Le modèle génératif aide à concevoir des villes pour les voitures et les piétons
Il existe une supposition générale que les villes sont souvent construites sur des compromis. Plus il y a de routes pavées, moins il y a d'espace pour les allées, les parcs et les gens. Et si ce compromis pouvait être tourné sur sa tête?
Dans une nouvelle étude, «Generative Urban Modeling for Walkable Quartibles: Design Optimization for Eisest Oriented Street Networks», une équipe de chercheurs de l'Université de technologie et de conception de Singapour (SUTD) a démontré comment les modèles urbains génératifs – les outils qui s'accompagnent et optimisent rapidement les scénarios de conception – les planifications aident les planificateurs à identifier les mises en page Urban qui traitent à la fois des épreuves et des véhicules.
L'étude a introduit une méthode pour générer simultanément des réseaux de piétons et de véhicules séparés, puis évaluant leurs performances à travers plusieurs critères, de l'accouchement dans la rue au nombre de passages pour piétons et jonctions routières. Cette méthode, qui utilise un modèle génératif multi-objectif, peut évaluer les objectifs environnementaux, sociaux et économiques et produire une gamme de solutions optimales (ou presque optimales) beaucoup plus rapides que les approches de planification urbaine traditionnelles.
Avec un site de 100 hectares à Singapour en tant que banc d'essai, l'équipe a utilisé un modèle urbain génératif et a évalué plus de 3 000 conceptions pour examiner si les villes éconergétiques et adaptées aux piétons pourraient, en fait, être une seule et même chose.
« Nous nous éloignons de l'urbanisme centré sur la voiture et mettons davantage l'accent sur le bien-être public », a déclaré le professeur adjoint F. Peter Ortner, le premier auteur de l'étude. « Dans une ville à haute densité et un scarce terrestre comme Singapour, la conception de quartiers qui priorisent les piétons est une question d'inhabitude et de durabilité. »
Les urbanistes ont historiquement lutté avec la complexité de la conception pour les piétons et les voitures. Alors que de nombreux modèles confondent les deux réseaux, l'étude de l'équipe adopte une approche plus nuancée en les générant et en les évaluant séparément, en prise en compte dans des éléments tels que les retards de passage pour piétons, les cul-de-sacs, les formes de blocs et les distances de marche vers des points d'intérêt. Deux scénarios de conception ont été testés: l'une priorisation de l'efficacité des ressources et l'autre a favorisé l'expérience des piétons.
Les résultats ont contesté une hypothèse dominante dans la conception urbaine – que toute amélioration de l'infrastructure des piétons doit se faire au prix de l'accessibilité des véhicules. Au lieu de cela, l'équipe a trouvé des exemples de dispositions bien équilibrées qui ont amélioré la portée des piétons sans compromettre considérablement l'accès routier.
« Surtout, ce n'était pas un jeu à somme nulle », a déclaré le professeur adjoint Song Peng, le co-auteur de l'étude. « En fait, les réseaux de piétons bénéficient souvent de l'expansion des routes véhicules, car celles-ci incluent généralement les trottoirs. Pendant ce temps, les piétons sont ralentis par les passages pour piétons et les intersections, surtout s'ils ont une mobilité limitée. Ce que notre modèle montre, c'est que vous pouvez optimiser pour les deux – si vous abordez le problème avec les bons outils. »
Les conceptions orientées piétons générées dans l'étude présentent des voies de marche plus directes, des passages pour piétons réduits et une plus grande séparation entre les sentiers et la circulation. Ces configurations offraient un confort et une sécurité améliorés, et potentiellement même réduit le bruit et la pollution de l'air, qui sont tous des qualités difficiles à quantifier mais profondément ressenties dans nos vies.
« Les résidents de ces quartiers sont susceptibles de vivre des environnements de marche plus sûrs, plus silencieux et plus agréables », a déclaré Asst Prof Song. « Cela peut à son tour motiver la marche pour de courts voyages, réduire la dépendance à l'égard des véhicules privés et soutenir des modes de vie plus actifs. »
En revanche, les conceptions économes en matière de ressources ont eu tendance à chevaucher les routes et les sentiers pour minimiser les besoins de construction et d'entretien. Bien que ces dispositions réduisent l'utilisation des terres et des matériaux, ils n'ont pas toujours offert l'expérience de marche la plus accueillante, mettant en évidence les compromis impliqués dans la planification des espaces urbains.
Le modèle a également permis à l'équipe de tracer comment les différents objectifs interagissent. Par exemple, l'augmentation de la longueur du réseau piétonnier a souvent amélioré la marche mais a utilisé plus de terres. La réduction de la longueur des routes a aidé les piétons mais a augmenté les distances de conduite. Plutôt que de prescrire une seule meilleure conception, l'outil aide les planificateurs à explorer un éventail de possibilités, ce qui rend les jugements de valeur derrière les choix de conception plus explicites.
« Chaque développement a ses propres priorités », a expliqué le professeur Asst. « L'objectif est d'augmenter la prise de décision humaine, au lieu d'automatiser la conception. Des modèles génératifs comme les nôtres peuvent simuler des milliers de scénarios en quelques minutes, offrant aux planificateurs de meilleures références et preuves pour guider leurs choix. »
Bien que le travail de l'équipe ait été fondé sur le contexte de Singapour, le modèle est adaptable à d'autres environnements urbains. Ils envisagent des itérations futures qui expliqueront des facteurs plus réels, y compris les équipements, le confort thermique et l'accessibilité pour les personnes handicapées. Ils voient également le design AI – la collaboration entre les humains et les systèmes d'IA – jouant un rôle de plus en plus important dans le processus.
« Il est peu probable que nous voyons un quartier entier conçu par l'IA de sitôt, mais un design assisté par l'IA, centré sur l'homme, est déjà une réalité », a déclaré Asst Prof Song. « Ce que nous construisons, ce sont des méthodes qui peuvent soutenir une conception urbaine rapide, informée et inclusive qui est enracinée dans des données difficiles mais façonnée par de vraies personnes. »
