Analyse des résultats et validation de la méthode

La méthode élaborée à partir de notre cas d’étude a ensuite été mise en œuvre sur trois villes (Victoria, Bordeaux et Copenhague) reposant sur des modélisations différentes. Ces applications

159 ont permis d’une part d’éprouver la méthode générique sur plusieurs territoires, d’autre part de montrer son adaptabilité à des données de types différents (Figure 8-10).

Légende : a) Victoria, b) Bordeaux et c) Copenhague.

Sources : SIG – Bordeaux Métropole 2019, CityOfVictoriaBC, 2019, Københavns Kommune Bydata, 2019 Auteur : A. Pavard, 2020

Figure 8-10 – Résultats de la mise en œuvre de la méthode sur trois villes

Dès lors que l’on dispose de deux bases de données géographiques de voirie, l’une linéaire et l’autre surfacique pour un même territoire, la méthode développée peut être mise en œuvre. Le délai de réalisation peut cependant être important selon le volume de données en entrée. Un petit territoire de superficie inférieure à 5 km² composé d’une voirie inférieure à 100km linéaires (ex. la commune de Cachan en France, 2,7 km² pour 100 km de voirie) requière une trentaine de minutes de traitement. Il faut compter plusieurs heures pour un territoire dont la superficie avoisine 100 km² et composé d’un linéaire de voirie supérieur à 400 km (ex. la commune de Copenhague au Danemark, 88,25 km² pour 430 km de linéaire routier). Une analyse plus détaillée des derniers résultats obtenus fait apparaitre trois configurations de voirie pour lesquelles la méthode n’aboutit pas à des résultats optimaux. Nous présentons ci-après ces configurations et apportons des précisions techniques dans l’annexe associée (Cf. Annexe b, p. 343).

8.3.1. Résultats selon le type d’intersection entre linéaires de voirie

Premièrement, nous observons que le type d’intersection, et plus spécifiquement les angles et les trajectoires pris par les tronçons linéaires de voirie, impactent directement la forme du découpage obtenu. En comparant les angles pris par les objets graphiques linéaires de voirie aux

Proposition méthodologique : mettre en cohérence des données de voirie surfaciques et linéaires

160

intersections, nous constatons que plus les angles entre les tronçons linéaires deviennent aigus, plus les limites deviennent irrégulières (Figure 8-11).

Sources : SIG – Bordeaux Métropole 2019, SIG ; © IGN, BD TOPO® 2018 Auteur : A. Pavard, 2020

Figure 8-11 – Exemples de résultats pour les intersections en croix et en T

Au-delà de l’angle, la courbure des trajectoires des objets graphiques linéaires modifie, elle aussi, la relation spatiale entre les linéaires débouchant sur une même intersection. Dès lors que la trajectoire d’un tronçon linéaire est courbe, l’angle formé entre deux tronçons linéaires n’est plus fixe (Figure 8-12 a). Calibrer un découpage régulier devient alors plus difficile et nécessite probablement une intervention manuelle (Figure 8-12 b).

Sources : SIG – Bordeaux Métropole 2019, SIG ; © IGN, BD TOPO® 2020 Auteur : A. Pavard, 2020

Figure 8-12 – Découpage selon la forme ou morphologie de l’intersection

8.3.2. La densité et la proximité des tronçons linéaires de voirie

Deuxièmement, le traitement des tronçons de voirie à grande emprise composés de chaussées parallèles demeure problématique. Les enrichissements proposés lors du développement de la méthode ont certes amélioré les résultats de ces cas de figure, cependant, le critère de distance retenue (Cf. Annexe ii, p. 339) n’est pas le plus adapté pour prendre en compte correctement ces configurations particulières. Pour une même distance, deux tronçons de voirie peuvent appartenir à la même emprise (Figure 8-13 a) ou non (Figure 8-13 b).

161 Sources : SIG – Bordeaux Métropole 2019, SIG ; © IGN, BD TOPO® 2020

Auteur : A. Pavard, 2020

Figure 8-13 – Densité du linéaire, les cas particuliers

8.3.3. Les chevauchements de voiries

Finalement, le dernier point concerne le chevauchement des tronçons de voirie. Les défauts relatifs à ces cas sont moins imputables à des considérations techniques qu’au raisonnement que nous avons mené lors du développement de la méthode. En effet, nous nous sommes appuyés sur l’hypothèse d’une voirie planimétrique, ce qui est d’ailleurs majoritairement le cas en milieu urbain. Toutefois, bien qu’une grande partie des intersections relève de carrefours à giratoire ou non, d’autres intersections peuvent être de type échangeurs, se présenter sous la forme de croisement de deux tronçons par infrastructures superposées, ou encore des ouvrages d’art tels que des ponts ou tunnels.

Notre méthode ne permet pas aujourd’hui de créer des tronçons surfaciques superposés. Deux pistes d’amélioration peuvent cependant être suggérées :

- dans le cas d’un ouvrage d’art simple, tel qu’un pont ou un tunnel isolé, il est possible de dupliquer les tronçons surfaciques créés lorsque deux objets graphiques linéaires se superposent ;

Proposition méthodologique : mettre en cohérence des données de voirie surfaciques et linéaires

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Sources : SIG – Bordeaux Métropole 2019, SIG ; © IGN, BD TOPO® 2020 Auteur : A. Pavard, 2020

Figure 8-14 – Cas des échangeurs autoroutiers

Synthèse II.4

Nous avons développé une méthode permettant d’assurer l’association entre des données linéaires et surfaciques de voirie. Pour cela, nous nous sommes appuyés sur des données relatives à notre cas d’étude, à savoir un territoire urbain de l’agglomération parisienne, afin de prendre en considération un éventail large de configurations de voirie. Son application sur d’autres données de sources hétérogènes de différents pays a permis de valider sa reproductibilité, et de montrer sa généricité. En effet, elle est applicable aux différents types de données surfaciques de voirie identifiés (Cf. 6, p. 117) dès lors que l’on dispose également de données linéaires de voirie.

L’application de la méthode à des territoires urbains très denses a mis en évidence des cas particuliers. Ceux-ci sont liés à :

– la morphologie et l’aménagement des infrastructures, tels que :

o les intersections de voirie complexes, soit les échangeurs autoroutiers, o la non rectitude des tronçons de voirie,

o le chevauchement de tronçons de voirie dans le cas d’ouvrages d’art o Les tronçons de voirie composés de plusieurs chaussées parallèles ; – la représentation linéaire de l’infrastructure :

o la précision de la modélisation de l’axe de la chaussée, o la généralisation plus ou moins fine des tracés.

Pour chacun des cas particuliers identifiés, nous proposons des perspectives de traitements. Ces cas ont été identifiés sur les données disponibles, issues de villes de pays occidentaux. Nous émettons l’hypothèse que la morphologie de villes de pays en émergence, pour lesquelles nous ne disposons pas de données, peut présenter de nouvelles spécificités. Il serait selon nous intéressant d’étendre ce travail à des villes présentant des configurations différentes.

163

Conclusion Partie II

Cette partie a mis en exergue le besoin de spécifications pour la modélisation dans les SIG de la voirie à des fins de gestion de l’infrastructure, notamment pour une gestion intégrant les réseaux techniques prenant place sous la voirie. L’identification des besoins et les solutions envisagées ont mobilisé les concepts de généralisation cartographique (Cf. 5.1, p. 103), de terrain nominal (Cf. 7.3, p. 142), d’interopérabilité des données (Cf. 8.1, p. 152), et de tessellation d’un espace (Cf. 8.2, p. 155).

Dans un premier temps, une présentation des différentes modélisations de la voirie a permis de rappeler à quels besoins métiers se rapportent chacun des grands types de modélisation existants. Ainsi, les bases de données linéaires sont appréciées pour des questions liées aux mobilités, les modélisations surfaciques pour traiter les problématiques du partage de l’espace, et enfin les modélisations volumiques pour des problématiques d’aménagement et de gestion d’infrastructures. Bien que les SIG ne permettent pas à l’heure actuelle une modélisation 3D utile à l’implémentation de l’ensemble des dimensions de la voirie, son environnement tridimensionnel et ses capacités à décrire la troisième dimension par l’intermédiaire d’un attribut le rendent toutefois attractif et pertinent pour les besoins propres à la gestion de la voirie. À cet effet, nous proposons une modélisation de la voirie sur une représentation 21/2D s’appuyant sur des objets graphiques surfaciques dont la description attributaire permettra d’intégrer la troisième dimension.

Concernant les bases de données surfaciques de voirie existantes, l’objectif était de comprendre les choix constructifs et leurs impacts sur les données construites. Une comparaison entre différentes bases de données a permis premièrement d’identifier des choix liés au tracé des objets graphiques représentant la voirie, et ce, aussi bien en termes de morphologie de l’infrastructure que de généralisation des tracés. Les résultats ont rappelé l’importance pour un territoire donné d’adopter des règles de numérisation uniques spécifiées clairement en fonction des besoins. Deuxièmement, cette comparaison a permis de dresser une taxonomie des différentes solutions de modélisation des intersections de voirie. Compte tenu des échanges avec les acteurs de la voirie, et des documents techniques dont nous disposons, il parait essentiel d’intégrer dans la modélisation de la voirie des objets graphiques intersections distincts. À ce titre, la modélisation proposée par Paris nous semble particulièrement pertinente dans la mesure où elle s’inscrit dans une « réalité » terrain de gestion des objets graphiques intersection de voirie. Nous constatons à travers des visites sur terrain que les intersections sont de plus en plus souvent structurées et aménagées de façon spécifique à l’aide par exemple d’un revêtement rehaussant leur niveau par rapport aux tronçons y débouchant. Ces aménagements sont généralement étendus jusqu’aux passages piétons conférant une inscription de l’intersection sur le terrain similaire à celle observée

Conclusion Partie II

164

dans la base de données de Paris. Ces aménagements sont liés à une question de mise en sécurité des usagers et, probablement, à une prise en compte de points de pression de freinage, et de sollicitations tangentielles pour l’infrastructure. Les éléments de réponse présentés dans le deuxième chapitre laissent entrevoir par ailleurs un champ de recherche quant à la relation entre morphologie et modélisation de la voirie.

Le faible déploiement des bases de données surfaciques de voirie, certainement lié à des contraintes financières et surtout techniques, nous a amené à proposer une méthodologie permettant d’aboutir à la construction de ce type de données. Il s’agit de rendre possible à l’ensemble des gestionnaires de voirie de disposer de solutions leur permettant de concevoir un Système d’Information Géographique de premier niveau, c’est-à-dire de disposer à minima de l’emprise de leur voirie. Le passage à un deuxième niveau conduit à s’interroger sur la possibilité de distinguer les différents éléments constitutifs de la voirie. Aujourd’hui, il n’existe pas sur le marché de solutions entièrement automatisées permettant d’identifier ces éléments et de construire les objets graphiques. Nous avons évoqué deux solutions techniques. Une analyse micro des résultats de deux méthodes automatiques, à savoir la méthode Certu et celle développée à partir de la Base Cadastrale, nous permet d’envisager de croiser ces deux méthodes de façon à décomposer la voirie en chaussées et dépendances, à condition d’améliorer la méthode Certu pour le milieu urbain. Comme nous l’avons observé, la méthode Base Cadastrale fournit une bonne estimation de l’emprise de voirie sur le cas d’étude. La méthode Certu pourrait quant à elle et après amélioration, fournir une estimation fine de la largeur des chaussées. Dans tous les cas, une recherche approfondie entre morphologie urbaine et morphologie de voirie apporterait des éclaircissements sur ce sujet.

Enfin, bien que des questions métiers soient reliées à différentes modélisations de la voirie, nous avons évoqué le besoin de mise en cohérence des objets graphiques issus des différentes modélisations entre eux. Nous verrons plus précisément dans la partie suivante que l’importance du trafic routier demeure l’une des contraintes que les constructeurs de voirie ont besoin d’intégrer pour dimensionner les tronçons de voirie. Or, l’information de trafic étant classiquement rattachée à la modélisation linéaire de la voirie, il est primordial de rendre interopérable les bases de données linéaires et surfaciques entre-elles de façon à assurer le transfert de données de l’une vers l’autre. Pour cela, nous avons proposé une méthodologie automatisée conduisant au découpage de l’emprise de voirie globale d’un territoire en tronçons de voirie permettant d’assurer un lien unique entre un objet graphique surfacique et un objet graphique linéaire. Cette construction d’objets graphiques tronçons ne remet pas par ailleurs en question la modélisation d’objets graphiques intersections. Une fois la relation établie entre les objets graphiques surfaciques et linéaires, il est possible de reconstruire des objets graphiques intersections, soit en reprenant le

165 modèle proposé par la base de données surfacique lorsque ce modèle préexistait, soit en choisissant la modélisation la plus adaptée selon le besoin.

Dans la partie suivante, nous nous concentrons sur la modélisation géosémantique nécessaire à la construction d’un Système d’Information Géographique répondant aux besoins en gestion intégrée de la voirie et des réseaux enterrés.

Conclusion Partie II

167 « Ces chaussées ont résisté depuis 10 ans, avec un entretien suivi, aussi belles et bombées qu’elles l’ont été dans leur première formation, sur les routes les plus pratiquées de cette province ; telles que celles de Paris à Toulouse, et celles de Paris en Espagne, quoique composées dans la plus grande partie, de pierres calcaires et tendres. » (Pierre Marie Jérôme Trésaguet, Mémoire sur la construction et l’entretien des chemins en plaine et en montagne, 1775)

Partie III : Du sursol à l’implantation en sous-sol : Quelles

informations sur l’infrastructure de voirie urbaine et comment

les intégrer dans un SIG ?

Conclusion Partie II

169

Introduction

L’objectif de cette partie, centrée sur l’objet technique voirie urbaine, est d’analyser les informations utiles à la gestion et à sa maintenance dans son environnement, c’est à dire d’identifier les données pertinentes pour alimenter un référentiel spatial de voirie qui servira de support à des outils améliorant par exemple la cogestion des voiries et des réseaux. Ces données concernent la surface avec les revêtements, l’emprise en sous-sol par les structures, la dimension temporelle par l’identification des dégradations et leurs évolutions. La Figure 3 présente l’organisation de cette partie :

– Dans les deux premiers chapitres, à partir de documents techniques existants, nous présentons une synthèse des structures puis des revêtements de voirie, et identifions les choix constructifs liés à son environnement par l’exemple des réseaux.

– Dans un troisième chapitre, nous analysons l’évolution des voiries, soit les dégradations qu’elles subissent. L’objectif est de déterminer l’impact de l’environnement de la voirie, notamment des réseaux enterrés, ainsi que les techniques pour collecter ces informations. – Enfin, nous développons et mettons en œuvre une démarche de levé de données sur les revêtements et les dégradations. Appliquée au cas d’étude de Cachan, la démarche devra apporter des éléments de réflexion sur l’enrichissement des BD géographiques de voirie.

Auteur : A. Pavard, 2020

Figure 3 – Schéma d'organisation de la Partie III

La conception des voiries urbaines repose sur un savoir-faire et une doctrine du domaine de la construction routière développés à l’échelle nationale, notamment pour les chaussées. Des collectivités telles que des métropoles, ont développé leurs propres pratiques pour répondre à des enjeux locaux. Notre démarche vise à identifier les spécificités de la voirie urbaine, et à mettre en avant des différences liées aux contextes régionaux. Ainsi, nous nous appuyons sur des guides techniques français, nationaux et locaux, en ciblant des agglomérations de différentes régions françaises : Lyon, Toulouse, Lille, Bordeaux, Nantes et le Pays de Gâtine Parthenay.

La voirie selon sa forme : Quels choix structurels ?

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