L'observation des grandes villes permet de valider l’existence mais également l’influence du centre historique sur la structure des localisations [Mills, 1992]. C. Clark, au début des années cinquante, a le premier formalisé une relation entre densité et distance au centre, à travers l’étude de trente-six villes dans le monde de 1801 à 1950. Il a montré que “ les densités de population décroissent selon une fonction exponentielle 25 dans le temps et dans l’espace ” [Derycke, 1982-a, 244]. Dans le même ordre d’idées, R. Bussière [1972] a travaillé sur plusieurs villes d’Europe en raisonnant sur la population cumulée 26 . Sa formulation initiale a été par la suite améliorée par l’introduction d’un paramètre visant à tenir compte des effets des infrastructures de transport 27 [Bonnafous, Tabourin, 1996]. P.Y. Péguy [2000] a repris récemment ces analyses et les a appliquées avec succès aux plus grandes aires urbaines 28 françaises. Les densités d’emplois [Berroir, 1996-a ; Grimaud, 1988], ou encore d’établissements [Buisson et al., 2001], sont, elles aussi, caractérisées par une décroissance de leurs effectifs à partir du centre historique. On peut par ailleurs mettre en évidence que les valeurs foncières sont plus élevées au centre qu’en périphérie [Coolos, Chaabouni, 1996]. Dans une certaine mesure, l’hypothèse du CBD de la Nouvelles Economie Urbaine est donc bien vérifiée.
Pour autant, ces résultats n’autorisent pas, ou plus, à valider le schéma centre/périphérie dans sa signification initiale, à savoir celle où le centre regroupe l'ensemble des fonctions administratives, culturelles et de services (de haut niveau), tandis que la périphérie accueille des fonctions banales. (graphique I-2). Car, même si le centre historique joue visiblement toujours un rôle dominant, des pôles sont susceptibles de se développer, et d’affecter de manière profonde la structure intraurbaine.
La formulation de C. Clark peut s’écrire sous la forme : D(x) = e-yx, où D(x) est la densité résidentielle, D0la densité extrapolée au centre, x la distance au centre et y le gradient de densité, c’est-à-dire le taux de variation de la densité selon la distance au centre, qui modélise l’intensité du phénomène de périphérisation [Mills, 1992].
P(x) = 2ΠD0/y²[1-(1+yx)e-yx], où P(x) est la population cumulée comprise dans un rayon inférieur ou égal à x.
P(x) = 2ΠD0/y²[1-(1+yx)e-yx] + Kx, où K est une constante.
Cf. définition des aires urbaines en partie 2.