Allocation des Surfaces dans un Projet Urbain

Contexte : L'aménagement d'une ZACZone d'Aménagement Concerté : procédure publique française pour réaliser des projets urbains..

L'urbanisme opérationnel consiste à traduire des visions stratégiques en projets concrets. Un des défis majeurs est l'allocation des surfaces : comment répartir l'espace disponible pour créer un quartier équilibré et fonctionnel ? Cet exercice vous plonge au cœur de cette problématique en vous demandant de concevoir la programmation d'un nouveau quartier, en jonglant avec les contraintes réglementaires et les besoins des futurs habitants.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à manipuler des concepts clés comme le Coefficient d'Occupation des Sols (COS)Ratio qui limite la densité de construction (SDP) par rapport à la surface du terrain. pour déterminer le potentiel constructible d'un terrain et à le répartir ensuite entre différents usages (logements, bureaux, commerces).

Objectifs Pédagogiques

Calculer la Surface de Plancher (SDP)Somme des surfaces de tous les étages d'une construction. C'est la référence pour les droits à construire. maximale autorisée sur un terrain.
Répartir cette surface selon une programmation urbaine définie.
Vérifier la conformité du projet avec les exigences de surfaces non-bâties (espaces verts, voiries).
Calculer et interpréter le Coefficient d'Emprise au Sol (CES)Ratio qui limite la surface de terrain qu'un bâtiment peut occuper au sol..
Traduire une SDP en nombre de logements potentiels.

Données de l'étude

Une commune souhaite aménager un terrain de 5 hectares pour créer un nouveau quartier mixte. Le Plan Local d'Urbanisme (PLU)Document réglementaire qui fixe les règles d'urbanisme pour une commune. impose plusieurs contraintes pour garantir un développement harmonieux.

Schéma de la parcelle à aménager

Nom du Paramètre	Description	Valeur	Unité
Surface Totale du Terrain	Superficie de la parcelle à aménager	5	ha
Coefficient d'Occupation des Sols (COS)	Ratio limitant la densité de construction	0.4	Sans unité
Exigence d'Espaces Verts	Part minimale du terrain dédiée aux parcs et jardins	30	%
Part pour Voiries et Réseaux	Part du terrain allouée aux routes et infrastructures	20	%

Questions à traiter

Calculez la Surface de Plancher (SDP) totale maximale constructible sur la zone.
Le programme souhaité est : 60% de logements, 25% de bureaux et 15% de commerces. Calculez la SDP allouée à chaque fonction.
Calculez la surface requise pour les espaces verts et les voiries. L'espace restant est-il suffisant pour construire les bâtiments ?
Calculez le Coefficient d'Emprise au Sol (CES) maximal du projet, en considérant que l'emprise au sol des bâtiments occupe toute la surface restante calculée à la question 3.
En supposant une surface moyenne de 80 m² par logement, combien de logements peuvent être construits dans le cadre de ce projet ?

Les bases de l'allocation des surfaces en urbanisme

Pour résoudre cet exercice, plusieurs concepts fondamentaux de l'urbanisme réglementaire sont nécessaires.

1. Surface de Plancher (SDP) et Coefficient d'Occupation des Sols (COS)
Le COS est un outil clé des Plans Locaux d'Urbanisme (PLU). Il fixe la densité maximale de construction autorisée sur un terrain. La Surface de Plancher maximale est obtenue en multipliant la surface du terrain par ce coefficient. \[ \text{SDP}_{\text{max}} = \text{Surface du Terrain} \times \text{COS} \]

2. Coefficient d'Emprise au Sol (CES)
Le CES limite la surface de terrain qu'un bâtiment peut occuper au sol. Il garantit qu'une partie du terrain reste non-bâtie. Il se calcule en divisant l'emprise au solSurface de terrain occupée par la projection verticale d'un bâtiment, tous débords inclus. du bâtiment par la surface totale de la parcelle. \[ \text{CES} = \frac{\text{Surface d'emprise au sol}}{\text{Surface totale du terrain}} \]

Correction : Allocation des Surfaces dans un Projet Urbain

Question 1 : Calcul de la Surface de Plancher (SDP) Maximale

Principe

Le COS est l'outil réglementaire qui nous donne le "droit à construire" total sur la parcelle. Il suffit d'appliquer une simple multiplication pour connaître le potentiel de développement du site.

Mini-Cours

La Surface de Plancher (SDP) est la somme des surfaces de tous les niveaux construits, clos et couverts, d'une hauteur supérieure à 1,80 m. Elle sert de base au calcul des droits à construire. Le COS, quant à lui, est un ratio qui exprime la densité de construction autorisée. Un COS de 0.4 signifie que l'on peut construire une SDP équivalente à 40% de la surface du terrain.

Remarque Pédagogique

Abordez ce calcul comme la première étape de tout projet d'aménagement : définir l'enveloppe constructible maximale. C'est le cadre dans lequel toute la conception devra s'inscrire.

Normes

Les définitions de la Surface de Plancher et les règles d'application du COS sont encadrées par le Code de l'urbanisme en France, et précisées dans le règlement du Plan Local d'Urbanisme (PLU) de la commune concernée.

Formule(s)

Formule de la Surface de Plancher Maximale

\text{SDP}_{\text{max}} = \text{Surface du Terrain} \times \text{COS}

Hypothèses

Pour ce calcul, nous faisons l'hypothèse que le COS s'applique uniformément sur l'ensemble de la parcelle et qu'il n'y a pas de bonus de constructibilité ou d'autres règles spécifiques qui viendraient le moduler.

Donnée(s)

\(\text{Surface du Terrain} = 5 \text{ ha}\)
\(\text{COS} = 0.4\)

Astuces

L'erreur la plus commune est de ne pas travailler avec les bonnes unités. Pensez toujours à convertir les hectares (ha) en mètres carrés (m²) avant tout calcul. Rappel : \(1 \text{ ha} = 10\,000 \text{ m}^2\).

Schéma (Avant les calculs)

On visualise la parcelle totale avant de calculer la surface constructible qu'elle peut accueillir.

Parcelle brute

Calcul(s)

Conversion de la surface du terrain en m²

\begin{aligned} \text{Surface du Terrain} &= 5 \text{ ha} \\ &= 5 \times 10\,000 \text{ m}^2 \\ &= 50\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Application de la formule du COS

\begin{aligned} \text{SDP}_{\text{max}} &= 50\,000 \text{ m}^2 \times 0.4 \\ &= 20\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

La SDP est une surface "virtuelle" qui sera répartie dans les bâtiments. Ce n'est pas une surface au sol.

Potentiel de SDP

Réflexions

Ce résultat de 20 000 m² représente notre "budget de construction". C'est la surface totale que nous pouvons répartir entre tous les bâtiments du projet, qu'ils aient un ou plusieurs étages.

Points de vigilance

Ne confondez pas la Surface de Plancher (SDP) avec l'emprise au sol. La SDP est la somme des surfaces de tous les étages, tandis que l'emprise au sol n'est que "l'ombre" du bâtiment sur le terrain.

Points à retenir

La maîtrise de la formule \(\text{SDP} = \text{Surface Terrain} \times \text{COS}\) est fondamentale. C'est le point de départ de toute étude de faisabilité pour un projet d'aménagement.

Le saviez-vous ?

Le COS tend à être remplacé dans les nouveaux PLU par d'autres outils réglementaires comme les règles de gabarit (hauteur, emprise au sol, prospects), jugés plus qualitatifs pour maîtriser la forme urbaine.

FAQ

Résultat Final

La surface de plancher maximale constructible sur la zone est de 20 000 m².

A vous de jouer

Quelle serait la SDP maximale si le COS était de 0.5 ?

Question 2 : Répartition de la SDP par fonction

Principe

Maintenant que nous avons notre budget global de construction (20 000 m²), nous allons le découper en parts, comme un gâteau, pour chaque type d'usage défini dans la programmation urbaine.

Mini-Cours

La programmation urbaine est l'étape qui traduit le projet politique en objectifs chiffrés. Elle vise la mixité fonctionnelleCoexistence de différentes fonctions (logements, bureaux, commerces) dans un même quartier. pour créer un quartier vivant à toute heure. La répartition se fait par de simples calculs de pourcentages.

Remarque Pédagogique

Cette étape est cruciale car elle détermine l'identité du futur quartier. Une forte proportion de logements créera un quartier résidentiel, tandis qu'une part importante de bureaux donnera un quartier d'affaires.

Normes

Il n'y a pas de norme nationale pour la répartition programmatique. Elle découle des objectifs du projet, définis par la collectivité dans le cadre de la procédure de ZAC, et doit être compatible avec le règlement de la zone du PLU (par exemple, certaines zones interdisent les commerces).

Formule(s)

Formule de la SDP par fonction

\text{SDP}_{\text{fonction}} = \text{SDP}_{\text{max}} \times \text{Pourcentage}_{\text{fonction}}

Hypothèses

Nous supposons que les pourcentages de répartition fournis par la commune sont fixes et doivent être respectés strictement.

Donnée(s)

\(\text{SDP}_{\text{max}} = 20\,000 \text{ m}^2\)
\(\text{Pourcentage Logements} = 60 \% (\text{soit } 0.60)\)
\(\text{Pourcentage Bureaux} = 25 \% (\text{soit } 0.25)\)
\(\text{Pourcentage Commerces} = 15 \% (\text{soit } 0.15)\)

Astuces

Pour vérifier vos calculs, assurez-vous que la somme des pourcentages est bien égale à 100% (60 + 25 + 15 = 100) et que la somme des surfaces calculées est bien égale à la SDP totale.

Schéma (Avant les calculs)

On part de la SDP totale calculée précédemment.

SDP totale à répartir

Calcul(s)

Calcul de la SDP pour les logements

\begin{aligned} \text{SDP}_{\text{logements}} &= 20\,000 \text{ m}^2 \times 0.60 \\ &= 12\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Calcul de la SDP pour les bureaux

\begin{aligned} \text{SDP}_{\text{bureaux}} &= 20\,000 \text{ m}^2 \times 0.25 \\ &= 5\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Calcul de la SDP pour les commerces

\begin{aligned} \text{SDP}_{\text{commerces}} &= 20\,000 \text{ m}^2 \times 0.15 \\ &= 3\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Visualisation de la répartition de la SDP totale entre les différentes fonctions.

Répartition Programmatique

Réflexions

Cette répartition confirme l'orientation résidentielle du projet (60% de la SDP), tout en assurant une mixité avec des bureaux et des commerces qui animeront le quartier en journée.

Points de vigilance

Assurez-vous que les pourcentages donnés dans un énoncé ou un programme correspondent bien à une répartition de la Surface de Plancher et non de l'emprise au sol ou de la surface du terrain, ce qui changerait radicalement les calculs.

Points à retenir

La programmation est une simple application de pourcentages sur la SDP totale. C'est un outil puissant pour orienter le développement d'un territoire.

Le saviez-vous ?

Certains projets urbains innovants, comme les "quartiers du quart d'heure", visent une programmation si diversifiée que tous les besoins essentiels (travailler, acheter, se divertir) sont accessibles en moins de 15 minutes à pied ou à vélo.

FAQ

Résultat Final

Le programme se décompose comme suit : 12 000 m² de logements, 5 000 m² de bureaux et 3 000 m² de commerces.

A vous de jouer

Recalculez la SDP des logements si le programme était : 70% logements, 20% bureaux, 10% commerces.

Question 3 : Vérification de l'occupation au sol

Principe

Un projet urbain n'est pas seulement constitué de bâtiments. Les espaces verts et les voiries occupent une surface au sol significative qu'il faut déduire de la surface totale du terrain pour savoir combien de place il reste réellement pour implanter les constructions.

Mini-Cours

L'aménagement d'une parcelle implique de réserver des surfaces pour des usages non-bâtis. Les espaces verts (parcs, squares, jardins) sont essentiels pour la qualité de vie et la biodiversité. Les Voiries et Réseaux Divers (VRD)Ensemble des infrastructures (routes, trottoirs, réseaux d'eau, électricité) nécessaires à un projet. comprennent les routes, trottoirs, pistes cyclables, ainsi que les réseaux souterrains (eau, électricité...). Ces surfaces sont calculées en pourcentage de la surface totale du terrain.

Remarque Pédagogique

Cette étape est un bilan de surfaces au sol. On vérifie que la somme des surfaces non-bâties (obligatoires) et de la surface nécessaire pour les bâtiments ne dépasse pas la surface totale du terrain. C'est une vérification fondamentale de la faisabilité spatiale du projet.

Normes

Les pourcentages d'espaces verts ou de pleine terre sont souvent imposés par l'article 13 du règlement du PLU. Les standards de largeur des voiries sont définis par des guides techniques et adaptés au trafic attendu.

Formule(s)

Formule de la surface requise au sol

\text{Surface}_{\text{requise}} = \text{Surface Totale du Terrain} \times \text{Pourcentage}_{\text{exigé}}

Hypothèses

Nous faisons l'hypothèse que les pourcentages d'espaces verts et de voiries s'appliquent à la surface totale de la parcelle de 5 ha.

Donnée(s)

\(\text{Surface Totale du Terrain} = 50\,000 \text{ m}^2\)
\(\text{Pourcentage Espaces Verts} = 30 \%\)
\(\text{Pourcentage Voiries} = 20 \%\)

Astuces

Additionnez d'abord tous les pourcentages de surfaces non-bâties (ici 30% + 20% = 50%) pour calculer la surface totale non-constructible, puis déduisez-la de la surface totale du terrain pour trouver la surface constructible au sol.

Schéma (Avant les calculs)

La parcelle totale doit être partagée entre différentes occupations au sol.

Parcelle brute à zoner

Calcul(s)

Calcul de la surface des espaces verts

\begin{aligned} \text{Surface}_{\text{verts}} &= 50\,000 \text{ m}^2 \times 0.30 \\ &= 15\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Calcul de la surface des voiries

\begin{aligned} \text{Surface}_{\text{voiries}} &= 50\,000 \text{ m}^2 \times 0.20 \\ &= 10\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Calcul de la surface restante pour l'emprise des bâtiments

\begin{aligned} \text{Surface}_{\text{restante}} &= 50\,000 - 15\,000 - 10\,000 \\ &= 25\,000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Visualisation du partage du terrain entre les différentes occupations au sol.

Zonage au sol

Réflexions

Il nous reste 25 000 m² de terrain disponible pour l'emprise au sol des bâtiments. Comme notre SDP à construire est de 20 000 m², cela signifie que la hauteur moyenne des bâtiments sera inférieure à 1 étage (20 000 / 25 000 = 0.8), ce qui est irréaliste. En pratique, on n'utilisera pas toute la surface au sol disponible pour permettre aux bâtiments d'avoir plusieurs étages et pour créer des espaces de qualité entre eux.

Points de vigilance

Attention à bien appliquer les pourcentages à la bonne surface de référence. Ici, les 30% d'espaces verts s'appliquent à la surface totale du terrain (50 000 m²), et non à la surface restante après déduction des voiries, par exemple.

Points à retenir

Un projet d'aménagement est un puzzle où il faut agencer différentes surfaces au sol (bâti, espaces verts, voiries). La somme de ces surfaces ne peut excéder la surface totale du terrain.

Le saviez-vous ?

La tendance actuelle en urbanisme est à la "désimperméabilisation" des sols. On cherche à minimiser les surfaces dédiées aux voiries et parkings bitumés au profit d'espaces verts ou de revêtements perméables, pour mieux gérer les eaux de pluie et lutter contre les îlots de chaleur urbains.

FAQ

Résultat Final

Le projet nécessite 15 000 m² d'espaces verts et 10 000 m² de voiries. Il reste 25 000 m² de terrain pour l'emprise au sol des constructions, ce qui rend le projet faisable.

A vous de jouer

Quelle serait la surface restante pour les bâtiments si l'exigence d'espaces verts passait à 40% ?

Question 4 : Calcul du Coefficient d'Emprise au Sol (CES)

Principe

Le CES mesure l'intensité de l'occupation du sol par les bâtiments. C'est un ratio entre la "tache" que font les bâtiments sur le terrain et la surface totale de ce terrain. Ici, on calcule le CES maximal possible si on utilisait toute la place disponible.

Mini-Cours

Le Coefficient d'Emprise au Sol (CES) est un autre outil réglementaire du PLU. Il contrôle la densité bâtie en limitant la proportion du terrain qui peut être couverte par une construction. Contrairement au COS qui gère la surface totale des planchers, le CES gère l'empreinte du bâtiment au niveau du sol.

Remarque Pédagogique

Le couple COS/CES est très important. Un COS élevé avec un CES faible implique des constructions hautes et fines (tours). Un COS faible avec un CES élevé implique des constructions basses et étendues (entrepôts).

Normes

Le CES maximal autorisé est défini par l'article 9 du règlement du PLU. Notre calcul permet de vérifier si notre projet, en utilisant toute la surface disponible, respecterait une éventuelle contrainte de CES.

Formule(s)

Formule du Coefficient d'Emprise au Sol

\text{CES} = \frac{\text{Surface d'emprise au sol}}{\text{Surface totale du terrain}}

Hypothèses

Nous faisons l'hypothèse que l'emprise au sol totale de tous les bâtiments du projet est égale à la surface restante calculée à la question précédente, soit 25 000 m².

Donnée(s)

\(\text{Surface d'emprise au sol potentielle} = 25\,000 \text{ m}^2\)
\(\text{Surface totale du terrain} = 50\,000 \text{ m}^2\)

Astuces

Le CES est un nombre sans unité, toujours compris entre 0 et 1. Si vous obtenez un résultat supérieur à 1, il y a une erreur dans votre calcul !

Schéma (Avant les calculs)

On compare la surface dédiée au bâti (l'emprise) à la surface totale de la parcelle.

Comparaison des surfaces

Calcul(s)

Calcul du CES maximal

\begin{aligned} \text{CES}_{\text{maximal}} &= \frac{25\,000 \text{ m}^2}{50\,000 \text{ m}^2} \\ &= 0.5 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le résultat est un ratio qui exprime une proportion. Ici, 50% de la surface du terrain.

Visualisation du CES

Réflexions

Un CES de 0.5 signifie que, au maximum, 50% de la surface totale du terrain sera occupée par l'emprise des bâtiments. Les 50% restants sont dédiés aux espaces verts (30%) et aux voiries (20%). C'est une information cruciale pour les architectes et paysagistes qui dessineront le plan masse du quartier.

Points de vigilance

Le CES calculé ici est le CES maximal théorique. En pratique, le CES réel du projet sera probablement inférieur, car on ne construira pas sur 100% de la surface disponible pour des raisons de qualité architecturale et paysagère.

Points à retenir

Le CES est un outil de contrôle de la densité au sol. Il complète le COS qui, lui, contrôle la densité en termes de surface de plancher totale.

Le saviez-vous ?

À Paris, les règles d'urbanisme n'utilisent plus le COS depuis 2006. La densité est maîtrisée par des règles de hauteur et d'implantation par rapport aux limites de parcelles et aux rues, ce qui permet un contrôle plus fin de la forme de la ville.

FAQ

Résultat Final

Le Coefficient d'Emprise au Sol maximal pour ce projet est de 0.5.

A vous de jouer

Quel serait le CES si la surface restante pour les bâtiments était de 15 000 m² ?

Question 5 : Calcul du nombre de logements

Principe

Cette dernière étape permet de concrétiser le projet. En divisant la surface de plancher totale dédiée aux logements par la surface moyenne d'un logement, on obtient une estimation du nombre de familles qui pourront être accueillies dans le nouveau quartier.

Mini-Cours

Traduire une surface de plancher en nombre d'unités (logements, bureaux, chambres d'hôtel...) est une étape clé de la programmation. Cela permet de quantifier l'offre du projet et de la comparer aux besoins du marché et de la population. Le choix de la surface moyenne est stratégique : une surface faible favorise les petits logements (étudiants, jeunes couples), une surface élevée vise une clientèle familiale.

Remarque Pédagogique

Ce calcul simple a des implications majeures. Le nombre de logements créés va déterminer le nombre de nouveaux habitants, et donc les besoins en écoles, crèches, et autres services publics que la commune devra anticiper.

Normes

Il n'y a pas de norme nationale sur la surface moyenne des logements. Cependant, les politiques locales de l'habitat, comme le Programme Local de l'Habitat (PLH)Document stratégique qui définit les objectifs de la politique du logement d'une collectivité., peuvent donner des orientations sur les types de logements à produire pour répondre aux besoins locaux.

Formule(s)

Formule du nombre de logements

\text{Nombre de logements} = \frac{\text{SDP}_{\text{logements}}}{\text{Surface moyenne par logement}}

Hypothèses

Nous faisons l'hypothèse que la surface moyenne de 80 m² par logement est une moyenne réaliste qui inclut les parties communes de l'immeuble (halls, couloirs...).

Donnée(s)

\(\text{SDP}_{\text{logements}} = 12\,000 \text{ m}^2\)
\(\text{Surface moyenne par logement} = 80 \text{ m}^2\)

Astuces

Le résultat est souvent un nombre à virgule. Comme on ne peut pas construire une fraction de logement, il faut toujours arrondir le résultat à l'entier inférieur pour rester dans l'enveloppe de SDP autorisée.

Schéma (Avant les calculs)

On "remplit" la SDP dédiée aux logements avec des logements de taille moyenne.

Division de la SDP Logements

Calcul(s)

Calcul du nombre de logements

\begin{aligned} \text{Nombre de logements} &= \frac{12\,000 \text{ m}^2}{80 \text{ m}^2} \\ &= 150 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le projet peut accueillir un nombre défini de logements.

Capacité en logements

Réflexions

Le projet permettra de créer 150 logements. Cette information est essentielle pour la commune, car elle permet d'anticiper les besoins futurs en équipements publics (écoles, crèches...), en transports et en services pour accueillir les nouveaux habitants.

Points de vigilance

La "surface moyenne" est une simplification. Dans un vrai projet, il y aurait une répartition détaillée par type de logement (T1, T2, T3, T4...), chacun avec sa propre surface.

Points à retenir

La conversion de la SDP en nombre d'unités est le lien entre la planification urbaine (les surfaces) et la réalité sociale et économique (le nombre de personnes ou d'emplois créés).

Le saviez-vous ?

En France, la surface moyenne d'un appartement est d'environ 63 m², tandis que celle d'une maison est d'environ 112 m². Le choix de 80 m² dans l'exercice correspond à une moyenne pour un projet mixte d'appartements de différentes tailles.

FAQ

Résultat Final

Le projet permettra la construction d'environ 150 logements.

A vous de jouer

Combien de logements pourraient être construits si la surface moyenne était de 100 m² ?

Outil Interactif : Simulateur de Potentiel Constructible

Utilisez les curseurs pour faire varier la surface du terrain et le COS, et observez en temps réel l'impact sur la Surface de Plancher maximale et la surface d'espaces verts requise (fixée à 30%).

Paramètres d'Entrée

Surface du Terrain (ha) 5 ha

Coefficient d'Occupation des Sols (COS) 0.4

Résultats Clés

SDP Maximale (m²) -

Surface Espaces Verts (m²) -

Glossaire

Coefficient d'Occupation des Sols (COS): Ratio défini par le Plan Local d'Urbanisme (PLU) qui, multiplié par la surface d'un terrain, détermine la Surface de Plancher maximale constructible.
Coefficient d'Emprise au Sol (CES): Ratio qui fixe la surface maximale de terrain qu'un bâtiment peut occuper au sol. Il est exprimé en pourcentage de la surface totale de la parcelle.
Surface de Plancher (SDP): Somme des surfaces de tous les niveaux construits, clos et couverts, dont la hauteur de plafond est supérieure à 1,80 m. C'est l'unité de mesure pour les droits à construire.
Programmation Urbaine: Phase d'un projet d'aménagement qui consiste à définir la nature, la quantité et la répartition des différentes fonctions (logements, bureaux, commerces, équipements publics, etc.).
Zone d'Aménagement Concerté (ZAC): Procédure d'urbanisme française permettant à une collectivité publique de réaliser ou de faire réaliser l'aménagement et l'équipement de terrains en vue de les céder ou de les concéder ultérieurement à des utilisateurs publics ou privés.