Calcul du Taux d’Accroissement Annuel Urbain

Exercice : Calcul du Taux d’Accroissement Annuel Urbain

Calcul du Taux d’Accroissement Annuel Urbain

Contexte : L'UrbanismeDiscipline qui a pour objet l'organisation et l'aménagement des espaces urbains, en vue d'assurer le bien-être de l'homme et d'améliorer les rapports sociaux. et la dynamique des populations.

Comprendre comment une population urbaine évolue est fondamental pour planifier l'avenir d'une ville. Que ce soit pour les infrastructures, les logements, les transports ou les services publics, les urbanistes s'appuient sur des projections démographiques. L'un des indicateurs clés pour cela est le Taux d'Accroissement Annuel (TAA). Cet exercice vous guidera à travers le calcul et l'interprétation de ce taux pour une ville en pleine expansion.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à utiliser un modèle de croissance géométrique pour analyser la démographie, une compétence essentielle pour anticiper les besoins futurs d'un territoire et mener des projets d'aménagement cohérents.


Objectifs Pédagogiques

  • Calculer un taux de croissance démographique annuel moyen.
  • Appliquer ce taux pour réaliser des projections de population futures.
  • Comprendre la différence entre une croissance arithmétique et géométrique.
  • Utiliser les logarithmes pour résoudre des équations de croissance.

Données de l'étude

Nous étudions l'évolution de la population de la ville fictive de "Métropolia" à partir de données issues de deux recensements.

Fiche Technique
Caractéristique Valeur
Nom de la ville Métropolia
Pays Fictif
Type de croissance Urbaine rapide
Évolution de l'emprise urbaine de Métropolia
2010 2025
Paramètre Démographique Symbole Valeur Unité
Population au 1er janvier 2010 \(P_{2010}\) 500 000 habitants
Population au 1er janvier 2025 \(P_{2025}\) 750 000 habitants

Questions à traiter

  1. Calculer l'augmentation totale de la population entre 2010 et 2025.
  2. Calculer l'augmentation annuelle moyenne en valeur absolue (croissance arithmétique).
  3. Déterminer le Taux d'Accroissement Annuel (TAA) moyen en pourcentage (croissance géométrique).
  4. En utilisant le TAA, faire une projection démographiqueEstimation de la population future basée sur les tendances passées et présentes en matière de fécondité, de mortalité et de migration. pour l'année 2040.
  5. Estimer en quelle année la population de Métropolia atteindra 1 000 000 d'habitants.

Les bases sur le Taux d'Accroissement Urbain

Le Taux d'Accroissement Annuel (TAA) est un taux moyen qui suppose que la population augmente d'un pourcentage constant chaque année. C'est un modèle de croissance "à intérêts composés", plus réaliste pour les populations que la simple moyenne arithmétique car il tient compte du fait que la base de population sur laquelle s'applique la croissance augmente chaque année.

Formule du Taux d'Accroissement Annuel (TAA)
Pour calculer le TAA entre deux dates, on utilise la formule de la croissance géométrique : \[ \text{TAA} = \left( \frac{P_{\text{finale}}}{P_{\text{initiale}}} \right)^{\frac{1}{n}} - 1 \] Où :
- \(P_{\text{finale}}\) est la population à la fin de la période.
- \(P_{\text{initiale}}\) est la population au début de la période.
- \(n\) est le nombre d'années dans la période.

Formule de Projection Démographique
Une fois le TAA connu, on peut projeter la population pour une année future : \[ P_{\text{future}} = P_{\text{actuelle}} \times (1 + \text{TAA})^{n} \] Où \(n\) est le nombre d'années entre la date actuelle et la date future.


Correction : Calcul du Taux d’Accroissement Annuel Urbain

Question 1 : Calculer l'augmentation totale de la population entre 2010 et 2025.

Principe

Le concept physique ici est la variation d'une quantité. Nous cherchons à quantifier le changement absolu du nombre d'habitants sur l'ensemble de la période, sans nous préoccuper de la vitesse de ce changement.

Mini-Cours

En démographie, la variation absolue de la population (ou "solde démographique total") est la première mesure de l'évolution. Elle est la somme du solde naturel (naissances - décès) et du solde migratoire (arrivées - départs). Ce calcul simple nous donne une vision globale de la croissance sur la période étudiée.

Remarque Pédagogique

Commencez toujours par ce calcul de base. Il vous donne un ordre de grandeur immédiat et vous permet de vérifier la cohérence des données. Une augmentation de 250 000 habitants est significative et indique une forte dynamique, ce qui justifie une analyse plus poussée avec des taux de croissance.

Normes

Il n'y a pas de "norme" au sens réglementaire pour ce calcul. Cependant, les méthodologies des instituts statistiques nationaux (comme l'INSEE en France) et internationaux (ONU, Banque Mondiale) définissent précisément les périmètres (population municipale, population totale) et les dates de référence pour assurer la comparabilité des données.

Formule(s)

L'outil mathématique est une simple soustraction pour trouver la différence, notée \(\Delta P\).

\[ \Delta P = P_{\text{finale}} - P_{\text{initiale}} \]
Hypothèses

Le cadre de ce calcul repose sur une hypothèse fondamentale.

  • Les données des recensements de 2010 et 2025 sont considérées comme exactes et fiables.
  • Le périmètre géographique de la ville de Métropolia est resté le même entre les deux dates.
Donnée(s)

Nous extrayons les chiffres d'entrée directement de l'énoncé.

ParamètreSymboleValeurUnité
Population en 2025\(P_{2025}\)750 000habitants
Population en 2010\(P_{2010}\)500 000habitants
Astuces

Pour aller plus vite, vous pouvez penser en "milliers". Le calcul devient "750 moins 500", ce qui donne immédiatement 250. Cela permet une vérification mentale rapide avant de poser le calcul complet.

Schéma (Avant les calculs)

Visualisons la période d'étude sur une ligne de temps.

Ligne de temps de l'étude
2010500 0002025750 000ΔP = ?
Calcul(s)

L'application numérique est directe.

\[ \begin{aligned} \Delta P &= 750\,000 - 500\,000 \\ &= 250\,000 \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

Le résultat peut être représenté par un diagramme simple.

Visualisation de l'augmentation
2010500k2025750k+250k
Réflexions

L'interprétation du résultat est qu'en 15 ans, la ville a dû accueillir l'équivalent d'une nouvelle ville de taille moyenne. Cela a des implications énormes en termes de construction de logements, d'écoles, d'hôpitaux et de développement des réseaux (eau, électricité, transport).

Points de vigilance

Pour ce calcul simple, le principal point de vigilance est de ne pas inverser les deux nombres, ce qui conduirait à une croissance négative. Assurez-vous de toujours faire "valeur finale moins valeur initiale".

Points à retenir

Pour maîtriser cette question, retenez que la croissance absolue est la première étape de toute analyse démographique. Elle quantifie le "combien" avant de s'intéresser au "à quelle vitesse".

Le saviez-vous ?

Pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, depuis 2007, plus de la moitié de la population mondiale vit en ville. Cette transition urbaine massive est l'un des phénomènes démographiques les plus importants de notre époque.

FAQ

Cette augmentation est-elle grande ?

Oui, une augmentation de 50% de la population en 15 ans (\(250\,000 / 500\,000\)) est considérée comme une croissance très rapide à l'échelle d'une ville de cette taille.

Résultat Final
L'augmentation totale de la population de Métropolia entre 2010 et 2025 est de 250 000 habitants.
A vous de jouer

Si une autre ville, "UrbaNova", est passée de 320 000 à 410 000 habitants sur la même période, quelle a été son augmentation totale ?

Question 2 : Calculer l'augmentation annuelle moyenne en valeur absolue (croissance arithmétique).

Principe

Le concept est celui de la moyenne arithmétique. On suppose que la croissance totale se répartit de manière parfaitement égale sur chaque année de la période. C'est un modèle de croissance linéaire, comme si on ajoutait un nombre fixe de briques à un mur chaque jour.

Mini-Cours

La croissance arithmétique postule une progression constante en valeur absolue. Si une population de 1000 habitants augmente de 100 personnes par an, elle sera de 1100, puis 1200, puis 1300. C'est le modèle le plus simple, mais il est souvent moins réaliste que le modèle géométrique car le taux de croissance (en %) diminue en réalité chaque année.

Remarque Pédagogique

Ce calcul est utile pour obtenir une estimation rapide et facile à communiquer ("la ville gagne X habitants par an"). Cependant, gardez à l'esprit que c'est une simplification. En réalité, la croissance est rarement aussi linéaire.

Normes

Ce calcul est une opération mathématique de base et ne dépend pas d'une norme spécifique. Toutefois, les documents de planification (comme les Schémas de Cohérence Territoriale - SCoT en France) peuvent utiliser cette moyenne pour définir des objectifs annuels de construction de logements, par exemple.

Formule(s)
\[ \text{Augmentation annuelle moyenne} = \frac{\Delta P}{n} \]
\[ \text{Augmentation annuelle moyenne} = \frac{P_{\text{finale}} - P_{\text{initiale}}}{n_{\text{années}}} \]
Hypothèses

L'hypothèse clé de ce modèle est que la croissance est constante en valeur absolue sur toute la période. Chaque année, le même nombre d'habitants est ajouté à la population.

Donnée(s)

Nous utilisons le résultat de la question 1 et nous calculons la durée de la période.

ParamètreSymboleValeurUnité
Augmentation totale\(\Delta P\)250 000habitants
Nombre d'années\(n\)2025 - 2010 = 15ans
Astuces

Pour estimer mentalement, vous pouvez arrondir. 250 000 divisé par 15, c'est comme 2500 / 15. On sait que 15 x 10 = 150 et 15 x 5 = 75. Donc 15 x 15 = 225. Le résultat sera un peu plus que 15 000. Cela vous donne un ordre de grandeur pour vérifier votre calcul.

Schéma (Avant les calculs)

On peut visualiser la croissance totale comme un bloc que l'on va découper en 15 tranches égales.

Répartition de la croissance totale
ΔP = 250 000 habitantsAn 1An 15
Calcul(s)
\[ \begin{aligned} \text{Augmentation annuelle moyenne} &= \frac{250\,000}{15} \\ &\approx 16\,666.67 \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

La croissance arithmétique se représente par une ligne droite.

Modèle de croissance linéaire
20102025500k750kAnnéesPopulation
Réflexions

Ce chiffre de 16 667 habitants/an est une moyenne. Il est très probable que certaines années la croissance ait été plus forte (par exemple, suite à l'ouverture d'une grande entreprise) et d'autres plus faible. Le modèle linéaire lisse ces variations.

Points de vigilance

L'erreur classique est de mal calculer le nombre d'années. L'intervalle entre le 1er janvier 2010 et le 1er janvier 2025 est bien de 15 ans (2025 - 2010 = 15). Ne vous trompez pas en comptant les bornes.

Points à retenir

La croissance arithmétique est un outil simple pour obtenir une valeur moyenne de la croissance en nombre d'individus par unité de temps. Elle se calcule en divisant la variation totale par la durée.

Le saviez-vous ?

L'économiste Thomas Malthus, à la fin du 18ème siècle, a basé sa célèbre théorie pessimiste sur la différence entre la croissance de la population (qu'il supposait géométrique/exponentielle) et la croissance de la production alimentaire (qu'il supposait arithmétique/linéaire).

FAQ

Pourquoi ce modèle est-il moins réaliste ?

Parce qu'une population plus grande tend à générer plus de naissances et à attirer plus de migrants en valeur absolue. Une croissance de 16 667 habitants représente un plus grand pourcentage pour une population de 500 000 que pour une de 700 000. Le modèle géométrique gère mieux cet "effet boule de neige".

Résultat Final
En moyenne arithmétique, la population a augmenté d'environ 16 667 habitants par an.
A vous de jouer

Pour la ville d'UrbaNova (90 000 habitants de plus en 15 ans), quelle est son augmentation annuelle moyenne arithmétique ?

Question 3 : Déterminer le Taux d'Accroissement Annuel (TAA) moyen en pourcentage (croissance géométrique).

Principe

Le concept est celui de la moyenne géométrique. Nous cherchons le taux de croissance en pourcentage unique qui, appliqué chaque année de manière composée, explique le passage de la population initiale à la population finale. C'est le même principe que les intérêts composés pour un placement financier.

Mini-Cours

La croissance géométrique (ou exponentielle) suppose une augmentation par un multiplicateur constant chaque année. Si une population de 1000 habitants a un TAA de 10% (multiplicateur de 1.1), elle sera de 1100 la première année, puis 1210 (1100 * 1.1), puis 1331 (1210 * 1.1). Pour retrouver ce taux, on doit utiliser une racine n-ième, qui est l'opération inverse de la puissance n.

Remarque Pédagogique

C'est le calcul le plus important pour les comparaisons. Un TAA de 2,74% peut être comparé directement à celui d'une autre ville, d'une région ou d'un pays, quelle que soit leur taille de départ. C'est un indicateur standardisé et très puissant.

Normes

Cette formule est la méthode standard recommandée par les grandes organisations internationales comme la Division de la Population des Nations Unies ou la Banque Mondiale pour calculer les taux de croissance démographique moyens sur des périodes de plusieurs années.

Formule(s)

La formule mathématique pour le TAA est la suivante :

\[ \text{TAA} = \left( \frac{P_{\text{finale}}}{P_{\text{initiale}}} \right)^{\frac{1}{n}} - 1 \]
Hypothèses

L'hypothèse fondamentale est que le taux de croissance en pourcentage est constant sur toute la période. Chaque année, la population est multipliée par le même facteur (1 + TAA).

Donnée(s)

Nous utilisons les données initiales de l'énoncé.

ParamètreSymboleValeur
Population finale (2025)\(P_{\text{finale}}\)750 000
Population initiale (2010)\(P_{\text{initiale}}\)500 000
Nombre d'années\(n\)15
Astuces

Sur la plupart des calculatrices, la puissance \( \frac{1}{15} \) peut être calculée en utilisant la touche \( x^y \) ou \( \wedge \) avec la valeur \( (1/15) \) qui est environ 0.06667. Le calcul devient : \( 1.5^{0.06667} \).

Schéma (Avant les calculs)

Le schéma illustre la recherche du taux qui transforme la population de départ en population d'arrivée en 15 étapes multiplicatives.

Recherche du Taux Annuel Moyen
500 000750 000x (1 + TAA)15 foisTAA = ? %
Calcul(s)

On applique la formule étape par étape.

\[ \begin{aligned} \text{TAA} &= \left( \frac{750\,000}{500\,000} \right)^{\frac{1}{15}} - 1 \\ &= (1.5)^{\frac{1}{15}} - 1 \\ &\approx 1.02744 - 1 \\ &\approx 0.02744 \\ & \Rightarrow \text{TAA} \approx 2.744 \% \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)

La croissance géométrique se représente par une courbe exponentielle.

Courbe de croissance exponentielle
20102025500k750k
Réflexions

Un taux de 2,74% par an est très élevé. À titre de comparaison, la croissance de la population mondiale est actuellement inférieure à 1% par an. Cela confirme que Métropolia est une ville très dynamique, ce qui représente à la fois une opportunité (développement économique) et un défi majeur (pression sur les services et l'environnement).

Points de vigilance

Les deux erreurs les plus communes sont : 1) Oublier de faire la puissance \( \frac{1}{n} \). 2) Oublier de soustraire 1 à la fin du calcul. Ce "1" représente la population initiale (100%), et on ne s'intéresse qu'à la partie qui s'ajoute, c'est-à-dire le taux de croissance.

Points à retenir

Pour maîtriser la question, retenez la formule du TAA et comprenez sa logique : on calcule le rapport de croissance total (\(P_{\text{finale}}/P_{\text{initiale}}\)), puis on trouve la "racine n-ième" de ce rapport pour le ramener à une seule année, et enfin on soustrait 1 pour obtenir le taux net.

Le saviez-vous ?

La "Règle de 72" est une astuce pour estimer le temps de doublement d'une quantité avec un taux de croissance géométrique. Divisez 72 par le taux en pourcentage. Pour Métropolia : 72 / 2.74 ≈ 26.3 ans. La population de la ville doublerait donc en 26 ans environ si ce taux se maintenait.

FAQ

Pourquoi ce taux est-il différent de la moyenne simple ?

La moyenne arithmétique (16 667 habitants) représente 3.33% de la population de départ (500 000) mais seulement 2.22% de la population d'arrivée (750 000). Le TAA est une moyenne géométrique qui lisse ce pourcentage sur toute la période, le rendant constant à 2.74%.

Résultat Final
Le Taux d'Accroissement Annuel (TAA) moyen de Métropolia est d'environ 2,74 %.
A vous de jouer

UrbaNova est passée de 320 000 à 410 000 habitants en 15 ans. Quel est son TAA ?

Question 4 : En utilisant le TAA, faire une projection démographique pour l'année 2040.

Principe

Le concept est celui de l'extrapolation. Nous allons appliquer le modèle de croissance que nous venons de calculer pour estimer une situation future. C'est l'une des applications les plus courantes du TAA en urbanisme.

Mini-Cours

La projection démographique consiste à appliquer une tendance passée au futur. Le modèle géométrique est particulièrement adapté car il simule l'effet "boule de neige" : chaque année, le même pourcentage de croissance s'applique à une base de population de plus en plus grande, ce qui accélère l'augmentation en valeur absolue.

Remarque Pédagogique

Il est crucial de comprendre qu'une projection n'est pas une prédiction. C'est un scénario qui répond à la question : "Que se passerait-il si la tendance récente se poursuivait à l'identique ?". Les urbanistes travaillent souvent avec plusieurs scénarios (tendance haute, basse, etc.).

Normes

Les documents de planification territoriale, comme les Plans Locaux d'Urbanisme (PLU) ou les Schémas de Cohérence Territoriale (SCoT) en France, s'appuient sur des projections démographiques officielles (souvent réalisées par l'INSEE) pour définir leurs orientations à des horizons de 10 à 20 ans.

Formule(s)

L'outil mathématique est la formule de la croissance géométrique, utilisée cette fois pour trouver une valeur future.

\[ P_{\text{future}} = P_{\text{actuelle}} \times (1 + \text{TAA})^{n} \]
Hypothèses

L'hypothèse majeure, et c'est la faiblesse de toute projection, est que le TAA de 2,74% calculé pour la période 2010-2025 restera parfaitement constant jusqu'en 2040. En réalité, ce taux peut varier en fonction de nombreux facteurs économiques et sociaux.

Donnée(s)

La population de départ pour la projection est la dernière connue, celle de 2025.

ParamètreSymboleValeur
Population de départ (2025)\(P_{\text{actuelle}}\)750 000
TAA\(\text{TAA}\)0.02744
Nombre d'années de projection\(n\)2040 - 2025 = 15
Astuces

Puisque la durée de projection (15 ans) est la même que la durée d'observation initiale, le facteur multiplicateur sera le même, c'est-à-dire 1.5. Le calcul devient donc simplement \(750\,000 \times 1.5\).

Schéma (Avant les calculs)

On prolonge la ligne de temps et la courbe de croissance.

Extrapolation de la tendance
201020252040500k750kP_2040 = ?
Calcul(s)
\[ \begin{aligned} P_{2040} &= P_{2025} \times (1 + \text{TAA})^{15} \\ &= 750\,000 \times (1 + 0.02744)^{15} \\ &= 750\,000 \times (1.02744)^{15} \\ &\approx 750\,000 \times 1.5 \\ &\approx 1\,125\,000 \text{ habitants} \end{aligned} \]
Réflexions

Une population de 1 125 000 habitants signifie qu'il faudrait prévoir 375 000 habitants supplémentaires en 15 ans. Cela représente un besoin en logements, écoles, et infrastructures 50% plus important que ce qui a été réalisé sur la période 2010-2025 (\(375\,000\) contre \(250\,000\)). C'est l'effet de l'accélération de la croissance exponentielle.

Points de vigilance

L'erreur la plus fréquente est d'utiliser la mauvaise population de départ (prendre 500 000 au lieu de 750 000) ou le mauvais nombre d'années (calculer sur 30 ans depuis 2010 au lieu de 15 ans depuis 2025). Partez toujours du point de données le plus récent pour une projection.

Points à retenir

Maîtriser la formule de projection \( P_{\text{future}} = P_{\text{actuelle}} \times (1 + \text{TAA})^{n} \) est essentiel. Comprenez bien la signification de chaque terme : la population de départ, le facteur de croissance (1+TAA), et la durée de projection \(n\).

Le saviez-vous ?

Certaines villes ont connu des croissances encore plus spectaculaires. Shenzhen, en Chine, est passée d'environ 30 000 habitants à la fin des années 1970 à plus de 12 millions aujourd'hui, soit un TAA qui a dépassé les 20% par an pendant plusieurs décennies !

FAQ

Cette projection est-elle fiable ?

Sa fiabilité diminue avec le temps. Elle est raisonnable pour les 5 prochaines années, mais plus incertaine pour un horizon de 15 ans. Des facteurs imprévus (crise économique, nouvelle politique de logement, etc.) peuvent radicalement changer la tendance.

Résultat Final
Selon ce modèle, la population de Métropolia en 2040 serait d'environ 1 125 000 habitants.
A vous de jouer

En utilisant la même méthode, quelle serait la population en 2035 (soit 10 ans après 2025) ?

Question 5 : Estimer en quelle année la population de Métropolia atteindra 1 000 000 d'habitants.

Principe

Le concept physique est l'inverse de la projection : au lieu de trouver une population future à une date donnée, nous trouvons la date future à laquelle une population donnée sera atteinte. Nous cherchons donc le temps \(n\).

Mini-Cours

Pour trouver un exposant inconnu (\(n\)) dans une équation, l'outil mathématique par excellence est le logarithme. Le logarithme (noté \(\ln\) pour le logarithme népérien ou \(\log\) pour le logarithme décimal) permet de "faire descendre" l'exposant pour pouvoir l'isoler. La propriété clé est : \(\ln(x^n) = n \times \ln(x)\).

Remarque Pédagogique

Savoir manipuler les logarithmes est une compétence très utile en ingénierie et en sciences, car de nombreux phénomènes naturels suivent des lois exponentielles ou logarithmiques (pH en chimie, décibels en acoustique, magnitude des séismes, etc.). Cet exercice est une bonne occasion de pratiquer.

Normes

Il n'y a pas de norme, c'est une technique de résolution mathématique. Cependant, les documents d'urbanisme fixent souvent des "seuils" de population qui, une fois atteints, déclenchent des obligations (par exemple, la nécessité de construire une nouvelle station d'épuration ou une nouvelle ligne de transport). Calculer la date à laquelle ces seuils seront franchis est donc un exercice courant.

Formule(s)

On part de la formule de projection \( P_{\text{cible}} = P_{\text{départ}} \times (1 + \text{TAA})^{n} \). Pour isoler \(n\), on la transforme grâce aux logarithmes :

\[ n = \frac{\ln\left(\frac{P_{\text{cible}}}{P_{\text{départ}}}\right)}{\ln(1 + \text{TAA})} \]
Hypothèses

L'hypothèse est la même que pour la question 4 : nous supposons que le TAA de 2,74% restera constant jusqu'à ce que la population atteigne le million d'habitants.

Donnée(s)
ParamètreSymboleValeur
Population de départ (2025)\(P_{\text{départ}}\)750 000
Population cible\(P_{\text{cible}}\)1 000 000
TAA\(\text{TAA}\)0.02744
Astuces

Avant de vous lancer dans le calcul, estimez le résultat. On cherche à augmenter la population de 250 000, ce qui est l'équivalent de la croissance totale des 15 premières années. Cependant, comme la base de départ est plus grande, cela devrait prendre moins de 15 ans. On s'attend à un résultat entre 10 et 12 ans.

Schéma (Avant les calculs)

On cherche le point d'intersection entre la courbe de croissance et le seuil du million d'habitants.

Recherche du temps pour atteindre un seuil
1 000 0002025Année = ?750k
Calcul(s)
\[ \begin{aligned} n &= \frac{\ln\left(\frac{1\,000\,000}{750\,000}\right)}{\ln(1 + 0.02744)} \\ &= \frac{\ln\left(\frac{4}{3}\right)}{\ln(1.02744)} \\ &\approx \frac{0.2877}{0.02707} \\ &\approx 10.63 \text{ ans} \end{aligned} \]

Le calcul nous donne 10,63 ans après le 1er janvier 2025. L'année sera donc 2025 + 10 = 2035. Le 0,63 de l'année correspond à environ 8 mois (\(0.63 \times 12 \approx 7.5\)).

Réflexions

Le résultat n'est pas un nombre entier, ce qui est normal. La population ne franchit pas les seuils pile au 1er janvier. Ce résultat de 10,63 ans est précis et permet aux planificateurs de savoir qu'ils ont un peu plus de 10 ans à partir de 2025 pour préparer la ville à accueillir son millionième habitant.

Points de vigilance

Assurez-vous d'utiliser le même type de logarithme (népérien \(\ln\) ou décimal \(\log\)) au numérateur et au dénominateur. Le résultat sera le même. L'erreur la plus courante est de mal parenthéser sur la calculatrice, par exemple en calculant \(\ln(1.333) / \ln(1) + 0.02744\), ce qui est incorrect.

Points à retenir

Pour trouver le temps \(n\) dans un problème de croissance exponentielle, la méthode est toujours la même : isoler le terme \( (1+\text{TAA})^n \), puis appliquer le logarithme des deux côtés pour "libérer" l'exposant \(n\).

Le saviez-vous ?

En écologie, le concept de "capacité de charge" (ou capacité portante) d'un écosystème désigne la population maximale qu'un environnement peut supporter indéfiniment. Les modèles de croissance plus complexes pour les villes (modèles logistiques) intègrent cette idée : la croissance ralentit à mesure que la ville approche d'une certaine saturation.

FAQ

Pouvais-je trouver le résultat par essais successifs ?

Oui, vous auriez pu tester \(n=10\), trouver un résultat inférieur à 1 million, puis tester \(n=11\) et trouver un résultat supérieur. Vous auriez ainsi encadré la solution entre 10 et 11 ans. La méthode par les logarithmes est simplement plus directe et plus précise.

Résultat Final
La population de Métropolia atteindra 1 000 000 d'habitants au cours de l'année 2035 (environ 10.6 ans après début 2025).
A vous de jouer

En combien d'années la population d'UrbaNova (départ 410 000 hab, TAA 1.66%) atteindra-t-elle 500 000 habitants ?


Outil Interactif : Simulateur de Croissance Urbaine

Utilisez les curseurs pour faire varier la population initiale et le taux de croissance annuel. Observez l'impact sur la population future et sur la courbe de projection.

Paramètres d'Entrée
500000 habitants
2.7 %
Projections de Population
Population après 10 ans -
Population après 20 ans -
Population après 30 ans -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Le Taux d'Accroissement Annuel (TAA) est basé sur un modèle de croissance :

2. Si une ville passe de 100 000 à 121 000 habitants en 2 ans, quel est son TAA ?

3. Pour résoudre une équation de projection où le temps (n) est l'inconnue, on utilise :

4. Lequel de ces facteurs N'influence PAS directement le taux d'accroissement d'une ville ?

5. Une projection démographique est :


Taux d'Accroissement Annuel (TAA)
Taux de croissance annuel moyen calculé selon un modèle géométrique (exponentiel), qui exprime l'augmentation en pourcentage d'une année sur l'autre.
Projection Démographique
Estimation de la population future basée sur les tendances passées et présentes en matière de fécondité, de mortalité et de migration.
Solde Naturel
La différence entre le nombre de naissances et le nombre de décès sur une période donnée.
Solde Migratoire
La différence entre le nombre de personnes qui sont entrées sur un territoire (immigrants) et le nombre de personnes qui en sont sorties (émigrants).
Exercice : Calcul du Taux d’Accroissement Annuel Urbain

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