En amont du « terrain », le travail en architecture et en urbanisme est en première approche l’analyse documentaire comparée (dans le temps, entre les sites…). Des plans et des cartes sont dès lors constituées ou réactualisées. Il est indispensable de travailler avec des outils d’organisation de saisies, d’analyses et de consultations informatisés, pouvant par ailleurs accélérer et favoriser les échanges entre partenaires et surtout de capitaliser des données dites « vivantes ».
 
La valeur des informations relatives à la ville et à son territoire joue un rôle déterminant dans sa « fabrication ». Le nombre, la complexité et l’importante variété d'éléments et d'interdépendances sur lesquels reposent le fonctionnement des grands systèmes (environnement, zone urbaine, transports, …) font qu'ils ne peuvent être appréhendés sans avoir recours à l'information géographique. Le but de celle-ci est donc de modéliser et d'analyser les territoires à l’aide de représentations et d'instruments numériques.

- La 1^ère année d’enseignement du DSA[1] d’architecture – Architecture des territoires – à l’ENSA Paris Belleville, et une promotion multiculturelle de 18 étudiants (9 nationalités sont représentées)
- Un contrat interministériel de recherche intitulé - Architecture de la Grande Echelle - obtenu par le laboratoire IPRAUS de l’ENSA PB sous la cotutelle du BRAUP[2] et du PUCA[3]
- L’accès aux équipements informatiques et à la formation sur Arc View dispensée à l’ENSA PB depuis 2000.
 
Le programme du DSA dans l’optique du Développement Durable et effectivement les travaux réalisés se développent sur trois thèmes : Métropole et mobilité, Métropole parisienne et Métropole d’Asie pacifique. Pour chacun d’eux des étudiants vont présenter leurs recherches et leurs productions avec Arc View et 3D Analyst ; Plus précisément, les territoires d’exercice présentés sont les suivants :
 
1.        Le plateau de Saclay en Ile de France
2.        La plaine de France au nord de Paris,
3.        Un quartier au Nord Ouest du Huangpu à Shanghai.

[1] Diplôme de Spécialisation et d’Approfondissement dispensé dans les écoles d’architecture (formation de 3ème cycle de trois semestres ouverte aux architectes, urbanistes, géographes ayant le niveau Master 2) – Responsable : Francis Nordemann

[2] Bureau de la Recherche Architecturale, Urbaine et Paysagère (Ministère de la culture et de la communication)

[3] Plan Urbanisme Construction Architecture (Ministère de l’écologie, de l’aménagement et du développement durable)

En amont fin 2006, une formation de base au SIG sur Arc Catalog et Arc Map version 9.1 a été dispensée sur 16h à l’ENSA PB pour les étudiants du DSA – Architecture des territoires. La représentation « instrumentalisée » doit être prise comme un exercice d’abstraction et de modélisation de la connaissance au service du projet. La constitution de Systèmes d’Information Géographique oblige à acquérir une pratique « instrumentale » cohérente et coordonnée suivant l’espace à représenter. Une carte qui évolue en fonction de questionnements, de requêtes, ne se transforme pas aux yeux du scientifique « en image fidèle » de la réalité mais au contraire « en une construction » qui permet de comprendre par l’exploration. Au cours de cette première approche, les candidats ont été sensibilisés à la nature et la qualité des données qu’ils seront amènes de constituer.
 
Au second semestre la formation a reprise pour 24h avec la découverte de 3D Analyst et l’interface de visualisation Arc Scène. La volonté motrice est que les étudiants dans le cadre de cette recherche constituent en commun des SIG sur chacun des territoires. Cette période a été accompagnée d’une mise à disposition pour chacun des étudiants, en accord avec la société ESRI, de versions de démonstration des logiciels exploités.
 
- Pour les deux thèmes développés en Ile de France, des données graphiques sources pour l’essentiel vectorisées et organisées ont été fournies notamment la BDTopo de l’IGN en format DXF.
- Les tracés des analyses et des projets ont été dessinés ou gérérés pas les étudiants  soit avec un logiciel de DAO soit avec Arc View.
- Les cartes ont été réalisées avec Arc Map et parfois complétées sous Illustrator
- Les visualisations 3D sont pour l’essentiel des affichages réalisés dans ArcScène
- Sur Shanghai, les sources ont du être entièrement « fabriquées ». Dans ce contexte une base de donnée de fonds de cartes anciennes et contemporaines géoreférencées a été constituée.
 
Ces productions bien qu’encore en cours peuvent déjà être appréciées au travers des images suivantes issues de différentes communications entièrement réalisées par les étudiants dans le cadre des projets longs de fin de semestre.  Nous vous prions de bien vouloir être indulgent avec les erreurs de transcription en langue française.

1. Développement du plateau de Saclay (Sud-Ouest de Paris) et implantation sous jacente de transports en commun. (présenté par Ramona Arara Bencherif)

2. Recherche d’éléments structurants dans la plaine de France (Nord de Paris) et couture urbaine en vue d’une densification (présentée Diana Paola Vargas Rincon)

3. Architectures comparées France-Chine ; Paradoxes : une démarche de projet pour une ville durable - vers une opération pilote à Shanghai 4 (présenté par Hu Fang Yu et, Nguyen Thi Tu Anh)

En complément, les six étudiants du DSA « Architecture et territoires » ayant choisi le territoire de Shanghai pour leur projet long du second semestre participent au programme de recherche de l’IPRAUS[1] ayant comme thématique « l’Architecture de la Grande Echelle ». Par groupe de deux, ils couvrent trois échelles d’études : la métropole, le quartier (ou secteur) et l’îlot (ou l’échelle architecturale). Néanmoins quelque soit l’échelle de production finale retenue, le passage permanent de l’une à l’autre, l’itération entre le grand et le précis, doivent être présents et nourrir l’ensemble de leur projet. Pour les étudiants et enseignantschercheurs du programme AGE, c’est l'occasion de développer l'idée de "fusion des poupées russes" : plutôt que de considérer chaque échelle comme un niveau "pertinent", il s'agit de rechercher les questions qui émergent progressivement dans le passage d'une échelle à une autre.

[1] Enseignants / chercheurs participants : Pierre Clément, Clément Noël Douady, Nathalie Lancret, Bernadette Laurencin et Pierre Lefèvre.

Les trois systèmes de géoréférencement du territoire de Shanghai
 
Auparavant une précision s’impose pour expliquer ce que tout le monde peut constater : les cartes produites sur Shanghai tant pour le grand public que par les professionnels peuvent avoir des « dimensions » très différentes : la forme « ovale » du grand périphérique est plus ou moins aplatie, et le rapport d’échelle entre l’axe Nord Sud et l’axe Est Ouest de l’agglomération varie. Cette situation s’explique par l’exploitation d’au moins trois systèmes de projections distincts pour la cartographie du territoire de Shanghai [1]. La diffusion des cartes et plans numérisés est sous le contrôle du bureau d’Urbanisme de Shanghai ; trois systèmes de projections sont exploités pour le territoire de Shanghai.
 
1.        Au-delà du 1/2 000 000 est utilisée une projection conforme conique de Lambert. Elle est parmi les mieux adaptées aux latitudes moyennes. Elle est similaire à la projection équivalente conique d’Albers [2] mais elle permet une meilleure conservation des formes que des surfaces.
2.        Pour la région, voir la future métropole formée par le triangle Nanjing, Shanghai et Hangzhou est utilisée la projection de Gauss Krüger : projection exploitée dans des cartes allant du 1/10 000 au 1/ 1 000 000. Cette projection est similaire à la projection de Mercator [3] mais le cylindre est tangent le long d’un méridien et non de l’équateur. Le résultat est une projection conforme sans conservation des directions réelles.
3.        Pour l’agglomération de Shanghai est utilisé un système de projection de coordonnées local dont le point d’origine (coordonnées X=0 et Y=0) est physiquement représenté par une plaque signalétique dans le hall d’un ’hôtel international au centre de Shanghai. Ce système de projection local est utilisé du 1/500 et 1/5000
 
La définition de ce dernier système n’a pas de mise en équation avec les autres systèmes cités dans les deux paragraphes précédents ; aussi dans un SIG, la carte « locale » de Shanghai ne peut pas être affichée en superposition sur la carte de sa région. Cela nécessite l’intervention d’un opérateur qui ajuste cette superposition par mise en corrélation de plusieurs points remarquables avec un outil logiciel tel que « l’ajustement spatial » tout comme il le ferait avec une image de carte ancienne.
L’inscription dans un système de projection ouvre la comparaison possible avec d’autres territoires, d’autres métropoles.

[1] Comme suite au séminaire du 06 mars à Tongji, ces informations ont été communiquées à B. Laurencin par Monsieur SONG Xiaodong (Professor, Departement of Urban Planning and Associate Director, Laboratory of Modem Technology in Urban Planning and Design).

[2] Cette projection conique utilise deux parallèles standard pour réduire en partie les déformations inhérentes aux projections utilisant un seul parallèle standard. Les distorsions de forme et d’échelle linéaire sont minimisées entre les parallèles standard.

[3]  UTM - Universal Transverse Mercator est un système de coordonnées projetées qui divise le monde en 60 zones nord et 60 zones sud, sur six degrés de large. La région de Shanghai est situé sur le 51 nord.

La constitution de cartes et de données SIG sur Shanghai
 
Dans un premier temps ont été sélectionnés deux systèmes de géo référencement. En harmonie avec les travaux du LHS ENS LYON et leur cartothèque sur Shanghai accessible en ligne [1] sur Internet, le système de coordonnées projetées retenu est : WCS 1984 UTM Zone 51 Nord. Cette base a permis le géo référencement de nombreux documents anciens et de cartes ou de schémas directeurs plus récents de Shanghai.
Dans un second temps pour travailler à l’échelle d’un quartier, les plans locaux, en format vectoriel, ont été « ajustés spatialement » afin d’être superposés sur les fonds de la métropole. L’exploitation de ces bases de données graphiques dans un SIG et la réalisation de géo traitement ou d’analyse spatiale ont permis de produire des cartes thématiques et des visualisations en trois dimensions d’un espace urbain.

[1] Information transmise par Christian Henriot d’INS LYON - CNRS

En premier lieu les différentes catégories et planches de « levées » de terrain constituant des informations dite sensibles avant leurs modélisations pour « alimenter » le SIG.

Typologie et gabarie des voies

Typologie et occupation des bâtiments

…jusqu’au projet urbain

 
Au-delà de la présentation des éléments de projet de cette promotion, les problèmes rencontrés lors de ces huit mois, temps court au regard de la complexité de l’expérience, doivent être énoncés.
 
- Enseigner les logiciels nécessaires à un public de formations et de cultures hétérogènes, ayant des bases de compétences en informatique très disparates ;
- Constituer des SIG pour l’architecture en phase d’avant projet devant assister l’analyse d’informations sensibles afin de les transcrire en données numériques ;
- Travailler sur un temps courts sans avoir de bases de données numérisées au préalable et devoir de surcroît modéliser tant pour la recherche que le projet des données dites sensibles
- Restituer à un public plus large ces informations et leurs transcriptions en données numériques, afin de mener à terme le projet d’architecture.
 
Le DSA doit se poursuivre sur un 3^ème semestre et des étudiants doivent continuer ces travaux les devant les mener à un projet d’architecture de DD[1]. Certains s’orienteront vers le volet recherche de la formation en intégrant l’équipe de l’IPRAUS pour répondre au programme « l’Architecture de la Grande Echelle ». Tant pour la conception des projets que la constitution de corpus de données urbaines l’exploitation de systèmes d’information géographique sera maintenue.

[1] Développement Durable

Outre les nouvelles données numériques créées et reversées dans le système afin de progresser dans l’étude et de préparer de nouvelles analyses, la carte est le mode privilégié de restitution des informations de type territorial ou urbain. Une fois intégrées, organisées et restituées dans un SIG, «les données sont vivantes ». Elles deviennent « matière » pédagogique pour les enseignants, peuvent être de nouveau exploitées par les étudiants ou les professionnels et servir de nouvelles idées d’investigation.
 
Le SIG doit être facteur de continuité dans l’aménagement d’un territoire. Localement, les différentes échelles d’études se superposent et s’interpellent. En complément dans le SIG d’une ville, la restitution des données par des images virtuelles en trois dimensions et la possibilité de visualiser plusieurs simulations sont des outils au service de sa conception.

L’ENSA Paris Belleville et le laboratoire IPRAUS doivent être redéployé dans de nouveaux locaux en 2009 et le programme de cartothèque numérique naissant va entrer dans sa phase opérationnelle[1].  En plus de l’outil de consultation du fond, il est souhaitable qu’une interface simple de visualisation de type SIG soit configurée ou développée en intranet pour les enseignants-chercheurs et les étudiants.
La recherche « Architecture de la Grande échelle » et son articulation avec l’enseignement au sein de l’école pourra alors être reversée dans ce système de diffusion. La constitution des SIG présentés dans les paragraphes précédents a pour objectif de mettre à disposition des fonds de carte mais aussi des documents ayant pour valeur ajoutée des interrogations et des analyses de chercheurs sur la Grande échelle.

[1] Actuellement mise en œuvre par Clément Musil sous la responsabilité de Nathalie Lancret avec le logiciel Alexandrie édité par la société CB Concept.

Chaque étudiant du DSA doit déterminer à la fin du 2^ème semestre s’il oriente son travail vers le projet ou la recherche pour son 3^ème semestre :
- D’une part, au 3^ème semestre l’exercice en vu d’un projet opérationnel est maintenu notamment sur Shanghai en partenariat avec Tongji pour les étudiants ayant précédemment choisi l’atelier long Métropole d’Asie Pacifique.
- D’autre part, certains sujets de recherche répondent à la problématique de - l’Architecture de la grande échelle – et feront partie intégrante du développement de ce programme de recherche.  Cette situation portera de fait la recherche sur d’autres territoires, d’autres métropoles développant les axes annoncés sur Shanghai : les rapports des villes à l’eau, l’exploitation de patrimoine industriel urbain et la volonté de s’inscrire dans les critères du développement durable.