Essentielles à l’existence des sociétés humaines, la nature et la biodiversité sont menacées par l’expansion des villes et des infrastructures de transport. De même que les sociétés humaines dépendent de réseaux d’implantation bien reliés par la route et le rail (c.à.d. réseaux d’implantation), les espèces animales sont dépendantes de réseaux d’habitat bien reliés (c.à.d. réseaux d’habitat). Les interactions au sein de ces réseaux (par ex. interactions de transport consommatrices de surfaces et dynamiques de métapopulation), mais aussi entre réseaux (par ex. en écologie urbaine et routière) engendrent des dynamiques de systèmes complexes. Les réseaux couplés d’implantation et d’habitat sont par conséquent considérés comme un système socio-écologique complexe (SES). Pour comprendre la façon dont l’implantation et la croissance de l’infrastructure de transport menacent la biodiversité, il convient de démêler les effets combinés à terme d’interactions internes et externes de réseaux: une analyse jamais effectuée avec des données empiriques. La théorie des systèmes complexes fournit des concepts utiles pour de telles analyses exigeantes. Dans les systèmes complexes, des phénomènes émergents apparaissent entre les sous-composants du système et sont soumis à des lois ne pouvant dériver de celles régissant les sous-composants. Les réseaux ont souvent été utilisés pour étudier des phénomènes émergents. Dans ce projet, nous étudierons les dynamiques d’implantation et les réseaux d’habitat sur plus d’un siècle et évaluerons la façon dont ces dynamiques engendrent des phénomènes sociaux et écologiques. Notre domaine d’études est le plateau suisse à forte densité.
Dans notre premier ensemble de tâches, nous classifierons et vectoriserons une série chronologique de cartes topographiques historiques depuis 1870. Nous classifierons une gamme de classes de caractéristiques naturelles et artificielles au moyen de techniques de pointe d’apprentissage en profondeur de classification d’images. Des méthodes de modélisation GIS amélioreront la qualité de ces classifications et les nécessaires corrections seront apportées pour la vectorisation.
Dans le second ensemble de tâches, nous établirons des séries chronologiques de réseaux d’implantation et d’habitat sur la base de plans historiques classés et d’autres banques de données et documentation historiques. En tant qu’attributs des réseaux, nous incluerons les principales variables d’interaction avec et entre les réseaux. L’évolution des réseaux sera décrite au moyen d’une gamme d’indicateurs de réseau.
Dans le troisième ensemble de tâches, nous identifierons les phénomènes sociaux et écologiques émergents pertinents pour le développement durable de régions urbaines (par ex. ceux liés à la richesse des espèces et aux indicateurs socio-économiques), les décrirons au moyen de fonctions mathématiques (lorsque c’est possible) et évaluerons leur stabilité dans le temps. En outre, nous nous attacherons à expliquer les phénomènes avec les dynamiques dans les interactions au sein et entre les réseaux d’implantation et d’habitat. Nous évaluerons également de possibles rétroactions de ces phénomènes émergents sur les réseaux.
Ce projet améliorera notre compréhension des dynamiques à long terme de réseaux d’implantation et d’habitat, mais fournira également des informations utiles à l’élaboration de solutions d’aménagement durables pour des pays où s’ouvre une période de croissances urbaine et démographique rapides. Enfin, nous mettrons les produits cartographiques à disposition de la communauté scientifique.
Participants
Lorenz Hurni (co-applicant; ETH Zürich)
Adrienne Grêt-Regamey (ETH Zürich)
Financement
Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung
Site internet
Durée
04.2021 – 03.2025
