# Usage des modèles pour l'aménagement

Hadrien Commenges

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Hadrien Commenges. Usage des modèles pour l'aménagement. La co évolution transport, mobilité, territoire : échelles et modèles, ISTE Editions, 2026, 9781789482348. halshs-05526889

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Référence :

COMMENGES H. (2026) « Usage des modèles pour l'aménagement », in LE NÉCHET F. (dir.) *La co évolution transport, mobilité, territoire*, ISTE Éditions.

# Chapitre X. Usage des modèles pour l'aménagement

## X.1 Introduction

Au milieu des années 1950, le boulevard périphérique parisien est conçu et inscrit dans les documents de planification sans qu'aucun modèle numérique n'ait été utilisé pour en décider les tracés ou les caractéristiques. Bien sûr le tracé est en grande partie contraint par l'emprise de l'ancienne fortification, l'enceinte de Thiers, vaste espace de foncier disponible (Flonneau 2003), mais il reste un ensemble de décisions - le type de voie, le type de chaussée, le nombre de voies, la présence d'échangeurs, la localisation des échangeurs - qui seront prises sans le support de dispositifs de modélisation. Plusieurs changements organisationnels interviennent ensuite, au tournant des années 1960. C'est d'abord la création du Service d'Études et de Recherches sur la Circulation (SERC) qui canalise l'importation des méthodes américaines d'ingénierie du trafic. Puis la création en 1960 du Service des Affaires Économiques et Internationales (SAEI) au sein du Ministère des Travaux Publics et des Transports, puis la fusion en 1966 de ce ministère et du Ministère de l'Urbanisme et de la Reconstruction pour former le Ministère de l'Équipement, piloté par le Corps des Ponts et Chaussées<fnref n="1" /> (Mazoyer 2011 ; Commenges 2013). Ces créations institutionnelles se traduisent par un changement de mode d'action : le boulevard périphérique, voie rapide urbaine précoce, est la seule voie rapide d'importance, en région parisienne et en France, qui a été conçue sans le support des modèles de prévision de la demande de transport.

Ce rapide regard historique permet de poser des questions importantes : qu'est-ce qui explique l'irruption des modèles dans la décision publique ? Les actions et les décisions d'aménagement sont-elles meilleures avec que sans modèles ? L'usage des modèles a-t-il évolué, s'est-il spécialisé ou au contraire répandu dans divers domaines de l'aménagement et de l'urbanisme ?

Au cours des dernières décennies, plusieurs caractéristiques émergentes du gouvernement des villes ont été mises en avant avec un accent particulier sur les grandes métropoles (Evers et de Vries 2013). D'abord, les territoires urbains sont, depuis longtemps, l'objet de nombreux discours sur la rationalisation et l'optimisation des services, notamment des réseaux techniques (transport, approvisionnement en eau, assainissement). Ensuite, la nouvelle gestion

<footnote n="1">1 L'État français dispose de plusieurs corps d'encadrement techniques (Mines, Ponts, etc.) et administratifs (finance, administration, etc.). Le corps des Ponts et Chaussées, même s'il a une vocation interministérielle, a produit la plupart des personnels d'encadrement des ministères successifs en charge de l'équipement et des transports.</footnote>
publique<fnref n="2" /> se diffuse et elle est étroitement liée au gouvernement des villes, en particulier des grandes villes. Or, la nouvelle gestion publique appelle au développement de dispositifs d'évaluation et d'optimisation. Pour ces raisons, il y a une injonction croissante à construire une science des villes qui puisse fournir des dispositifs de rationalisation, qui s'exprime par une multitude d'anglicismes synonymes d'intelligence : développer des smart cities munies de dispositifs d'e-governance et de réseaux techniques intelligents (smart grids, intelligent transport systems, etc.) (Batty et al. 2012).

Dans ce cadre, l'instrumentation de l'action publique – entendue comme « l'ensemble des problèmes posés par le choix et l'usage des outils [...] qui permettent de matérialiser et d'opérationnaliser l'action gouvernementale » (Lascoumes & Le Galès 2004 : p.12) – joue un rôle essentiel. S'il est possible de « rendre intelligents » les réseaux, les services, ou plus généralement les territoires urbains, ce processus passe nécessairement par la mise en place d'instruments d'action publique. Ces instruments doivent être choisis avec précaution (instruments législatifs, réglementaires, fiscaux, etc.) et ils doivent être calibrés (périmètre d'application d'une règle, seuils à atteindre, tarifs à appliquer, etc.). Parmi les techniques disponibles pour guider ces choix, la modélisation numérique joue un rôle grandissant (Andrews 2007). Pour éviter toute confusion de vocabulaire dans la suite du texte, il faut établir d'emblée une distinction entre instrument et dispositif. Le terme « instrument » renvoie aux instruments d'action publique dans le sens de Lascoumes<fnref n="3" /> : dans le domaine de la mobilité il peut s'agir d'une intégration tarifaire (Pass Navigo, Oyster Card), de l'établissement d'un péage urbain, d'un étiquetage des véhicules avec des permissions ou des interdictions associées (vignette Crit'air). Le terme « dispositif » désigne un assemblage de techniques d'évaluation utilisées en amont (ex-ante) et/ou en aval (ex-post) de la mise en place de l'instrument. Parmi ces dispositifs, la modélisation numérique sera examinée plus particulièrement.

L'usage des modèles numériques s'est répandu depuis longtemps dans la plupart des secteurs de l'aménagement et de l'urbanisme, de sorte que les spécialistes de l'aménagement, de l'urbanisme ou de la gestion des services techniques interagissent régulièrement avec des modélisateurs et leurs modèles. Plusieurs questions se posent quant à cet usage, qui seront traitées successivement :

Comment les objectifs de rationalisation étaient-ils abordés avant l'introduction des dispositifs numériques d'évaluation, en particulier des modèles?

Que savons-nous de l'usage et de la fonction des modèles pour l'aménagement, et comment le savons-nous?

* Les modèles sont-ils des dispositifs de rationalisation de la décision publique ?

* Les modèles sont-ils des dispositifs de démarcation et de dépolitisation de la décision publique ?

* Les modèles sont-ils des dispositifs d'intermédiation, et le cas échéant d'intermédiation entre qui/quoi ?

<footnote n="2">2 Le *new public management* (NPM) désigne une pratique ou une doctrine qui nait dans les années 1970 et qui se développe rapidement dans les années 1980-1990. À gros traits elle consiste à remplacer la bureaucratie administrative et les monopoles sectorisés par des mécanismes de marché. Le discours technique et politique qui l'accompagne insiste sur l'**efficience** et l'**évaluation** (Merrien 1999).</footnote>

<footnote n="3">3 L'instrument est défini comme « dispositif à la fois technique et social qui organise des rapports sociaux spécifiques entre la puissance publique et ses destinataires en fonction des représentations et des significations dont il est porteur ». (Lascoumes et Le Galès, 2004, 14).</footnote>
Avant de développer ces aspects, plusieurs précisions sont nécessaires pour circonscrire le domaine de ce texte. D'abord il traite des usages de la modélisation pour l'aménagement en contexte urbain et exclut donc les usages non urbains, en particulier agricoles et forestiers. Ensuite il traite des usages dans un contexte d'action publique. Cette restriction au contexte d'action publique n'exclut pas les acteurs privés : les modèles considérés peuvent être développés par des acteurs privés, et ils peuvent également être commandités et utilisés par des acteurs privés si c'est dans l'exercice d'une activité d'intérêt public, dans le cadre d'une régie ou d'une délégation de service public. Justement, dans la gestion des services techniques urbains, les modèles sont souvent développés par des entreprises privées et utilisées par des personnes morales privées (société commerciale, société d'économie mixte, association loi 1901) en charge des transports, de l'assainissement, de l'approvisionnement en eau potable, etc.

## X.2. La rationalité hors sol

La modélisation numérique est souvent brandie comme un instrument de rationalisation, il convient donc, avant de s'intéresser à la modélisation, de s'intéresser à la notion de rationalité dans l'aménagement et l'urbanisme. Cette étude pourrait remonter très loin dans le passé, nous la limitons ici à l'époque industrielle.

Françoise Choay, dans son anthologie des écrits d'urbanistes (Choay 1965), a distingué une catégorie qu'elle a appelé le pré-urbanisme progressiste, dans laquelle elle regroupe plusieurs auteurs en général connus pour le nom de leurs propositions : Robert Owen avec New Harmony, Charles Fourier avec le Phalanstère, Victor Considerant qui poursuit l'œuvre de Fourier et écrit sur le Phalanstère, Etienne Cabet avec Icarie, et Benjamin Richardson avec Hygeia. Parmi ces propositions, certaines ont été réalisées (le Phalanstère a servi de modèle à des colonies, par exemple la colonie de Condé-sur-Vesgre dans les Yvelines ou le Familistère de Guise), d'autres sont restées sur le papier. Malgré la diversité de ces auteurs et de leurs propositions, ces pré-urbanistes progressistes ont plusieurs points communs qu'il convient de mettre en avant. En effet, tous cherchent à mettre en place des principes de rationalité, et ces principes de rationalité se diffuseront ensuite dans le mouvement de l'architecture moderne qui se développe au 20e siècle. Voici les principes communs partagés par ces auteurs (les citations qui suivent sont extraites de l'anthologie de Françoise Choay) :

* Constat du chaos et du manque d'hygiène de la ville existante. Le mouvement hygiéniste est omniprésent dans les milieux de notables, de médecins et d'intellectuels du 19e siècle et ses principes trouvent une traduction simple en termes d'urbanisme (Frioux 2013 ; Charvet 2015).

* Double proposition urbaine et sociale. La proposition urbaine et la proposition sociale se confondent. À titre d'exemple, Victor Considerant écrit : « l'anarchie sociale que traduit en relief avec une hideuse fidélité cet amas informe de bâtiments ». Dans cette phrase, que l'on retrouve sous d'autres formes chez les autres auteurs, il fait très clairement le lien entre une certaine morphologie urbaine (chaotique) et une certaine organisation sociale (anarchique).

* Vision fonctionnaliste de la ville. Chez tous ces auteurs on retrouve ce double principe : on peut définir des fonctions dans l'organisation sociale, et à chacune de ces fonctions sera assigné un espace spécifique dans la ville. Ce zonage fonctionnel est à la fois présent chez les pré-urbanistes puis, au 20e siècle, dans le mouvement de l'architecture moderne.

* Proposition de ville ou de quartier hors-sol. L'utopie urbaine existe indépendamment de la ville existante. Sur les schémas qui matérialisent les utopies urbaines, par exemple celui
des cités-jardins de Howard, le tissu projeté est représenté comme une île, c'est-à-dire non incrustée dans un tissu urbain existant.

* Injonctions à la ligne droite et à l'angle droit. En lien direct avec le premier point, les villes existantes sont considérées comme chaotiques parce que leur réseau viaire n'est pas droit. La rationalité passe par la mise en place de formes architecturales droites, de voies rectilignes et d'intersections à angles droits (ou à angle régulier sur une forme circulaire ou ovale). Cette vision partagée des formes rationnelles se maintiendra elle aussi jusqu'au mouvement de l'architecture moderne.

* Toute puissance de la planification urbaine. Tout peut être planifié, les formes architecturales bien sûr, mais aussi des dynamiques sociales ou démographiques. On trouve par exemple chez Richardson cette projection : « la population de la cité peut être évaluée à 100 000 personnes vivant dans 20 000 maisons construites sur 4 000 acres de terrain ». Dans ce calcul, l'auteur fixe donc à la fois la population, le nombre de logements et les surfaces, ce qui implique qu'il fixe la structure des ménages et leur occupation du sol, et qu'il n'y a pas d'évolution démographique prévue. C'est encore une fois une approche qui se diffusera jusqu'au 20e siècle : une planification complète et systématique de l'ensemble de la ville sans prendre en compte le fait que les villes existent aussi, et peut-être surtout, à travers un grand nombre de mécanismes non planifiés, dans l'auto-organisation (Pumain et al. 1989). Pour les pré-urbanistes l'auto-organisation mène au chaos alors que la planification produit de la rationalité. La planification rationnelle inclut les formes architecturales, les dynamiques sociales et démographiques, et même les usages des espaces publics et privés.

Tous ces points se retrouvent dans le mouvement de l'architecture moderne, mouvement qui peut être circonscrit à la période des congrès internationaux d'architecture moderne (CIAM), c'est-à-dire des années 1920 aux années 1960, en particulier dans les écrits de Charles Edouard Jeanneret (Le Corbusier).

Dans les écrits des économistes contemporains sur les choix publics, c'est le marché qui garantit une forme d'optimisation en articulant les rationalités des différents acteurs en présence. À tel point qu'il devient nécessaire de rappeler que cette rationalité économique n'est pas autosuffisante : « il n'est pas possible de réduire les choix publics à des phénomènes de marché, la référence à des valeurs extérieures à la rationalité du libre-échange s'impose » (Crozet 1987). Dans l'urbanisme du 19e siècle et dans les écrits liés au CIAM, c'est exactement l'inverse : l'expression de la rationalité se fait exclusivement en référence à des valeurs extérieures au marché. Cette rationalité hors-marché peut être qualifiée, de façon plus générale, de rationalité « hors-sol ». Ce qui est rationnel est ce qui peut être planifié indépendamment de la structure de la ville existante, indépendamment des mécanismes d'auto-organisation qui fabriquent les villes et les systèmes de villes, indépendamment des pratiques et des rationalités individuelles.

Le qualificatif « hors-sol » s'applique également à la méthode : la presque totalité des écrits et des réalisations du 19e siècle jusqu'à l'entre-deux-guerres se développe sans observation empirique méthodique de la société et de la ville (Gaudin 1989). Il y a cependant l'exception notable d'Ildefons Cerdà. Cerdà peut être rapproché du mouvement hygiéniste et rationaliste, sa réalisation principale, le plan d'extension de Barcelone, en partage certains attributs, en particulier le plan hippodamien plaqué sur la ville existante. Il faut noter cependant que cette réalisation est hors-sol par défaut, du fait qu'elle advient sur des terres agricoles et non sur un tissu urbain existant (Magrinyà 2002). Cerdà, à la différence des personnages cités plus haut, conduit des études que l'on qualifierait aujourd'hui de géographie sociale sur la ville de Barcelone. La théorie et la réalisation s'appuient donc sur des fondements empiriques conséquents.
Durant la première moitié du 20e siècle se construisent deux courants. Le premier étudie avec minutie l'état actuel des sociétés urbaines et met en valeur leur historicité, en opposition avec les planifications démiurgiques et les plans hippodamiens (Meller 2005). Plusieurs écrits, comme ceux de Patrick Geddes ou de Marcel Poëte en France, alimentent ce courant avec des études qui préfigurent la géographie sociale ou la sociologie urbaine. En France, un petit noyau d'institutions – l'École des hautes études urbaines, la Société française des urbanistes, le Musée social – tente de construire sur cette base hétéroclite une nouvelle science des villes (Magri et Topalov 1987). Le second courant, le mouvement de l'architecture moderne, malgré sa prétention avant-gardiste, suit les traces du pré-urbanisme du 19e siècle et conserve son aspect hors-sol : 1/ absence d'observation empirique préalable à la constitution d'une théorie ou d'une réalisation et 2/ approche tabula rasa de la planification urbaine (Gaudin 1989).

À partir de la seconde moitié du 20e siècle, deux évolutions majeures – politique et technologique – transforment la façon d'écrire et de faire de l'aménagement et de l'urbanisme. Du point de vue politique, deux périodes se succèdent : des années 1940 aux années 1990, l'État keynésien ; des années 1990 à nos jours, l'État néolibéral (Desrosières 2003). Dans la période keynésienne, l'importance du marché n'est pas contestée mais l'État assure une certaine dose de planification et de régulation pour assurer son bon fonctionnement. Dans la période néolibérale, l'État donne appui au marché sous formes d'orientations et d'incitations. Dans un cas comme dans l'autre, la rationalité est liée au marché et l'État doit produire une information quantitative empirique (des statistiques) pour appuyer la mise en place de dispositifs (de régulation puis d'incitation) qui permettent de produire des optimums. Du point de vue techno-scientifique, l'émergence de l'informatique dans les années 1940 et le rapide développement des disciplines associées (mathématiques appliquées, recherche opérationnelle, économétrie) produit les moyens nécessaires à la constitution de dispositifs de quantification et d'optimisation (Volle 1982). C'est dans ce contexte que la modélisation numérique va prendre ses marques dans l'aménagement urbain (Dupuy 1978).

### X.3. Contextes et objectifs de la modélisation en aménagement

La question des usages de la modélisation numérique pour l'aménagement est rarement examinée en détail. Il existe pourtant une vaste gamme de travaux qui décrivent les différents types de modèles numériques. En fait, dans toutes les disciplines utilisant des modèles, certains auteurs proposent, amendent ou enrichissent des typologies plus ou moins complètes sur la base de critères de distinction (Boulter et Buckley 2000) : modèle statique ou dynamique ; modèle déterministe ou stochastique ; modèle en une, deux ou trois dimensions ; modèle macro-, méso- ou microscopique ; modèle agrégé ou désagrégé ; modèle statistique, modèle de simulation à base d'agents, etc. Chacune de ces catégories peut ensuite être détaillée : pour un modèle statistique, est-ce un modèle à effets fixes et/ou à effets aléatoires ? Est-ce un modèle fréquentiste ou bayésien ? Pour un modèle à base d'agents, est-il très simple ou finement descriptif (KISS ou KIDS), les agents sont-ils réactifs et/ou cognitifs ? Toutes ces propositions de définitions, de critères et de classifications portent sur la nature des modèles, c'est-à-dire sur leur formalisation conceptuelle, mathématique ou informatique.

À côté de ces définitions, il existe des « cartographies » des modèles utilisé dans un certain domaine (Armatte et Dahan Dalmedico 2004 ; Banos et Sanders 2012 ; Blanchet et al. 2015). Ces cartographies sont des classifications empiriques, c'est-à-dire des regroupements de modèles existants, à la différence des typologies présentées plus haut qui sont des classifications conceptuelles faisant exister des catégories au croisement de critères, sans que ces catégories possibles soient nécessairement remplies par des modèles existants (Bailey 1994). Ces
classifications empiriques portent également sur la nature des modèles mais elles présentent aussi parfois l'environnement scientifique ou technique qui justifie l'existence du modèle.

Ainsi, les typologies conceptuelles et les classifications empiriques se focalisent sur la nature des modèles et jamais sur leurs usages ou leurs fonctions dans un cadre de l'action publique. Dans la littérature scientifique française, à notre connaissance, la seule tentative existante est la classification proposée par Frank Varenne dans plusieurs publications (Varenne 2013, 2017). Varenne, comme d'autres avant lui, met l'accent sur la fonction de médiation du modèle : « objet médiateur qui a pour fonction de faciliter une opération cognitive dans le cadre d'un questionnement orienté, opération cognitive qui peut être de cognition pratique (manipulation, savoir-faire, apprentissage de geste, de techniques de conduites, etc.) ou théoriques (récolte de données, formulation d'hypothèses, hypothèses de mécanismes théoriques, etc.) ». Voici quelques exemples de fonctions qu'il propose, fonctions qui sont ensuite déclinées en plusieurs sous-fonctions : faciliter une formulation intelligible ; faciliter une théorisation ; faciliter la communication et la co-construction des savoirs ; faciliter la décision et l'action.

Offner (1987) a également proposé une typologie intéressante pour notre propos concernant les relations entre études et décisions dans le domaine des transports. Les études sont assorties de trois qualificatifs (p.34) : économique (affectation optimale des ressources), politique (sujette à des orientations politiques pré-établies), idéologique (façonnées par des postulats idéologiquement orientés). Les décisions correspondent à trois modèles : décision élitiste (prise par quelques individus de pouvoir), décision pluraliste (résultat d'une négociation entre acteurs sociaux), décision surdéterminée (produit des structures sociales).

Ainsi, Varenne présente une typologie qui se focalise sur la modélisation mais qui n'inclut pas précisément le contexte décisionnel, et Offner propose une typologie qui inclut le contexte décisionnel mais qui ne traite pas spécifiquement de la modélisation. Dans ce texte, je propose une typologie conceptuelle de l'usage de la modélisation dans son contexte décisionnel, à partir du croisement de trois critères : l'objectif de la modélisation, l'objet modélisé et le contexte de modélisation.

<table><caption>Tableau X.1. Typologie conceptuelle de l'usage de la modélisation dans son contexte décisionnel</caption><thead><tr><td>1. OBJET</td><td>2. OBJECTIF</td><td>3. CONTEXTE</td></tr></thead><tbody><tr><td>a. territoire</td><td>a. macro-stratégie</td><td>a. technocratie ex-ante</td></tr><tr><td>b. infrastructure</td><td>b. dimensionnement</td><td>b. prospective ex-ante</td></tr><tr><td>c. service</td><td>c. spatialité (localisation, densité)</td><td>c. optimisation ex-ante</td></tr><tr><td>d. comportement</td><td>d. temporalité (calendrier, fréquence)</td><td>d. accompagnement ex-ante</td></tr><tr><td>e. dispositif de régulation</td><td>e. coût (valeur et variation de la valeur)</td><td>e. évaluation ex-post</td></tr></tbody></table>

Au croisement de ces trois critères existent potentiellement 125 usages-types, parmi lesquels un faible nombre de combinaisons dominantes :

* Dimensionnement ou localisation d'une infrastructure dans une approche technocratique (combinaisons b-b-a et b-c-a). Il s'agit de combinaisons dominantes qui sont à l'origine de l'utilisation des modèles en aménagement, et en particulier en transport. Les exemples sont légion, des autoroutes interétatiques américaines aux voies rapides urbaines
françaises (Dupuy 1975), en passant par le dimensionnement des stations d'épuration japonaises (Ichikawa 1988).

* Planification stratégique d'un territoire, urbain ou régional, dans une approche technocratique ou prospective (combinaisons a-a-a ou a-a-b). C'est également une combinaison fréquente, qui englobe les schémas directeurs d'aménagement, de cohérence territoriale, et en général la pratique intitulée land-use planning dans le monde anglo-américain (Isserman 1984). La planification s'appuie alors sur des prévisions démographiques et économiques établies par des modèles, prévisions qui peuvent même servir à la définition du périmètre de la planification (Gallez et Maksim 2007).

* Optimisation temporelle ou financière d'un dispositif de régulation (combinaisons e-d-c ou e-e-c). L'exemple le plus ancien est celui de la régulation des feux de circulation qui fait l'objet de calculs mathématiques dès les années 1930, de modèles de simulation dès la fin des années 1950 et de régulation systémique sur l'ensemble d'une ville dès les années 1970 (Webster 1957; Papageorgiou et al. 2003). Cette catégorie comprend aussi les modèles visant à calibrer les tarifs à appliquer pour certains dispositifs de régulation comme les péages urbains ou les zones de stationnement payant. Là encore, il s'agit d'optimiser une fonction objectif - augmenter le taux de rotation des véhicules sur les places, favoriser un report modal - tout en conservant une certaine acceptabilité publique (Schlag et al. 2008).

* Accompagnement et concertation en vue d'une réflexion stratégique sur un territoire, une infrastructure ou un service (combinaisons a-a-d ou b-a-d). Il s'agit du domaine archétypique des sciences régionales initiées par Walter Isard (1956) à la fin des années 1950, qui peut être nourri d'un vaste panel de modèles allant du calcul économique jusqu'aux schémas organisationnels (Baudelle et al. 2018).

L'intérêt d'une typologie conceptuelle, à la différence d'une classification a posteriori de l'existant (Bailey 1994), est de penser la potentielle existence de 125 usages-types, et de penser également les liens entre les critères et les items. Je pose ici les bases d'une telle typologie avec des exemples qui permettent de faire des liens avec des travaux existants. Il reste un travail important pour systématiquement la confronter aux cas d'usages recensés.

* Porosité des combinaisons : dans les combinaisons d'OBJET et de CONTEXTE, les dispositifs de régulation seront souvent modélisés dans un contexte d'optimisation mais le contexte technocrate n'est jamais bien loin. Dans le cas des feux de circulation, il existe à la fois des modèles numériques et des contraintes réglementaires, comme la règle des 120 secondes, mais les enjeux d'acceptabilité sont liés exclusivement à la sécurité : un piéton qui attendrait plus de 120 secondes serait tenté de traverser au rouge augmentant ainsi le risque d'accident (CEREMA 2010). La régulation des phases de feux tricolores est ainsi vue comme de l'optimisation (fluidité des circulations, réduction de l'accidentalité) non comme de la technocratie parce que cette régulation n'est pas considérée comme un rapport de force entre différentes catégories d'usagers. Considérer la régulation des feux comme un rapport de force impliquerait une politisation des décisions sur les phases, et cette politisation transformerait la décision technique en décision technocratique ou en décision collective (accompagnement, concertation). Cette relation entre le critère OBJET et le critère CONTEXTE varie en fonction du critère OBJECTIF. En effet, lorsque l'objectif du dispositif de régulation est financier et non plus temporel, la situation tend à se politiser : c'est le cas du stationnement payant ou du péage urbain (Souche 2003).

* Exclusion des combinaisons : l'optimisation n'est techniquement possible que lorsque l'OBJET et l'OBJECTIF sont délimitables et réduits. En effet, l'optimisation est possible seulement si le système modélisé peut être considéré comme asocial et apolitique, ou du
moins si on peut faire comme s'il était asocial et apolitique. C'est le cas lorsqu'on
modélise l'eau qui ruisselle sur un bassin versant, ou bien les eaux usées qui s'écoulent
dans des collecteurs et des bassins, ou bien les véhicules qui circulent sur une voie : même
si les terrains, les logements, les véhicules appartiennent à des individus et à des groupes
sociaux qui entretiennent des rapports complexes et asymétriques, on peut modéliser les
éléments du système sans prendre en compte ces rapports sociaux. Mais plus l'OBJET et
l'OBJECTIF sont englobants, plus les rapports socio-spatiaux sont nombreux, complexes
et donc non occultables. Ainsi, il ne peut y avoir d'optimisation dans le cadre d'une
macro-stratégie sur l'ensemble d'un territoire, les combinaisons a-a-c et b-a-c n'existent
donc pas ou ne devraient pas exister.

* Incompatibilité entre la démarche ex-ante et la démarche ex-post. L'évaluation ex-post des effets d'une infrastructure sur un territoire pose un problème complexe qui a été travaillé très tôt dans le cas des infrastructures de transport (Bonnafous et Plassard 1974 ; Plassard 1985 ; Offner 1993). Lorsque l'évaluation a lieu trop tôt, les potentiels effets ne sont pas encore là, lorsque l'évaluation arrive trop tard, les potentiels effets sont mêlés de façon inextricable à la dynamique globale du territoire. Mais le lien, ou plutôt l'absence de lien, entre démarche ex-ante et démarche ex-post est rarement étudiée en tant que telle. Pourtant les travaux qui s'y sont attelés mettent en évidence deux points importants : la question de l'erreur de prédiction et la question de la fonction du modèle. En faisant une « rétrospective de la prospective » (Plassard 2004), c'est-à-dire en comparant la prévision d'un modèle ex-ante avec l'évolution observée ex-post dans le terme temporel de la prévision, on s'aperçoit que l'erreur de prévision est massive (Flyvbjerg et al. 2005). Cette erreur est tellement importante en moyenne qu'elle remet en cause la fonction prédictive du dispositif de modélisation<fnref n="4" />. Ce qui pose la question de la fonction du modèle et des acteurs impliqués. Cette question est développée dans la section suivante, mais on peut noter d'emblée que l'acteur qui a besoin d'une évaluation ex-ante a rarement besoin d'une évaluation ex-post et vice versa.

## X.4. Usages et fonctions de la modélisation en aménagement

La question traitée dans ce texte, à savoir l'usage de la modélisation pour l'aménagement, est discutée dans les organismes en charge de modélisation et d'aménagement (agences d'urbanisme, bureaux d'études) et on en retrouve des traces dans les comptes rendus de réunions (Commenges 2013). En revanche, cette question a rarement émergé de façon formalisée dans la littérature scientifique. Il existe pourtant un moment clé qui permet de planter le décor : le requiem de Douglas B. Lee.

### X.4.1. L'affaire du requiem

Aux États-Unis et au Royaume-Uni, une modélisation « intégrale » (comprehensive) apparaît dans les années 1960 : cette approche de modélisation consiste à combiner des modèles sectoriels concernant les usages du sol (logements, activités), la population et les transports. Cette décennie est riche en développements du point de vue de la modélisation urbaine mais si on s'intéresse aux utilisations de ces modèles pour l'élaboration de politiques d'aménagement urbain on en trouve

<footnote n="4">4 Les auteurs analysent un corpus constitué de 27 projets ferrés et de 183 projets routiers. Concernant les projets ferrés il y a presque toujours une surestimation de la demande future: 72% des projets étudiés surestiment la demande de plus de deux tiers. Concernant les projets routiers, l'erreur va dans le sens de la sous- et de la surestimation. Dans la moitié des projets routiers étudiés on constate une erreur supérieure à 20% entre le trafic prévu et le trafic finalement observé.</footnote>
peu de traces (Goldner 1971). À tel point qu’au début des années 1970, un article très discuté est publié qui en annonce l’extinction : le « requiem for large-scale models » (Lee 1973). Ce texte est le deuxième d’un ensemble de trois articles publiés sous le thème Return from Wonderland. Plusieurs auteurs, dont Lee, ont tenté d’expliquer l’échec des modèles intégraux d’un point de vue strictement technique : modèles complexes dans leur construction mais qui ne rendent pas bien compte de la complexité des phénomènes qu’ils modélisent, modèles très gourmands dans un monde où les données numériques et la puissance de calcul sont des ressources rares et chères.

Rares sont ceux qui ont vraiment observé l'utilisation de ces modèles dans la mise en place de politiques d'aménagement (Brewer 1973 ; Pack 1975 ; Pack et Pack 1977). Brewer, le seul auteur qui ait observé in vivo l'utilisation des modèles dans les agences d'aménagement (à San Francisco et à Pittsburgh) propose une explication organisationnelle : l'échec des modèles intégraux réside dans la dissociation entre les produits de la modélisation et les attentes des aménageurs. Brewer conclut que « dans la mesure où le modèle pouvait répondre à des questions, il s'agissait de questions que personne ne posait »<fnref n="5" />.

L'article du requiem provoque des réactions nombreuses et conflictuelles, le Journal of American Planning Association (JAPA) publie des lettres à l'éditeur dans les deux numéros suivants (numéros 4 et 5 de l'année 1973) incluant les réponses de Douglas B. Lee. Vingt ans plus tard, ce même journal publie un numéro de rétrospective avec des articles reprenant les éléments de la controverse à la lumière des évolutions constatées (Batty 1994 ; Harris 1994 ; Klosterman 1994a, 1994b), numéro incluant encore une fois un texte de Lee (1994). Encore une fois, l'argumentaire des articles publiés repose principalement sur des éléments techniques (augmentation de la puissance informatique, arrivée des systèmes d'information géographique) et non sur des observations de l'usage des modèles dans l'aménagement et l'urbanisme.

Cette affaire du requiem est le symptôme d'un décalage non encore résolu entre modélisation et aménagement. Lorsque des chercheurs ou des professionnels de l'aménagement extérieurs aux pratiques modélisatrices critiquent les modèles, ils ne comprennent souvent pas les logiques, les intérêts et les limites de cette pratique. Leur critique tend souvent à souligner que les modèles sont inutiles car ils sont faux, ce qui est par définition toujours le cas. Lorsque les chercheurs ou les professionnels de la modélisation produisent des modèles, ils ont tendance à se focaliser sur la complexité des phénomènes à modéliser et sur la complexité des modèles résultants. Ce faisant, ils ignorent complètement la complexité des processus décisionnels qui pourraient mener à l'utilisation ou à la non utilisation de leurs modèles. Finalement, d'un côté comme de l'autre, la question de l'usage est un angle mort alors qu'elle pourrait être la clé de voûte permettant un dialogue fructueux entre ces deux mondes.

### X.4.2. L'usage et la fonction

Lorsqu'on interroge des professionnels de l'aménagement ou de la modélisation et qu'on leur pose des questions sur l'« utilisation », ou sur l'« utilité », ou sur le « rôle » des modèles, il est très rare qu'ils s'attardent à définir ces notions (Commenges et al. 2016, 2017). De même, dans la littérature scientifique autour de la modélisation et de l'aménagement, rares sont les travaux qui abordent la question et on ne trouve pas de travail définitionnel lié à ces notions. Les premières tentatives sérieuses de définition arrivent avec la création de la revue Knowledge en 1979 (Weiss 1980 ; Dunn 1983).

Dunn propose par exemple une grille de lecture qui distingue huit usages de la connaissance (Tableau X2). Certains de ces items sont restés confidentiels alors que d'autres ont été largement

<footnote n="5">⁵ Dans le texte original : « to the extent that it [the model] could answer questions, they were questions that nobody was asking » (Brewer 1973 : 165).</footnote>
repris, comme l'éclairement (enlightened use) : connaissance qui se diffuse lentement et finit par transformer à moyen terme les cadres conceptuels de la décision.

<table><caption>Tableau X.2. Typologie des usages de la connaissance (Source : d'après Dunn 1983)</caption><thead><tr><th>composition</th><th>effet</th><th>domaine</th><th>concept</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">INDIVIDUEL</td><td rowspan="2">CONCEPTUEL</td><td>GENERAL</td><td>usage conceptuel</td></tr><tr><td>SPECIFIQUE</td><td>usage indexical</td></tr><tr><td rowspan="2">COMPORTEMENTAL</td><td>GENERAL</td><td>usage comportemental</td></tr><tr><td>SPECIFIQUE</td><td>usage decisionnel</td></tr><tr><td rowspan="4">COLLECTIF</td><td rowspan="2">CONCEPTUEL</td><td>GENERAL</td><td>usage d'éclairement</td></tr><tr><td>SPECIFIQUE</td><td>théories en usage</td></tr><tr><td rowspan="2">COMPORTEMENTAL</td><td>GENERAL</td><td>usage interactif</td></tr><tr><td>SPECIFIQUE</td><td>usage instrumental</td></tr></tbody></table>

Ce travail est intéressant à plus d'un titre, en particulier parce qu'il cherche à identifier des catégories d'utilisation et à produire des définitions opérationnelles. Certaines de ces catégories seront reprises dans les sections suivantes mais le travail de Dunn est trop générique : le domaine de la connaissance et le domaine de l'utilisation qu'il envisage ont des contours indéfinis et trop vastes pour notre propos. Par ailleurs, Dunn ignore un aspect fondamental de l'utilisation des modèles, aspect impossible à obérer dès qu'on examine cette utilisation dans une approche ethnographique<fnref n="6" /> : d'où parle l'agent qui décrit et justifie l'utilisation du modèle ? Pour préciser ce point, je propose une distinction en couches d'utilisateurs, dans une métaphore informatique de l'empilement des basses et des hautes couches (ou niveaux) :

* L'utilisateur de bas niveau est l'agent qui agit à la source du modèle par sa conception, par son développement et/ou par son calibrage.

* Au niveau supérieur est l'agent qui exécute le modèle et qui peut intervenir à la marge sur son paramétrage.

* Puis vient l'agent qui sélectionne, organise et présente les sorties du modèle.

* Enfin, l'utilisateur de haut niveau est l'agent qui mobilise les sorties du modèle dans un discours technique et/ou politique.

Selon les contextes, ces rôles peuvent être endossés par des personnes seules ou par des équipes, ils peuvent être fusionnés au sein d'une même organisation ou bien exécutés par plusieurs organisations. Dans une configuration courante pour la gestion des services techniques et des transports (Debizet 2004), le premier niveau de conception et développement est occupé par une entreprise privée qui vend le modèle, les niveaux intermédiaires sont occupés par un organisme parapublic (agence d'urbanisme, syndicat) qui produit des scénarios et met en forme les sorties du modèle, le niveau supérieur est occupé par l'organisme public qui détient la compétence d'aménagement (collectivité territoriale, autorité organisatrice). Dans cet empilement de niveaux, il faut garder à l'esprit que seuls les utilisateurs de bas niveau ont vu le modèle lui-même, les utilisateurs de plus haut niveau ne voient qu'une sélection de sorties du modèle. Tout discours sur l'utilisation du modèle devrait donc prendre en compte cette diversité des points de vue du locuteur.

<footnote n="6">⁶ Dunn propose trois grandes catégories de méthodes pour produire un matériau empirique sur les usages de la connaissance: l'observation, l'analyse de contenu de corpus documentaires, la réalisation d'entretiens et de questionnaires. En 1983 il note que l'observation, directe ou participante, est très peu utilisée, commentaire qui reste vrai 40 ans plus tard.</footnote>
Pour décrire le discours produit par les utilisateurs sur leur utilisation, on peut mobiliser la distinction entre causes proximales et causes distales, distinction issue de l'éthologie de Konrad Lorenz (Campan et Scapini 2002). Un animal mange parce que ce comportement lui procure un plaisir immédiat (cause proximale). Un animal mange aussi parce que ce comportement assure sa survie (cause ultime). La cause ultime peut également s'étendre au-delà de l'individu concerné, en particulier lorsqu'un comportement assure la reproduction de l'animal ou de sa lignée. Les causes proximales sont des mécanismes qui collent au comportement analysé et que l'individu concerné invoquerait immédiatement, alors que les causes distales sont des interprétations faites par des observateurs extérieurs (les éthologues).

Dans le cadre de l'usage des modèles en aménagement, le même raisonnement s'applique et permet d'opérer des distinctions au-delà de la confusion induite par le vocabulaire du but et de la raison et exprimée en général par la préposition « pour ».

* l'usage est la cause proximale déclarée par l'utilisateur de bas niveau : « j'utilise le modèle pour estimer le nombre de déplacements dans un horizon de 10 ans » ;

* l'utilité est la cause distale encore à portée de l'utilisateur ou exprimée par un utilisateur de plus haut niveau : par exemple « j'utilise le modèle pour tester différents scénarios d'aménagement » ;

* la fonction est la cause distale exprimée par un observateur externe au processus de modélisation et d'aménagement : par exemple « ils utilisent le modèle pour assoir techniquement une décision politique ».

Dans ces assertions, plus l'agent qui exprime et qui justifie l'utilisation du modèle en est loin, plus il a tendance à exprimer des causes distales. Dans la section suivante, je cherche à chaque fois à replacer la cause décrite dans le gradient allant de la cause proximale (usage) à la cause ultime (fonction).

# X.5. Causes distales de la modélisation

## X.5.1 Le dimensionnement

L'objectif originel des travaux de socio-économie des transports, qui restera prégnant jusqu'au début des années 1980, est le dimensionnement des infrastructures de transport. Ce dimensionnement est réalisé sur la base du flux maximum moyen, ce qui explique l'attention toute particulière portée à l'estimation des flux en heure de pointe du jour ouvrable type. L'heure de pointe est « l'heure dimensionnante », elle fait l'objet d'une étude approfondie dès le début des années 1960.

La gestion des services techniques urbains est un domaine historique qui mêle modélisation et aménagement. Cette gestion est souvent médiée par des documents législatifs ou règlementaires. Par exemple, dans le domaine de l'assainissement, la formule de Caquot est ancrée dans une instruction technique de 1977 : $Q=cIA$. L'instruction technique élève donc au rang règlementaire un modèle calibré, c'est-à-dire que c'est une équation reliant des quantités entre elles (débit Q, coefficient de ruissellement c, pente moyenne I, surface du bassin versant A), et les paramètres d'ajustement de ces quantités qui prennent la forme d'exposants (Petrucci 2012). Dans le domaine des transports, plusieurs textes fixent des valeurs tutélaires, par exemple pour l'estimation des déplacements générés ou attirés dans les modèles à quatre étapes ou pour la monétarisation de la valeur du temps (Commenges 2013).

On peut avancer deux raisons à cet ancrage règlementaire des modèles. D'abord, dans une ère pré-numérique où les données empiriques étaient rares et où le calcul était coûteux, il était
difficile de faire des estimations ad hoc, adaptées à chaque espace d'étude. Lorsqu'une formule ou
un modèle était établi, il s'appliquait partout même simpliste et inadapté aux autres contextes.
Une autre raison peut-être avancée : comme le dimensionnement annoncé par le modèle se
traduit par une dépense publique à la fois très importante et très variable selon le modèle utilisé
et son calibrage, il peut être intéressant pour l'autorité en charge de fixer des formules et des
paramètres applicables partout. L'inadaptation du modèle est finalement le prix payé pour
garantir une forme d'égalité de traitement.

Concernant le dimensionnement du réseau routier, Dupuy (1975) considère que le fait de prendre
l'heure de pointe comme heure dimensionnante fait partie de l'idéologie du modèle de trafic qui
garantit ainsi un dimensionnement maximal et donc un développement accru des infrastructures
routières. Cette interprétation peut être nuancée puisqu'on retrouve le principe de
dimensionnement maximal dans d'autres types de réseaux qui n'ont rien à voir avec le réseau
routier, par exemple le réseau électrique (Coutard 1997) ou le réseau d'évacuation des eaux
pluviales (Chatzis 1997). Quoiqu'il en soit, ce dilemme montre que le dimensionnement peut être
vu aussi bien comme une utilité (cause distale encore à portée de l'utilisateur) que comme une
fonction (cause distale exprimée par un observateur externe).

X.5.2 L'optimisation

L'optimisation est le concept central de la recherche opérationnelle et la recherche opérationnelle a nourri des générations de modélisateurs dans la plupart des domaines liés au développement des réseaux techniques urbains. En France, durant les années 1950-1960, les ingénieurs du Corps des Ponts et Chaussées étaient envoyés dans les universités américaines pour se former à l'ingénierie du trafic mais plus généralement pour se former en recherche opérationnelle (Commenges 2013). Les modèles ont été utilisés pour optimiser des choses variées : les modèles de régulation des phases de feux tricolores optimisent la circulation routière, les modèles hydrauliques optimisent l'utilisation des collecteurs et des stations de traitement des eaux usées, etc.

L'optimisation peut être considérée comme usage (cause proximale déclarée par l'utilisateur de
bas niveau) et comme utilité. En première analyse, il ne s'agit pas d'une fonction dans le sens où
un observateur extérieur n'apporte pas d'éclairage supplémentaire à la cause exprimée.

Cependant, il est quand même possible de replacer l'optimisation dans un contexte social,
politique et économique plus vaste et d'en tirer des conclusions qui ne sont pas toujours
exprimables par les utilisateurs du modèle (Rosenhead et Thunhurst 1982). Dans le cas de
l'assainissement par exemple, on peut considérer qu'en se concentrant sur l'optimisation du
réseau, les modèles ont fait l'impasse sur un pan entier du problème, à savoir l'infiltration des
eaux pluviales. Dans le modèle de Caquot mentionné plus haut, l'infiltration est un paramètre
global fixé règlementairement, ce qui interdit d'inclure dans l'optimisation du réseau les
dispositifs de contrôle à la source (Petrucci 2012). Cette remarque est presque toujours vraie : les
modèles qui recherchent l'optimisation d'un système considèrent la délimitation du système à
optimiser comme une donnée d'entrée et il est toujours possible de discuter de la pertinence de
cette délimitation.

X.5.3 L'éclairement

De nombreux travaux de sciences politiques ont déconstruit depuis longtemps le mythe de la
décision (Sfez 1992), remettant en cause à la fois l'existence d'un décideur au singulier et
l'existence d'une décision clairement identifiable : « la décision apparaît comme un processus
insaisissable au cours duquel des acteurs de nature différente vont contribuer à une sorte de
décantation progressive des choix » (Muller 2000 : 191).
Si la décision n'existe pas, alors il est difficile d'affirmer qu'il existe un usage décisionnel de la
modélisation. En revanche, il est possible d'observer des agents impliqués dans la « décantation
progressive des choix » qui apprennent des résultats de la recherche, dont la modélisation fait
partie. Ces agents apprennent par une grande variété de canaux et ils doivent tenir compte des
connaissances contradictoires produites par la recherche pour leur application. Ce lien est
d'autant plus indirect que la temporalité qui régit l'action de ces agents diffère de celle des
producteurs de connaissances. Plusieurs auteurs considèrent que la connaissance tend à s'infiltrer
dans l'élaboration des politiques en modifiant progressivement les notions qui encadrent le
processus d'élaboration des politiques publiques (Weiss 1980 ; Bulmer 1981) : elle contribue à
modifier les cadres cognitifs de l'environnement décisionnel. Cette cause distale de l'utilisation
des modèles (entre autres) est désignée sous le nom d'éclairement (enlightenment) depuis le
travail séminal de Janowitz (1969).

### X.5.4. La démarcation

La démarcation est une fonction de la modélisation dans le sens où c'est nécessairement une
interprétation faite par un observateur extérieur. C'est une idée ancienne développée en sciences
politiques et en sociologie de l'action publique (Gieryn 1983 ; Jasanoff 1987) qui s'applique à tous
les dispositifs techniques mais plus particulièrement aux dispositifs quantitatifs d'évaluation, dont
la modélisation fait partie. Ces dispositifs jouent un rôle dans le tracé des frontières entre la
science, la politique et les citoyens. Cette délimitation des frontières (boundary work) est
essentielle pour la construction de l'expertise conçue comme la production de connaissances pour
l'action (Roqueplo 1997). Les experts, dans le sens des sciences politiques, sont des individus qui
disposent d'une connaissance scientifique spécifique et qui engagent cette connaissance dans la
décision et dans l'action. Ce faisant ils sortent de l'arène scientifique mais ils en conservent
l'autorité, et le modèle peut servir à le rappeler.

Poussée dans son retranchement anti-démocratique, la démarcation peut devenir de la
dépolitisation, mouvement qui vient transférer des décisions politiques dans le champ technique
en les confiant à des comités techniques équipés de techniques quantitatives spécifiques (Flinders
et Buller 2006).

### X.5.5. L'intermédiation

L'intermédiation, comme la démarcation, est une fonction, c'est-à-dire une interprétation faite
par un observateur extérieur. Mais cette fonction s'oppose à la démarcation dans le sens où la
modélisation ne sert pas à marquer des frontières (boundary work) mais comme passeur des
frontières (boundary object). Le modèle facilite le dialogue entre des communautés différentes en
fournissant un ensemble stable d'informations standardisées (Star et Griesemer 1989 ; Wenger
2000).

Ce rôle d'intermédiation est observable dans les « forums hybrides », nouveaux lieux de la
démocratie technique qui réunissent des acteurs variés : élus, techniciens, militants, etc. (Barthe
et al. 2001). L'intermédiation est également observable au sein des comités techniques, même
lorsque ces comités ne réunissent que des acteurs spécialistes des domaines modélisés. Ce second
point est à la fois moins attendu et moins connu, du fait que l'observation directe du
fonctionnement des comités techniques est un procédé relativement rare dans les travaux de
sciences sociales (Commenges et al. 2017).

Dans ce cadre, le modèle permet de maintenir une cohérence de concepts dans la fabrication du
consensus : on y assiste à une forme d'indexicalité (Garfinkel 1967) : les conversations se
construisent sur des mots dont les significations ne sont pas explicitées et pour lesquels les
personnes impliquées pensent (à tort) partager les mêmes significations. Dans le cas d'une
conversation technique devant mener à des actions précises, cette entente implicite et approximative doit parfois être affinée, surtout lorsque tous les acteurs ne partagent pas les mêmes connaissances et le même vocabulaire. Le modèle joue alors le rôle de repère et de langue véhiculaire : le flou de la conversation est dissipé en faisant référence à des entrées, à des sorties ou à des mécanismes du modèle. Ce sont, au sein du comité, les seuls éléments définis de façon univoque, auxquels tous peuvent se rattacher.

## X.6. Conclusion

Les modèles sont des objets polymorphes. De nombreux travaux en ont souligné la variété : modèles statiques, dynamiques, stochastiques, agrégés ou désagrégés, etc. Mais, si la nature des modèles a fait l'objet d'une grande attention, leur usage dans l'aménagement a été moins étudié. Or, en termes d'usage, c'est aussi la variété qui prime.

Pour conclure ce tableau des usages de la modélisation en aménagement, on peut ré-interpréter une phrase rétrospective de J.-M. Offner (2014) : « je concluais il y a vingt ans en justifiant le mythe politique des effets structurants par sa rationalité instrumentale : tout est bon pour trouver des raisons d'agir. Et je condamnais sans appel la mystification scientifique ». De même, tout est bon pour alimenter la base rationnelle de ces raisons d'agir. Cette conclusion est beaucoup plus lâche que le mythe positiviste affirmant que le modèle est directement injecté dans la décision publique pour l'optimiser ou la rationnaliser. Le modèle est utile pour délimiter, pour encadrer, pour éclairer, pour médier, et toutes ces actions alimentent l'action publique dans des termes et des degrés très variables.
X.7. Bibliographie

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