Soutenance mémoire
L’urbanisme et la « ville durable »
Au sens premier, « La composition urbaine a eu pour rôle de définir l’organisation de l’espace de la ville ou du quartier à aménager » [Candon, 1996]. Il s’agit essentiellement d’une science ou d’un art qui vise à aider à projeter. C’est un domaine intitulé « Urban design » en langue anglaise, c’est-à-dire la conception de l’espace urbain. Cette science, qui est un mode de conception visant à produire des parties et la totalité d’un projet d’aménagement urbain, est fondée sur le principe de l’unité. Aussi est-il important de définir et présenter les différentes unités urbaines.
Compositions urbaines
Une unité urbaine est définie, en France, comme un ensemble de communes comptant au moins 2000 habitants et présentant une continuité du bâti, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de coupure supérieure à 200 m entre deux constructions [INSEE, 2013]. Cette définition, selon l’INSEE, est fondée sur le principe de continuité de l’habitat, s’ajoutant à un critère de population minimale. Selon les nations unies : « Il existe presque autant de définitions du mot –Ville- dans le monde, que de pays » [UN, 2002]. Insérée dans le territoire, la ville se compose de quartiers et d’îlots situés en surface, eux-mêmes constitués de bâtis. Selon le dictionnaire Hachette, un quartier « c’est une partie de ville qui présente certains caractères distinctifs en termes de fonctions, de fréquentation, de population » [Boujnah et al, 2013].
La notion de « Grand Quartier » est définie, selon l’INSEE, comme un groupement de plusieurs îlots contigus à l’intérieur d’une même commune. Lorsque cette commune est partagée en plusieurs cantons (une subdivision administrative territoriale), les limites de quartiers peuvent ne pas respecter les limites des cantons [INSEE, 2013]. Par exemple, une commune de 20000 habitants n’est généralement pas découpée en plus de deux ou trois quartiers.
Aménagement urbain durable (surface)
La durabilité se base sur les trois piliers du développement durable (environnemental, économique et social) dans un cadre réglementaire (gouvernance). L’aménagement urbain durable constitue l’un des moyens majeurs de mise en œuvre de la durabilité urbaine, au sein des politiques de planification urbaine mais aussi d’autres outils politiques territoriaux comme les Agenda 21 et les Plans Climat Air Énergie Territorial (PCAET) [Jégou, 2011]. Selon l’architecte Richard Rogers, la ville durable est « juste, belle, créatrice, écologique, accueillante et connectée, compacte et polycentrique, et diversifiée » [Roger, 2008]. Selon Rogers, un écoquartier intègre en amont de sa conception dix critères : le choix d’un site pertinent ; la proximité et les solutions alternatives à la voiture ; la mixité sociale et fonctionnelle ; la diversité spatiale et la lutte contre l’étalement urbain ; la sobriété énergétique ; la conception d’espaces publics structurants ; le respect du cycle de l’eau ; le renforcement de la biodiversité ; la gestion des déchets ; l’implication des habitants. En France, le Ministère de du logement et de l’habitat durable a lancé en 2008 une démarche de labélisation d’un éco-quartier, il s’agit d’un projet d’aménagement urbain qui respecte les principes du DD, tout en s’adaptant aux caractéristiques de son territoire.
Éco-concevoir un quartier, c’est concevoir la composition, l’organisation et le fonctionnement du quartier en respectant l’environnement, la société et l’économie [Boujnah et al, 2013]. Selon Crepon, réaliser un éco-quartier, c’est fédérer un grand nombre de problématiques sociales, fonctionnelles, économiques, environnementales autour d’un retour aux fondamentaux de l’urbanisme et de l’architecture : mieux vivre avec les ressources localement disponibles et mieux vivre ensemble [Crepon, 2008]. La difficulté réside dans la mise en place d’une synthèse entre de nombreux aspects : gestion de l’énergie, diversité sociale, qualité de l’air, réseaux de transports, qualité de l’eau, gestion des déchets, aspect économique, etc. [Cherqui, 2005].
Qu’est-ce qu’un souterrain ?
Le souterrain à travers l’histoire
Historiquement, les différentes utilisations du sous-sol à travers les siècles ont façonné une image négative et parfois angoissante de l’espace souterrain. Cependant, l’homme a toujours intégré cet espace au sein de ses différents usages : que ce soit pour l’exploiter, se cacher, se protéger ou par manque de place [Labs, 1976 ; Dunkel, 1985]. À travers le monde, les premières agglomérations ont eu recours à des citernes enterrées, longtemps avant de construire des aqueducs en partie souterrains, des galeries de captage d’eau, et les égouts. Les temples et les sépultures ont suivi, comme à Louqsor en Egypte et Ajanta en Inde. Les tufs volcaniques de Cappadoce en Turquie ont hébergé de véritables villes souterraines pour protéger les habitants des pillards. Plusieurs passages souterrains ont été construits dans les villes médiévales avec pour objectif d’évacuer les habitants. Ils font partie inhérente de la conception de ces villes [Bobylev, 2009]. En France, plusieurs chambres souterraines ont été principalement construites au moyen âge pour des raisons défensives. Au cours des 17ème et 18ème siècles, l’usage des cavernes, dans la vallée de la Loire, a été étendu à l’habitation, jusqu’à permettre le logement de plusieurs centaines de milliers de personnes dans le courant du 18ème siècle [Carmody and Sterling, 1993]. En France, on estimait qu’au cours du 20ème siècle 20000 personnes habitaient toujours dans des cavernes [Charneau and Trebbi, 1981].
Depuis le 19ème siècle, le sous-sol a été dévolu aux ouvrages techniques en même temps qu’il est devenu le lieu de l’excellence technique et le domaine des ingénieurs [Labbé, 2016]. En revanche, en France comme dans de trop nombreux pays, aucune organisation ni planification, aucun schéma directeur n’a régi son occupation. Une station à trois lignes de métro comme celle de l’Étoile ouverte à Paris en 1900 est un exemple d’urbanisme souterrain par la compacité qui facilite les correspondances. Le 20ème siècle est marqué par des avancées technologiques en matière de construction souterraine et de géotechnique. Cela concerne par exemple l’introduction du béton armé dans le domaine de construction, le creusement en sol meuble, la création d’espaces souterrains ouverts avec le minimum d’affaissement du terrain adjacent, le creusement de grands volumes souterrains. Ces avancées ont permis le développement de l’espace souterrain dans des villes denses en parallèle de leur croissance démographique (ex. Paris, Stockholm et Tokyo) [Bobylev, 2009].
De l’espaces souterrain à l’ouvrage souterrain
L’espace souterrain est défini en termes spatial [Labbé, 2016] comme un espace en dessous du terrain naturel. Il peut être un espace dans un sol en relief qui profite des pentes pour être accessible à tout niveau. En terrain plat, il est un espace en contrebas dans une ville que l’on peut, dès lors, considérer comme s’approfondissant et se développant dans toutes ses dimensions. Deux types d’espace souterrain peuvent être distingués selon leur origine : naturel (ex. les cavernes) ou anthropique (tout espace de fabrication humaine et dont l’utilisation finale est également humaine) [Carmody and Sterling, 1993]. Un « espace souterrain urbain » est défini en termes fonctionnels [He et al, 2012] comme tout espace au sous-sol urbain dont la fonction est d’ordre civil : production souterraine et services urbains, loisirs et commerces, hôtels, usines, bureaux, hôpitaux, stationnements publics, galeries de connexion, etc. Selon les normes NF EN 15643-1 [AFNOR, 2010] et ISO 6707-1 [ISO, 2014], un « ouvrage de construction » est un terme général désignant tout ce qui est construit ou qui est le résultat d’une opération de construction. Cela couvre aussi bien le bâtiment que les ouvrages de génie civil et les éléments structurels et non structurels. Selon la norme NF EN 15643-1 [AFNOR, 2010], un « bâtiment » est un ouvrage de construction dont l’une des fonctions principales est d’abriter ses occupants ou son contenu ; habituellement clos et conçu pour demeurer en place de façon permanente. Un ensemble de bâtiments selon la même norme est un « cadre bâti », il s’agit des ouvrages extérieurs (zones aménagées), infrastructures et autres ouvrages de construction dans un périmètre défini. Ainsi, un « ouvrage de génie civil » est identifié selon la norme ISO/TS 21929 2 [ISO, 2015] comme un ouvrages de construction comprenant une structure, telle que barrage, pont, route, voie ferrée, piste, équipements d’exploitation, conduites ou système d’assainissement, ou résultant des opérations telles que dragage, terrassement, travaux géotechniques, mais excluant le bâtiment et les travaux qui lui sont associés.
L’ouvrage de construction souterrain fait partie des projets d’infrastructures. He a indiqué que le terme « infrastructure souterraine » comprend les stations d’énergie et les égouts, les gares, l’espaces consacré aux annexes techniques, les tunnels, etc. [He et al, 2012]. Un ouvrage de construction souterrain est à la fois un ouvrage de génie civil, une sorte de bâtiment, et une infrastructure. Il est situé au sous-sol. Il représente un espace anthropique, aménagé au soussol pour une utilisation humaine. Il peut être construit pour une utilisation civile ou militaire, publique ou privée, comme les puits (des trous excavés verticalement), les tunnels ou micro tunnels (des tubes excavés horizontalement) et les espaces construits en tranchées couvertes (entièrement excavés puis recouverts).
Configuration des ouvrages de construction souterrains
Duffaut avait schématisé les ouvrages de construction souterrains, autrement dits « vides creusés par l’homme », selon leur forme géométrique en « tubes » et « boites» [Duffaut, 2010]. Différentes configurations d’un ouvrage de construction souterrain peuvent ainsi être distinguées selon leur forme géométrique : ouvrage linéaire (tubes), ouvrage ponctuel (boîtes) ou ouvrage mixte (une complexe d’ouvrages).
Ouvrage linéaire
Ce type d’ouvrage est utilisé par les flux (trafic, réseaux, service, etc.) plutôt pour circuler. Ils entrent alors d’un côté et sortent d’un autre côté (Figure 2). D’après Duffaut, ces ouvrages sont caractérisés par une grande longueur par rapport au diamètre de la section quelle que soit leur inclinaison sur l’horizontale [Duffaut, 2010]. Exemples : tunnels, puits, galeries des réseaux (électricité, eaux, assainissement, etc.) .
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Table des matières
Introduction générale
1. Contexte de la thèse
1.1. Conception environnementale du sous-sol
1.2. Articulation sous-sol/surface
2. Objectifs de la thèse
3. Déroulement de la thèse
3.1. Présentation du projet national Ville 10D – Ville D’Idées
3.2. Réalisation d’un questionnaire en amont de la thèse
4. Contenu scientifique
4.1. Le souterrain urbain et la ville durable – Chapitre 1
4.2. Développement méthodologique fondé sur l’ACV – Chapitre 2
4.3. Développement méthodologique fondé sur la HQE – Chapitre 3
4.4. Synthèse sur la méthodologie développée – Chapitre 4
Partie I : La ville et le souterrain urbain
1- L’urbanisme et la « ville durable »
1.1. Compositions urbaines
1.2. Aménagement urbain durable (surface)
2- Qu’est-ce qu’un souterrain ?
2.1. Le souterrain à travers l’histoire
2.2. De l’espaces souterrain à l’ouvrage souterrain
2.3. Configuration des ouvrages de construction souterrains
2.3.1. Ouvrage linéaire
2.3.2. Ouvrage ponctuel
2.3.3. Complexe d’ouvrages
3- Accessibilité au souterrain
3.1. Articulation souterrain – surface
3.2. Accès au souterrain
4- Fonctionnalité du souterrain
4.1. Fonctions souterraines
4.1.1. Expression de « fonction »
4.1.2. Classification selon la fonction de l’ouvrage
4.1.3. Classification selon la géométrie de l’ouvrage
4.1.4. Synthèse des fonctions souterraines
4.2. Multifonctionnalité souterraine
4.2.1. Zonage vertical
4.2.2. Notion de profondeur
5- Cadre règlementaire
5.1. Contraintes règlementaires relatives à l’urbanisme de la ville
5.1.1. Documents d’urbanisme
5.1.2. Jeu d’acteurs relatif au projet urbain souterrain
5.2. Contraintes règlementaires relatives à l’urbanisme souterrain
5.2.1. Règlementations relatives aux ouvrages linéaires
5.2.2. Règlementations relatives aux ouvrages ponctuels
5.3. Synthèse et conclusion
Partie II : Pratiques d’aménagement souterrain au niveau international
1. Introduction
2. Pratiques concernant les ouvrages linéaires
2.1. Réseaux souterrains
2.2. Complexe d’ouvrages linéaires – Tunnel de la Croix-Rousse – Lyon
3. Pratiques concernant les ouvrages ponctuels
3.1. Ouvrage ponctuel simple – Université EWHA – Séoul
3.2. Complexes d’ouvrages souterrains
3.2.1. Gare de Noisy-Champs – Paris
3.2.2. Le Grand Louvre – Paris
3.2.3. Site d’Orly-Rungis, Paris
4. Pratiques concernant les villes souterraines
4.1. Monaco – France
4.2. Helsinki- Finlande
4.3. Expérience singapourienne
5. Souterrain pour les années futures
5.1. Espaces verts souterrains
5.2. Gratte-terre
Conclusion générale
