AC3 Modèles urbains : mesurer, aménager et habiter la ville Les dynamiques urbaines à Phoenix et à Chandler

AC3
 Modèles urbains : mesurer, aménager et habiter la ville
 Les dynamiques urbaines à Phoenix et à Chandler
 Jérôme Borel, Education Nationale
 Vincent Doumerc, Education Nationale
 Christelle Soubrier, Education Nationale

Pour les images satellitaires : PLEIADES©CNES2014, Distribution AIRBUS DS
Pour les photos : © Google, 2016

1 - Phoenix-Chandler-Gilbert, une région en pleine croissance urbaine

 1.1 - La localisation du territoire

 1.2 - Une croissance urbaine considérable
 Q1 : la croissance de Phœnix et de sa banlieue a-t-elle été vraiment exceptionnelle ?

 1.3 - Les disparités dans la répartition de la population
 Q2 : La population de Phœnix et sa banlieue est-elle, en termes de densité, répartie de manière inégale ?

 1.4 - Un découpage territorial caractéristique de l’ouest américain

2 - Croissance urbaine et ségrégation sociale

 2.1 - Des villes et des quartiers fortement ségrégués

 2.2 - La ségrégation : un élément principal dans l’organisation urbaine de la région de Phoenix
 Q3 : La diversité de la répartition des ethnies dans Phoenix peut-elle être le fruit du hasard ou est-elle le fruit
 d’une réelle ségrégation ?

 2.3 - Une analyse sur la zone de Chandler/Gilbert
 Q4a : Les quartiers hispaniques de Chandler sont-ils réellement défavorisés ?
 Q4b : Le quartier hispanique (523102) de la figure 15 est-il une exception ?
 Q4c : Tous les quartiers blancs de Chandler sont-ils favorisés ?

 2.4 - Une analyse sur la zone de Phoenix

3 - Une croissance urbaine qui modifie l’occupation des sols

 Q5 : La croissance de Chandler, s’est-elle faite au détriment des zones de culture ?

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Cycle 4 Lycée

 Aménager la Ville
 Géographie Habiter la ville
 Villes et développement durable

 Organisation et gestion de données Statistique et probabilités
 Mathématiques
 (Pourcentages, résumés statistiques) (2de, 1re S, 1re ES)

 Cet atelier aborde la question de la croissance urbaine dans un milieu fortement contraignant, le désert de
Sonora en Arizona. La croissance urbaine de cette région est depuis le début des années 1990, une des plus
dynamiques aux États-Unis. La région urbaine devrait atteindre les 6 millions d’habitants en 2030 selon la majeure
partie des projections démographiques réalisées. Le développement économique et/ou résidentiel sont donc
conséquents et ils ont un impact environnemental fort sur une région aride (308mm de précipitations en moyenne sur
une année pour une température moyenne de 23.7°C). Ce bouleversement a connu son apogée dans les années 2000
lorsque l’Etat occupait régulièrement la première place des classements américains en matière de croissance
économique.

 Pendant longtemps, Phoenix et sa région sont restées des territoires assez reculés, finalement assez éloignés
des centres urbains de la côte Pacifique. La région urbaine fonctionnait comme une point-relais dans la grande
traversée des Etats-Unis sur les itinéraires du sud et s’apparentait à un oasis, profitant des ressources prodiguées par
la Salt River et bien sûr par le Colorado. Très vite, le développement de l’agriculture irriguée permettait une
implantation urbaine et l’attrait de la ville ne s’est pas démentie depuis le début des années 1940 (en 1930, on donne
pour la ville de Phoenix le chiffre de 40000 habitants, ils sont presqu’un million en 1990) pour atteindre aujourd’hui
les 1,523 millions (4.5 millions pour toute l’aire urbaine).

 Plusieurs facteurs se conjuguent pour expliquer de telles dynamiques. Les activités économiques sont
florissantes et les secteurs d’activités sont orientés (comme dans de multiples régions de la Sun Belt américaine) vers
des productions de haute-technologie. L’agriculture fait appel à une large main d’œuvre dont beaucoup de personnes
venant des territoires du Mexique qui ont la particularité d’avoir des comportements démographiques extrêmement
dynamiques. A ces motivations pour le travail s’ajoutent les migrations de populations vieillissantes qui voient dans la
Sun Valley un endroit adéquat pour venir passer leur retraite. Les causes sont donc multiples pour expliquer le
« boom » de population de la région de Phoenix.

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Cet atelier cherche donc à montrer, à l’aide de 2 images Pléiades du 20/04/2015 comment cette véritable
explosion urbaine s’inscrit dans le territoire et dans l’organisation de l’espace. A ces images satellitaires seront
associées les ressources du recensement américain (2010) qui permettront grâce aux fonctions du SIG Qgis de croiser
données démographiques locales et organisation de l’espace dans ces territoires de l’Arizona.

 Chandler & Gilbert Centre-ville de Phoenix

 Au cours de cet atelier, plusieurs questions seront soulevées et nous verrons comment les mathématiques
permettent d’y apporter des éléments de réponses. L’utilisation du tableur pour traiter efficacement des données
issues du recensement américain en utilisant les connaissances de statistiques et probabilités s’avèrera ici pertinente.
Elle permettra le débat et précisera l’interprétation du géographe.

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1 - PHOENIX-CHANDLER-GILBERT, UNE REGION EN PLEINE CROISSANCE URBAINE

1.1 - La localisation du territoire

 Figure 1 : la localisation du territoire d’étude

Cette étude se base sur l’analyse d’un territoire urbanisé comprenant principalement trois municipalités : Phoenix,
Chandler, Gilbert.
Phoenix compte 1 523 000 habitants, Chandler 249 497 habitants et Gilbert 223 028.
Ouvrir, au format Raster, l’image Phoenix et l’image Chandler.
Ouvrir le fichier Vecteur « Municipalités ».
Catégoriser le fichier Vecteur et étiqueter avec le nom de la municipalité.

1.2 - Une croissance urbaine considérable
Utilisation des données du recensement par Blocks de 2010, la dernière en date. Une étude tous les 10 ans, la
prochaine est prévue à l’horizon 2020.

 Block : Une zone statistique délimitée par des caractéristiques visibles, telles que les rues, les routes, les cours d'eau
et les voies ferrées, et par des limites non visibles, telles que les limites de propriété et les limites des villes, cantons,
districts et comtés. Un bloc est la plus petite unité géographique pour laquelle le Bureau du recensement compile les
données du recensement décennal. De nombreux blocs correspondent à des pâtés de maisons individuels délimités
par des rues, mais les îlots - en particulier dans les zones rurales - peuvent inclure plusieurs kilomètres carrés et
peuvent avoir certaines limites qui ne sont pas des rues. Le Bureau du recensement a établi des blocs couvrant la
nation entière pour la première fois en 1990. Les recensements antérieurs à 1940 avaient des blocs établis seulement
pour une partie de la nation. Plus de 8 millions de blocs ont été identifiés pour le recensement de 2000 et plus de 11
millions de blocs ont été identifiés pour le recensement de 2010.

 Un Block Group : Une subdivision statistique d'un secteur de recensement, généralement définie pour contenir entre
600 et 3 000 personnes et 240 et 1 200 unités de logement, et la plus petite unité géographique pour laquelle le Bureau
du recensement compile des données d'échantillon. Sous-division d'un secteur de recensement (ou, avant 2000, une
zone de numérotation de blocs), un groupe de blocs est un groupe de blocs ayant le même premier chiffre de leur
numéro d'identification à quatre chiffres dans un secteur de recensement

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Figure 2 : une croissance majeure à Gilbert (à gauche) et Chandler (à droite)

 Source : US Census

Q1 : la croissance de Phœnix et de sa banlieue a-t-elle été vraiment exceptionnelle ?

PRE REQUIS :  A l’aide d’un tableur, représenter graphiquement des données (C4).
  Exprimer en pourcentage une évolution (C4).
  Connaître la fonction logarithme décimal (TS).

Pour répondre à cette question, on utilisera la base de données « Population.xlsx » présentant l’évolution de la
population, entre 1930 et 2010, pour Chandler, Phœnix, et quelques villes des Etats- Unis. On cherchera à comparer,
de différentes façons, les évolutions de ces populations.

1) À l’aide du tableur, représenter graphiquement ces données et repérer, si elles existent, des périodes où les
accroissements des populations ont été exceptionnels.

Pour représenter graphiquement des données, d’ordres de grandeur différents, une échelle linéaire sur l’axe des
ordonnées s’avère inadaptée. On peut alors utiliser une échelle logarithmique (clic droit sur l’axe des ordonnées / mise
en forme de l’axe / échelle logarithmique).

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Echelle linéaire Echelle logarithmique

2) À l’aide du tableur, ramener chaque population à son pourcentage de la population de 1930.

On s’affranchit ainsi des différences de population au départ et on peut lire rapidement par combien a été multipliée
la population.

3) À l’aide du tableur, calculer, pour chaque décennie, les taux d’accroissement démographiques et repérer, si elles
existent, les périodes où ceux-ci ont été exceptionnels.

La mise en forme conditionnelle permet de mettre automatiquement en avant les valeurs extrêmes d’un tableau.
Sélectionner la base de données puis : Accueil / Mise en forme conditionnelle / Règles de valeurs plus/moins élevées.

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Figure 3a et Figure 3b : l’impact de la croissance sur la densification et l’extension urbaine

La très forte densification urbaine à l’intérieur des limites administratives de la municipalité.

 Figure 3a : la comparaison de la zone Sud de Chandler entre 2000 et 2014

 2000 2014

 Figure 3b : une croissance urbaine bloquée vers l’Ouest et vers le Sud

 L’impossibilité apparente d’agrandir les zones urbanisées vers le Sud de la ville : quelles hypothèses peut-on
 faire ?

 Une zone désertique empêche-t-elle le développement Un empêchement autre que naturel vient-il limiter la
 de l’urbanisation vers le Sud de l’image ? croissance urbaine vers le Sud de l’image ?

 HYPOTHESE : non vérifiée HYPOTHESE : vérifiée
 De l’eau est présente sur le Sud de l’image. Les territoires à l’Ouest et au Sud de l’image sont sous
 administration indienne.
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1.3 - Les disparités dans la répartition de la population

Dans cet espace contraignant aux portes du désert, les territoires sont peuplés de manière extrêmement diverse et
contrastée. Pour mettre en évidence ces densités de population, il faut suivre la démarche suivante :

Ouvrir une couche « Vecteur » et chercher dans le dossier de travail le dossier : BlockGroups_2010_with_Data.shp.
Cliquer sur la couche créée dans la « Fenêtre de couches » et cliquer sur « Style ».
Cliquer sur « Symbole unique » et choisir « Graduée ». Cliquer sur « Ɛ » puis choisir « Champs et valeurs ».
Dans « Champs et valeurs », choisir par un double-clic l’entité « TOTAL_POPU ».
Ouvrir la section « Opérateurs » pour avoir accès aux opérateurs de calculs et choisir « / » et le diviser par « SQMI ».
Choisir la couleur d’affichage, le nombre de classes et le choix des intervalles (Egaux, écart-type, quantiles). Renommer
la couche dans la fenêtre de couches.

 Figure 4 : densités de population, méthode des quantiles (en hab/mile²)

Q2 : La population de Phœnix et sa banlieue est-elle, en termes de densité, répartie de
manière inégale ?

PRE REQUIS :  Organiser des données en plusieurs classes (C4).
  Calculer la moyenne et l’étendue d’une série de données (C4).
  Déterminer la médiane et les quartiles d’une série de données (2de).
  Porter un regard critique sur des données chiffrées et leurs représentations (C4).

Pour répondre à cette question, on utilisera la base de données « Phoenix area.xlsx » présentant pour chaque quartier
de Phœnix et quelques villes de sa banlieue, leur superficie et leur population.

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1) A l’aide du tableur, calculer les densités de population des quartiers de Phoenix et des villes de sa banlieue.

2) À l’aide du tableur, réaliser une carte (voir annexe 1) mettant en avant les différences de densité de population.

 Classes de même amplitude (amplitude = 2000 Classes de même amplitude (amplitude = étendue / 4)
 hab/km²)

 Classes de même effectif Classes définies à l’aide des moyennes emboitées

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3) Comparer les informations apportées par ces cartes, selon la méthode de discrétisation choisie (voir annexe 2).

4) Construire la boîte à moustaches des densités pour les quartiers de Phœnix d’une part et pour les villes de banlieue
d’autre part.

 Phoenix

 Tokyo

1.4 - Un découpage territorial caractéristique de l’ouest américain

 Figure 5 : le système du township sur l’image de Chandler (jaune = township et bleu = section)

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Figure 6 : une division à échelle plus fine : (bleu = section, vert = un quart)

 Figure 7 : le système en township (6 miles de côté)

“Washington is not a place to live in. The rents are high, the food is bad, the dust is disgusting and the morals are
deplorable. Go West, young man, go West and grow up with the country”
 Horace Greeley, 1865

« J’ai toujours considéré comme fondamental pour les États-Unis de ne jamais prendre part aux querelles européennes.
Leurs intérêts politiques sont entièrement différents des nôtres. Leurs jalousies mutuelles, leur équilibre des puissances
(forces), leurs alliances compliquées, leurs principes et formes de gouvernement, ils nous sont tous étrangers. Ce sont
des nations condamnées à la guerre éternelle. Toutes leurs énergies sont dévolues à la destruction du travail, de la
propriété et des vies de leurs peuples. »
 Thomas Jefferson, 1823

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2 – CROISSANCE URBAINE ET SEGREGATION URBAINE

2.1 - Des villes et des quartiers fortement ségrégués

Utilisation des données du recensement américain et leur intégration dans le SIG.

Ouvrir une couche « Vecteur » et chercher dans le dossier de travail le dossier : BlockGroups_2010_with_Data.shp.
Cliquer sur la couche créée dans la « Fenêtre de couches » et cliquer sur « Style ».
Cliquer sur « Symbole unique » et choisir « Graduée ».
Cliquer sur « Ɛ » puis choisir « Champs et valeurs ».
Dans « Champs et valeurs », choisir par un double-clic l’entité « White ».
Ouvrir la section « Opérateurs » pour avoir accès (par double-clic) aux opérateurs de calculs. Quelle formule faut-il
écrire pour obtenir le pourcentage de blancs ?
Choix de la discrétisation (le nombre de classes et le choix des intervalles : égaux, écart-type, quantiles).
Affecter une couleur. Renommer la couche dans la fenêtre de couches.
Double-cliquer sur la couche dans la fenêtre des couches et« sauvegarder le style de la couche » en donnant le nom de
la couche au fichier en .qml (exemple : % de population blanche. qml).
Renouveler les opérations pour la population hispanique, la population noire et la population asiatique.

L’histoire du peuplement à Phoenix a été marqué par la Palmcroft subdivision dans les années 1940-1950 : les quartiers
de la Palmcroft Subdivision interdisent l’accès à la propriété à « tous ceux qui auraient des traces perceptibles de sang
Mexicain, Espagnol, Asiatique, Nègre ou Indien ».

Cartographie de la ségrégation urbaine à Phoenix (méthode des quantiles et un choix de 5 classes : l’image globale et
la mise en transparence sur l’exemple de Phoenix)

 Figure 8 : Pourcentages de population « Blanche » Figure 9 : Pourcentages de population « hispanique »

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Figure 10 : Pourcentages de population « noire »

2.2 - La ségrégation : un élément principal dans l’organisation urbaine de la région de Phoenix

Ségrégation et densités : un exemple d’étude sur les répartitions de population entre les « Blancs non-Hispaniques »
et les « Hispaniques »

 Figure 11 : répartition des « Blancs non-hispaniques » et des « Blancs hispaniques »

La population Hispanique se trouve plutôt sur l’image de Phoenix dans sa partie sud-ouest. Elle est peu présente dans
la zone de Chandler/Gilbert à l’exception d’un territoire au Nord-ouest couvrant 12 blocks

La population Blanche non hispanique se trouve dans la zone au Nord Est de l’image de Phoenix et elle occupe
majoritairement une grande partie de la zone Chandler/Gilbert.

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Figure 12 : populations « Blanche » et « Hispanique », cartographie commune

Q3 : La diversité de la répartition des ethnies dans Phoenix peut-elle être le fruit du hasard
ou est-elle le fruit d’une réelle ségrégation ?

PRE REQUIS :  Déterminer le pourcentage relatif à un caractère d’un groupe constitué de la réunion de plusieurs
 groupes dont les effectifs et les pourcentages relatifs à ce caractère sont connus. (C4)
  Utiliser l’intervalle de fluctuation d’une fréquence au seuil de 95% pour rejeter ou non une hypothèse
 sur une proportion (1re)

Pour répondre à cette question, on utilisera la base de données « Phoenix area.xlsx » présentant pour chaque quartier
de Phœnix, sa population et sa composition ethnique.

1) A l’aide du tableur, déterminer, en pourcentage, la composition ethnique de Phœnix.

On s’intéresse à la proportion d’hispaniques dans les quartiers de Phœnix. On a vu que la proportion d’hispaniques
dans la population entière de Phœnix est de 39,6%. En comparant cette proportion à celle de chaque quartier, on
constate des différences. On souhaite savoir pour quels quartiers cette différence peut être considérée comme
significative, c’est-à-dire non due au hasard. Pour cela, dans chaque quartier, on calcule l’intervalle de fluctuation au
seuil de 95%, de la proportion d’hispaniques.

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On note p la proportion dans la population totale. On prélève un échantillon de taille n dans cette population.
 1 1
L’intervalle de fluctuation de la proportion p, au seuil de 95%, dans un échantillon de taille n est : [ − ; + ]
 √ √ 
Chaque quartier est un échantillon de la population de Phoenix. La taille de cet échantillon est le nombre d’habitant
du quartier. Dans chaque quartier, on regarde si la proportion d’hispaniques observée (notée fo) appartient ou non à
l’intervalle de fluctuation.

2) Calculer pour chaque quartier l’intervalle de fluctuation au seuil de 95% de la proportion d’hispaniques.

2.3 - Une analyse sur la zone de Chandler/Gilbert

La zone étudiée correspond à un quartier à population hispanique majoritaire sur l’image de Chandler. Ce territoire
constitue donc une exception sur le territoire de cette zone.

 Figure 13 : Etude d’un quartier à forte présence hispanique

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En croisant les données de l’extension StreetView et de l’image satellitaire, on va essayer d’étudier la morphologie de
ces quartiers : nous allons essayer de déterminer les caractéristiques urbaines des quartiers d’habitation dans cette
zone hispanique de Chandler par rapport à celles des quartiers résidentiels dans lesquels la population « Blanche »
est plus importante.

Des quartiers moins huppés dans les zones à forte présence hispanique : la règle d’occupation reste des habitations
individuelles mais le « décor » urbain est beaucoup moins soigné que d’autres quartiers (Figure 14)

La présence d’habitats collectifs de taille limitée qui semblent assez développés dans les quartiers à forte dominante
hispanique (Figure 15)

 Figure 14 : habitat individuel populaire sur Fairview Figure 15 : petits habitats collectifs sur Colorado Street
 Street

Si on compare maintenant ces quartiers d’habitation dans les quartiers à forte représentation hispanique avec ceux
des quartiers à dominante « Blanche », les résultats sont les suivants.

 Figure 16 : un quartier d’habitat particulier sur Dana Figure 17 : un quartier d’habitat particulier vers
 Place Chandler Heights

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Q4a : Les quartiers hispaniques de Chandler sont-ils
 réellement défavorisés ?

 Q4b : Le quartier hispanique (523102) de la figure 15 est-il une
 exception ?

 Q4c : Tous les quartiers blancs de Chandler sont-ils
 favorisés ?

PRE REQUIS :  Utiliser un tableur pour étudier une série statistique (C4).
  Représenter une série statistique sous la forme d’un nuage de points (2de).

Pour répondre à ces questions, on utilisera la base de données « Chandler.xlsx » présentant pour chaque quartier de
Chandler, sa composition ethnique, le revenu médian de ses habitants et le prix médian des habitations.

1) Etudier les corrélations qu’il peut y avoir entre la composition ethnique d’un quartier et un critère permettant
d’estimer le niveau de vie de sa population.

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2) Rechercher des raisons pouvant expliquer pourquoi il existe trois quartiers (813700T, 813800T et 814000T) où la
population blanche est très importante et le niveau de ses habitants plus bas qu’attendu.

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3) Rechercher des raisons pouvant expliquer pourquoi le niveau de vie des populations hispaniques est plus bas que
celui des populations blanches.

La question est donc posée de savoir si ces caractéristiques urbaines différentes sont dues à l’origine géographique
des populations ou bien si elles sont le fruit d’une ségrégation socio-économique opérant une césure entre quartiers
« populaires » et quartiers aisées : un exemple est significatif, il est localisé sur la figure 15, il s’agit d’un quartier
d’habitat pavillonnaire dans une zone à forte majorité hispanique.

 Figure 18 : un habitat pavillonnaire dans un quartier à Figure 19 : une vue de ce quartier :
 majorité hispanique

Sur l’image précédente, on relève plusieurs éléments :

  Malgré le caractère hispanique du quartier on relève la présence de quartiers d’habitation correspondant à
 des quartiers parmi les plus aisés de la ville.

  Ces quartiers semblent neufs.

  Pour autant, la proportion de populations hispaniques reste très élevée dans cette zone, ce qui rend peu
 probable l’installation de populations non hispaniques dans ce quartier qui couvre 1/6ème de la superficie du
 Bloc (10 ha sur une surface totale de 60 ha).

  Hypothèse de travail : même plus aisée (classe moyenne supérieure), la population hispanique tend à rester
 dans ses quartiers communautarisé et participe d’un processus de réhabilitation urbaine. Pour autant les
 populations restent assez fortement séparées entre populations hispaniques et « blanches ».

  Par contre, cette installation de populations plus aisées à proximité des quartiers plus en difficultés socio-
 économiques s’accompagne par la mise en place de quartiers fermés, sécurisés : les Gated Communities.

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Figure 20 : un exemple de Gated Communities, Le Green Tree Place

 Figure 21 : logement dans la résidence fermée du Green Tree Place

 Source : http://www.greentreeplaceapartmenthomes.com

2.4 - Une analyse sur la zone de Phoenix

En observant l’image de la ville de Phoenix, on remarque 2 points :

  La diversité est beaucoup plus importante en matière d’origine géographique de la population : le vert
 représentant les populations hispaniques et le rouge représentant les populations « blanches » sont
 représentées dans des proportions équivalentes (ce qui diffère fondamentalement de la ville de Chandler qui
 était à très forte majorité blanche).

  En revanche, cette plus grande diversité ne signifie pas forcément une plus forte mixité puisque la coupure
 entre populations à majorité hispanique et population à majorité « blanche » est assez nette (ligne jaune sur
 la figure 22).

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Figure 22 : ségrégation à Phoenix

En comparant grâce à l’extension StreetView les quartiers de part et d’autre de l’axe de séparation les quartiers
hispaniques des quartiers à dominante anglophone (entre les 2 points pris pour référence afin d’illustrer ces
déséquilibres, la distance est de 3.8 km).

 Figure 23 : un quartier à dominante « hispanique » Figure 24 : un quartier à dominante « blanche »

Sur la classification supervisée (figure 25) ont été croisées les données relatives à la proportion de population
« blanche » et la présence de végétation dont l’existence témoigne plutôt d’un cadre de vie plus agréable.

 Figure 25 : le cadre de vie à Phoenix entre les quartiers « White » et les autres

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Et le CBD dans cette dynamique urbaine ?

 Figure 26 : le CBD de Phoenix et les quartiers environnants

On observe dans l’aire urbaine de Phoenix :

  Une coupure nette entre les quartiers en fonction de la sociologie des personnes qui y vivent.

  Les populations aisées tendent plutôt à se diriger vers des zones éloignées des centres, dans des quartiers
 pavillonnaires et résidentiels, organisés le long des grands axes de communication.

  Les populations plus modestes, fortement représentées dans les personnes dont la langue maternelle est
 l’espagnol, sont plutôt situées dans les quartiers péricentraux, délaissés par les populations plus aisées.

  Dans la ville de Phoenix, on note un phénomène de gentrification pour le moins réduit, le CBD de la ville
 étant plutôt bordé par des quartiers d’habitats populaires.

 Figure 27 : les revenus par foyer à Phoenix à 2013 ($)

 Source : http://www.city-data.com/income/income-Phoenix-Arizona.html

Les chiffres relevés sur le site de la municipalité de Phoenix tendent à corroborer ces observations puisque les
revenus des foyers hispaniques sont inférieurs de l’ordre de 40% à ceux des revenus de la population « blanche »

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3 – UNE CROISSANCE URBAINE QUI MODIFIE L’OCCUPATION DES SOLS

Utilisation de la couche d’occupation des sols du territoire américain. Des données cartographiques (format TIF, à
ouvrir en fichier Raster)

 Figure 28a : La couche d’occupation des sols 2001 Figure 28b : la couche d’occupation des sols 2011

 Figure 29 : légende d’occupation des sols

La projection de la carte d’occupation des sols sur l’image satellitaire : un exemple sur le sud-ouest de l’image de
Phoenix.

On observe dans cette zone :

  La croissance urbaine se fait principalement sur d’anciennes zones de cultures (n°82 de la légende,
 « Cultivated Crops ».

  2 types de structures artificialisées accompagnent cette croissance urbaine (figures 31 et 32) : des zones
 d’activité (dans l’exemple ci-dessus, la zone d’activité a une surface supérieure à 1.2km²) ou des zones
 pavillonnaires résidentielles (dans l’exemple ci-dessus, le quartier pavillonnaire occupe une surface de
 1.7km²).

  Malgré le climat aride, les rives de la Salt River semblent encore très peu occupées et peu mises en valeur
 en fonction des possibles risques liés à la rivière (voir la figure33 ci-dessous : ouverture du fichier « Vecteur »,
 NHD Area dans le dossier Hydrologie).

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Figure 30 : l’image de Phoenix Figure 31 : la couche d’occupation des sols

 Figure 32 : la superposition des données satellitaires et de la couche d’occupation des sols

 Figure 33 : L’emprise du cours de la Salt River sur le sud-ouest de Phoenix

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L’utilisation d’autres zones pour compléter l’analyse : sur l’image de Chandler

 Figure 34 : la zone au sud de l’aéroport, comparaison entre 2001 et 2014 : occupation des sols et image satellitaire

La superficie globale de la zone représentée sur l’image est de 105km².

Entre 2001 et 2014, la superficie urbanisée a été augmentée de plus de 39km² et la perte engendrée par cette
extension urbaine s’est faite dans cet espace quasi exclusivement sur des terres agricoles qui tendent donc à
disparaître à l’intérieur du tissu urbain.

La figure 34 montre comment se fait la coupure entre nouveaux quartiers d’habitation et anciennes terres agricoles
(cliquer avec l’extension StreetView sur l’étoile jaune).

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Q5 : La croissance de Chandler, s’est-elle faite au détriment des zones de culture ?

PRE REQUIS :  Déterminer l’aire d’une figure complexe (C3).
  Utiliser un logiciel de géométrie active (C3).
  Utiliser l’échelle d’une carte pour calculer des longueurs ou des aires (C4)

Pour répondre à cette question, on utilisera les fichiers Géogébra « Figure34_2001.ggb » et « Figure34_2011.ggb »,
présentant chacun une vue aérienne du sud de Chandler à l’échelle 1 : 100000, pour les années 2001 et 2011.

A l’aide de Géogébra, calculer le pourcentage d’évolution de l’aire des zones urbanisées (ou agricoles) entre 2001 et
2011.

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Figure 35 : extension urbaine et lambeaux d’agriculture à Phoenix

La nécessaire réponse à cette disparition des terres agricoles : l’intensification des cultures ?

  Au sud de Chandler, on note clairement le développement d’une agriculture irriguée, fortement
 consommatrice d’eau et caractérisée par les cercles de cultures dus à l’irrigation pas bras.

  Si l’on regarde l’occupation des sols en 2001, on note que cette zone était déjà un espace à dominante
 agricole.

 Figure 36 : la présence d’une agriculture irriguée au Figure 37 : en 2001, déjà une zone agricole
 sud de Chandler

Par contre, si l’on utilise une image aérienne du début des années 2000, on note une évolution dans les méthodes
culturales et une intensification de la production avec un changement net du parcellaire agricole.

 Figure 38 : une photo aérienne du début des années 2000

 ©Maricopa.gov
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Figure 39 : les réseaux d’eau courante au sud de Chandler

Si on se projette hors de l’image de Chandler, vers le sud, on remarque une croissance des terres cultivées, sur des
espaces désertiques qui donnent 2 indications : la nécessaire extension des terres cultivables pour répondre à la
disparition de celles conquises par l’urbanisation + la très forte demande en eau provoquée par le développement de
ces cultures (entre 2007 et 2012, les surfaces en irriguées en Arizona sont passées de 2.692 millions d’acres à 2.580
millions d’acres : les terres agricoles ont donc tendance à diminuer).

 Figure 40 : une croissance des terres agricoles au sud de Chandler entre 2000 et 2011

Le problème de la croissance urbaine de la région de Phoenix se pose donc de manière durable.

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ANNEXE 1 : Réaliser une carte à l’aide du tableur

1 - Travail préparatoire

Sur un tableur, une carte est un assemblage de polygones définis à l’aide de l’outil « Forme libre ».

Bibliothèque de cartes : http://d-maps.com (télécharger les cartes au format .wmf)

Chaque polygone doit être nommé, dans la « Zone Nom » de la même façon que la zone géographique qu’il
représente.

2 - Discrétisation des données

Lorsqu’un choix de discrétisation a été choisi (voir annexe 2) et les différentes classes définies, les données peuvent
être classées dans l’ordre croissant.

Exemple :

4 classes de même amplitude (amplitude = 2000 hab/km²)

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Chaque cellule Bi doit alors être coloriée, à l’aide de l’outil « Couleur de
 remplissage », en fonction de la classe à laquelle appartient la zone Ai.

3 - Utilisation de la macro pour colorier la carte

 Dans l’onglet « Développeur » (non affiché par défaut), choisir
 l’outil « Macros » et exécuter la macro « CarteCouleurs ».

Contenu de la macro « CarteCouleurs » :

 Pour des valeurs de i, allant de 2 à 25, la macro colorie la « Forme libre »
 dont le nom correspond au contenu de la cellule Ai, de la même couleur
 que la cellule Bi.

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ANNEXE 2 : Différentes méthodes de discrétisation

1 - Introduction

On dispose ici de données géolocalisées grâce au découpage du territoire par quartier.

Il est intéressant de visualiser ces données sur une carte sur laquelle les quartiers seront colorés différemment selon
le critère choisit, par exemple, la densité.

Pour cela il faut regrouper des données « proches », c'est ce qu'on appelle en mathématiques, discrétiser.

Pour cela nous faisons des choix qui vont influencer la carte que l'on va obtenir et potentiellement son
interprétation:

  Le nombre de classes
  Le découpage : quelles données sont « proches » et seront regroupées.

Le nombre de classes sera souvent déterminé en fonction du type de données et du niveau de précision que l'on
souhaite obtenir.

Pour choisir le découpage des classes, il existe plusieurs méthodes : les amplitudes égales, les quantiles (= effectifs
égaux), les moyennes emboîtées et les écarts-types.

2 - Différentes méthodes de discrétisation

2.1 - Découpage en classes d’amplitude égale:

 Avec des « jolies bornes » :

Exemple :

Les densités de population dans les quartiers de Phoenix et sa banlieue étant comprises entre 0 et 8000 hab/mi², on
choisit les 4 classes suivantes:

- de 0 à 2000 hab/mi²

- de 2000 à 4000 hab/mi²

- de 4000 à 6000 hab/mi²

- de 6000 à 8000 hab/mi²

 Avec des bornes plus précises :

On fait des classes d'amplitude égale entre le minimum et le maximum des données.

2.2 - Découpage selon les quantiles : à effectifs égaux

Cette méthode vise à obtenir une équirépartition, c'est à dire un même nombre de données dans chaque classe.

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2.3 - Découpage selon les moyennes emboîtées

On sépare l'intervalle de départ en deux en prenant comme valeur de séparation la moyenne globale des valeurs. On
recommence ensuite en découpant chaque classe en deux en prenant comme valeur de séparation la moyenne des
valeurs de la classe.
Le nombre de classes que l'on peut obtenir avec cette méthode est donc toujours une puissance de 2.

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