[en] The aim of this paper is to assess the advantages and drawbacks of using the SLEUTH, LCM and NEDUM-2D models according to their ability to translate narrative user-defined urban planning scenarios into quantitative land use and land cover change simulations. SLEUTH and LCM, which are land use and cover change models, are spatially explicit and inductive pattern-based models while NEDUM-2D is an economic processes-based model. Applied to the Toulouse metropolitan area (France), SLEUTH and LCM are calibrated based on past urban growth dynamics observed between 1990 and 2006. After a detailed description of the methodology utilized to build contrasted, coherent and plausible urban development scenarios, the modeling framework and hypothesis of each model are presented. Then, a comparative analysis of the SLEUTH and LCM outcomes is conducted based on a baseline scenario for 2025 constructed using past trend extrapolation. The results show important differences between the LCM and SLEUTH models' outcomes. The influence of models on the simulation results concerns both the amount of change and its spatial allocation. The findings also highlight that, based on a scenario-oriented approach, none of these empirical models is suitable by itself to deal with contrasted and anticipatory scenarios assuming the absence of path-dependency. Based on this analysis, we suggest developing a new hybrid and dynamic spatially explicit economic model that should be used in a fully controlled forecasting mode and combine economic processes and spatial patterns of urban growth.

[fr] L'objectif de cet article est d'évaluer les apports et les limites d'usage des modèles SLEUTH, LCM et NEDUM-2D pour spatialiser des scénarios prospectifs d'aménagement du territoire. Les deux modèles de changements d'occupation et d'usage des sols spatialement explicites SLEUTH et LCM sont basés sur une approche inductive de simulation de patrons spatiaux tandis que NEDUM-2D est un modèle économique d'expansion urbaine à base de processus. L'application porte sur l'aire urbaine de Toulouse dont les trajectoires d'évolution des changements d'occupation et d'usage des sols entre 1990 et 2006 ont préalablement été reconstruites. Le but est de suivre la dynamique spatio-temporelle de l'expansion urbaine et de calibrer les deux modèles SLEUTH et LCM. Après une présentation détaillée de la démarche méthodologique de construction de scénarios contrastés, cohérents et plausibles de développement urbain, le fonctionnement et les hypothèses propres à chacun des trois modèles de spatialisation sont présentés. Ensuite, une analyse comparative des résultats des deux modèles SLEUTH et LCM est menée à travers la spatialisation d'un scénario tendanciel élaboré à l'horizon 2025. Les résultats obtenus montrent d'importantes différences entre les simulations issues des deux modèles. L'influence de ces derniers concerne à la fois la quantité de changement et son allocation spatiale. Les résultats indiquent aussi que les deux modèles empiriques SLEUTH et LCM, calibrés à l'aide des trajectoires passées, ne permettent pas de spatialiser des scénarios de rupture avec les tendances passées. A l'issue de cette analyse, nous proposons de développer un nouveau modèle hybride couplant l'approche économique et l'approche géographique, utilisable de façon contrôlée conformément à la définition de scénarios normatifs.