L’étalement urbain transforme les villes, mais ses lois quantitatives demeurent difficiles à cerner. Marc Barthelemy (IPhT) et ses collègues ont caractérisé la géométrie et la dynamique de la surface urbaine en expansion.
Partout dans le monde, les villes s’étendent, mais les mécanismes qui gouvernent cette croissance restent mal compris.
Dans une récente étude parue sur la prestigieuse revue Physical Review Letters [1], Marc Barthelemy, de l’Institut de Physique Théorique (CEA & CNRS) et du Centre d’Analyse et de Mathématique Sociales (CNRS/EHESS), avec ses collaborateurs de l’Université de Trento et de l’Université de Barcelone, ont abordé ce sujet.
Exemple de croissance isotrope (Changzhou, Chine). Encart : la croissance de la composante géante connectée.
En utilisant des données satellites pour suivre l’évolution de 19 villes entre 1985 et 2015 et en appliquant des outils issus de la physique — habituellement utilisés pour étudier la croissance de surfaces ou la formation de cristaux — ces chercheurs ont découvert que la croissance urbaine n’est pas aléatoire. Elle suit au contraire des motifs clairs : les villes tendent à se développer sous des formes inégales, ramifiées, et il existe une relation constante entre la surface construite et la population qui y vit.
Ces résultats sont importants, car l’étalement urbain influence tous les aspects de la vie urbaine, du transport et du logement jusqu’à l’environnement. Comprendre la structure cachée de l’expansion des villes peut aider urbanistes, scientifiques et décideurs à prendre de meilleures décisions pour l’avenir de la croissance urbaine — et fournit la base empirique nécessaire pour construire des modèles fiables du développement des villes.
[1] Ulysse Marquis, Oriol Artime, Riccardo Gallotti, and Marc Barthelemy. Universal roughness and the dynamics of urban expansion. Phys. Rev. Lett. 135, 187403. arXiv:2506.10656.