de 2,5 milliards de personnes. Lieux fascinants d’échanges d’idées, de services et de biens, les villes concentrent, du fait de leur croissance démographique et urbanistique galopante, la plupart de nos problèmes sociaux et environnementaux, liés aussi bien aux transports qu’à l’énergie, à l’eau ou au logement.
Depuis quelques années, les scientifiques abordent une « nouvelle science des villes » en ayant recours aux mathématiques. Objectif : comprendre leur fonctionnement ainsi que les besoins, les déplacements et les comportements de leurs habitants, et, pourquoi pas, esquisser des solutions durables face aux défis à relever. « Tout est nombre », disait Pythagore. Les villes n’échappent pas à cette règle.
Congestion des villes.
L’émergence de cette discipline a été rendue possible grâce, avant tout, à la masse de data accumulées pendant ces vingt dernières années. « Les données téléphoniques sont la grande révolution », se réjouit Marc Barthelemy, directeur de recherche à l’Institut de physique théorique (IPhT) de Saclay, auteur du Monde des réseaux (Odile Jacob) et intervenant au forum « La ville, nouveaux horizons ». « Les téléphones portables rendant possible la localisation dans le temps et l’espace de quantité de gens, de façon anonymisée bien sûr, nous sommes désormais à même de mieux comprendre la mobilité dans les grandes villes. »
En premier lieu, cette masse de données sert à appréhender les mécanismes qui se jouent au sein des villes et à définir les paramètres importants sur lesquels agir afin de régler certains problèmes, telle la congestion des villes. « Les modèles mathématiques nous ont aidés à prendre conscience qu’augmenter le nombre de transports en commun ne suffisait pas pour diminuer le trafic automobile. La clé, c’est d’augmenter l’accès à ces transports », analyse le physicien.
Et cela passe par le fait d’inciter les gens à habiter près de ces points d’accès, de développer des alternatives « raisonnables en termes de temps » ou de multiplier les centres d’activités à différents pôles. « Pour éviter la congestion, le polycentrisme est bien plus efficace qu’un centre principal vers lequel tout le monde converge. »
C’est aussi un modèle mathématique conçu par Marc Barthelemy et son confrère physicien Rémi Louf à partir d’études statistiques qui a permis de constater que le retard causé par les embouteillages n’était pas proportionnel au nombre de personnes impliquées. « Si l’on multiplie la population par deux, le retard dans les embouteillages n’est pas multiplié par deux mais par un chiffre beaucoup plus élevé », indique Marc Barthelemy. Autrement dit, plus les villes grandissent, plus les embouteillages et les émissions de gaz générées s’intensifient. « Il n’y a pas d’avenir pour la voiture personnelle, même électrique, dans les grandes villes », conclut le chercheur.
Des maths plus « humaines ». En pensant mathématiquement aux systèmes humains, une variable clé manque souvent à l’appel : l’individu lui-même. « Les villes sont avant tout des machines sociales, un mélange de densité, de diversité et de hasard organisé, si possible heureux. Dans la vie réelle, les gens disposent d’une autonomie de décision, et leurs attitudes, leurs ambitions ainsi que leurs choix diffèrent en fonction de leur sexe, de leur âge et de leur parcours », explique Patrick Poncet.
Le géographe codirige, avec le mathématicien Bertrand Maury, GéoMaths, l’un des projets du Programme et équipements prioritaires de recherche (PEPR) exploratoire Maths-Vives, piloté par le CNRS, qui vise à développer des théories, des modèles et des outils mathématiques pour une meilleure compréhension et appréhension des grands enjeux du XXIe siècle.
Ainsi, l’ambition de GéoMaths est d’introduire dans les modèles mathématiques davantage de réalisme social, en tenant compte des notions de hasard et de sérendipité. À terme, il s’agira de « proposer un programme de modélisation mathématique des espaces géographiques » capable de permettre aux autorités publiques d’évaluer en amont la pertinence des projets de développement urbain afin de prendre des décisions en connaissance de cause >> peut-on lire dans le journal du soir de la rédaction Le Point .
Pascal S.
