### ACTEUR

## Agents Cognitifs Territorialisés pour l'Étude des Dynamiques Urbaines et des Risques

### Rappel des objectifs

Le monde, chaque année, connaît une augmentation de la population urbaine, ce qui soulève de nombreuses questions d'aménagement pour les décideurs. En effet, définir les meilleures politiques à mettre en place pour assurer un aménagement durable est une tâche compliquée en raison des interactions complexes entre la société et l'environnement. Un outil couramment employé pour faire face à ce défi est l'utilisation de la simulation informatique qui permet de fournir des éléments de réflexion sur l'impact de différentes politiques. Dans ce cadre, une approche qui a connu ces quinze dernières années un fort engouement pour étudier les systèmes urbains est la simulation à base d'agents. Elle consiste à modéliser le système étudié sous la forme d'une collection d'entités informatiques autonomes (des inteligences artificielles), appelées agents, interagissant ensemble et avec l'environnement. Les progrès de l'informatique ont permis le développement de modèles de plus en plus détaillés et riches permettant de répondre à toujours plus de questions. Néanmoins, si les modèles ont fait beaucoup de progrès concernant l'intégration de données massives, les agents utilisés pour représenter les différents acteurs influant sur la dynamique du système restent souvent simplistes, ce qui nuit au réalisme des simulations. L'objectif du projet ACTEUR était ainsi de proposer des outils pour mieux représenter ces comportements humains.

### Résultats majeurs

L'idée derrière le projet ACTEUR était de partir de travaux en intelligence artificielle, psychologie, sciences cognitives, sociologie et philosophie pour proposer un modèle intégré et générique de comportement humain. Notre démarche a ainsi été d'identifier parmi ces modèles et théories ceux qui étaient compatibles entre eux de façon à proposer un cadre unifié pour représenter la prise de décision. Nous avons ainsi intégré dans une architecture d'agents, appelée BEN, des dimensions cognitives (comment l'agent va choisir une action à appliquer en fonction de ses croyances et désirs), émotionnelles (les émotions que l'agent va ressentir en fonction de ses états mentaux et l'impact de celles-ci sur la décision), les normes (impacts des lois et des normes sociales sur la décision), sociales (relations sociales avec

les autres) et de personnalité. De façon à rendre BEN facilement utilisable par le plus grand nombre – et cela même dans un contexte de modélisation participative – nous l'avons intégrée dans la plateforme de modélisation open source GAMA, qui est aujourd'hui utilisée par plusieurs milliers d'utilisateurs à travers le monde. BEN a depuis été utilisée dans de nombreux projets touchant à des questions aussi variées que l'évaluation de plans de prévention des risques (inondation, risques industriels, etc.), la gestion des infrastructures routières (smart-cities, évolutions des mobilités, etc.) ou le design de bâtiments (questions énergétiques, etc.). sts en 4polar-3D / sptPALM dans des cellules vivantes sont en cours.

### Production scientifique et valorisation

Bourgais M., et al. (2020) BEN: An architecture for the behavior of social agents, Journal of Artificial Societies and Social Simulation, 23(4).
Taillandier P., et al. (2019). Participatory Modeling and Simulation with the GAMA Platform, Journal of Artificial Societies and Social Simulation, 22(2), 1-3.

Bourgais M., et al. (2018). Emotion modeling in social simulation: a survey, Journal of Artificial Societies and Social Simulation.

Taillandier P., et al. (2017) A BDI agent architecture for the GAMA modeling and simulation platform, *Multi-Agent Based Simulation XVII: International Workshop*, MABS 2016, May 10, 2016, Singapore, Singapore.
Revised Selected Papers 17, Springer International Publishing, pp. 3-23.

Début du projet : 2014 | Durée : 60 mois

Financement ANR : 236 942 €

Coordination

Patrick Taillandier – UMR 6266, Identités et Différenciation de l'Environnement de l'Espace et des Sociétés (IDEES), CNRS

patrick.taillandier@inrae.fr

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Simulation de l'évacuation de la ville de Rouen en cas d'accident industriel avec prise en compte des dimensions cognitives, affectives, sociales et normatives du comportement dans les décisions des habitants.
© P. Taillandier, projet ACTEUR.
### ECOCIM

#### Maquettes CIM pour l'éco-conception des quartiers

##### Rappel des objectifs

Le projet a pour objectif de contribuer à l'amélioration des méthodes d'éco-conception des quartiers, notamment via une approche conséquentielle, en utilisant les nouvelles opportunités offertes par le développement de maquettes CIM (City Information Modeling) géolocalisées. Une revue de littérature sur les apports potentiels des maquettes numériques pour l'éco-conception des projets urbains dans une approche conséquentielle permettra de déterminer les conséquences à intégrer aujourd'hui négligées (e.g. îlot de chaleur urbain), les outils et couplage existants, à l'échelle de la ville, du bâtiment et les possibilités d'adaptation aux cas des aménagements urbains. Des méthodologies seront ensuite développées pour prendre en compte le contexte territorial pour la modélisation des flux intermédiaires (système de transport, distance au lieu de production, système de gestion des déchets et potentiel de réemploi, système de production d'eau potable, sous-sol, etc.) et élémentaires (spatialisation des impacts, e.g. émission de particules fines en milieu dense, impact sur la biodiversité) dans l'analyse de cycle de vie (ACV) des quartiers. Des propositions d'amélioration des maquettes CIM et de leur gestion seront étudiées, en particulier pour produire une analyse des apports du géospatial à l'ACV à l'échelle du quartier, voire à l'échelle urbaine. Des recommandations méthodologiques sur la manière de mobiliser informations et outils géonumériques seront faites, notamment en lien avec l'évolution des formats standard internationaux pour les CIM 3D. Enfin, les développements proposés seront mis en œuvre sur des études de cas réels.

Début du projet : 2023 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 359 029 €

Partenaires

École des Ingénieurs de la Ville de Paris | ARMINES

Coordination

Adélaide Feraille - ENPC

adelaide.feraille@enpc.fr

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MINES
ParisTech

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Navier

LaSTI

Illustration du partenariat
Ecocim.

© C. Roux et F. Jacquinot,
projet ECOCIM.
# HYEP

## Imagerie hyperspectrale pour la planification urbaine environnementale

### Rappel des objectifs

Le projet HYEP (Hyperspectral imagery for Environmental urban Planning) avait pour objectif de préciser l'intérêt de capteurs hyperspectraux et de proposer un panel de méthodes et de traitements en tenant compte des caractéristiques des capteurs existants afin d'en comparer les performances. Le projet a permis de confirmer l'intérêt d'une approche globale du milieu urbain par télédétection et notamment en utilisant l'imagerie hyperspectrale (IH). Cette technique, par sa capacité à enregistrer des spectres dans des bandes étroites (10 nm) contigués sur un large domaine spectral (0,4 à 2,5 µm) permet de fournir des informations sur la composition des matériaux et leur état, informations jusqu'ici inaccessibles avec les capteurs habituels. Les développements réalisés ont été appliqués et évalués sur des images aéroportées hyperspectrales acquises sur Toulouse et Kaunas (Lituanie). Ces données ont également été utilisées pour synthétiser des systèmes spatiaux : Sentinel-2, Hypxim/Biodiversity et Pléiades afin de comparer leurs performances et évaluer leur complémentarité. Ces évaluations ont porté sur des domaines d'intérêts pour les gestionnaires et aménageurs du milieu urbain : détection des surfaces imperméables, classification de la végétation haute (alignement d'arbres) ou encore la détection de panneaux solaires.

### Résultats majeurs

Pour la correction atmosphérique, les résultats ont montré que le meilleur choix de corrections atmosphériques dépend de la résolution spatiale. Pour une très haute résolution spatiale (ground sample distance - GSD < 2 m), ICARE (prise en compte de la structure 3D de la ville) doit être choisi alors que pour une résolution spatiale moyenne (GSD > 8 m), COCHISE (hypothèse sol plat) est recommandé. Plusieurs options ont été étudiées pour constituer une base de données de signatures spectrales efficaces issues de données disponibles ou de mesures de terrain : matériaux urbains, panneaux solaires et végétation. L'étude de la variabilité spectrale a été réalisée pour extraire la variabilité interclasse (entre matériaux) et intraclasse (même matériau). Les verrous liés à l'amélioration des capacités spatiales des capteurs et aux changements d'échelle spatiale ont été partiellement résolus par des approches de fusion et d'affinement. Pour la classification supervisée, le manque de données aéroportées a un impact direct sur la qualité

de l'apprentissage. Une alternative se présente en étudiant la complémentarité : soit avec des capteurs spatiaux moins riches spectralement mais avec une haute revisite, soit avec les nombreuses missions hyperspectrales qui sont prévues à partir de 2022. L'utilisation de données acquises doit améliorer les performances de classifications tout en tenant compte de la variabilité des sources et des effets de saisonnalité.

### Production scientifique et valorisation

Weber C., et al. (2022) Hyperspectral Imagery and Urban Areas: Results of the HYEP project. Numéro spécial Imagerie Hyperspectrale n° 224, *Revue Française de Photogrammétrie et Télédétection*.

Aval J., et al. (2018) Object-based fusion for urban tree species classification from hyperspectral, panchromatic and nDSM data, *IJR*, TRES-PAP-2018-0200.R6.

Karoui M.S., et al. (2019) Partial Linear NMF-Based Unmixing Methods for Detection and Area Estimation of Photovoltaic Panels in Urban Hyperspectral Remote Sensing Data, *Remote Sensing*, vol. 11(18), 2164.
Roussel G., et al. (2018) Comparison of two atmospheric correction methods for the classification of spaceborne urban hyperspectral data depending on the spatial resolution, *International Journal of Remote Sensing*, n° 39(5), pp. 1593-1614.

Dépôt d'outils sur la plateforme ouverte : https://openremotesensing.net/ et outils de fusion PAN-hyperspectrale Logiciels : Toolbox pan/hyperspectrale ONERA/GIPSA-LAb.

Début du projet : 2014 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 505 484 €

### Partenaires

ONERA | IGN | CNRS | Université de Toulouse II Paul Sabatier | Institut Polytechnique de Grenoble

### Coordination

Christiane Weber - CNRS
Christiane.weber@cnrs.fr

Localisation et extraction de panneaux solaires : (a) Ortho-image.
Cartes des fractions d'abondance des panneaux photovoltaïques : (b) Multiport-NMF, (c) Multi-NMF.
Les cercles rouges englobent les panneaux solaires. La méthode b donne de meilleurs résultats.
© M. S. Karoui (IRAP), projet HYEP.

<figure><img src="image_37.png" /></figure>
# iSpace&Time

## Le SIG 4D web de la ville Vers une convergence des technologies de cartographie, grille de capteurs, réalité immersive, d'animation et de simulation

### Rappel des objectifs

Les applications de navigation immersive au niveau de la rue montrent généralement une ville statique, figée dans son état à l'instant de son acquisition. Cette visualisation n'est probablement pas représentative de la ville car elle ne prend pas en compte sa variabilité temporelle, nécessaire à la compréhension de la dynamique de la ville, telle que la variation du volume du trafic routier ou de la fréquentation piétonne de ses trottoirs et espaces publics. Une visualisation au niveau de la rue d'une ville, rendue dynamique par la visualisation animée d'un trafic piéton et routier archivé ou simulé, permet de mieux appréhender la dynamique de la ville, l'évolution de cette dynamique au cours de la journée, de la semaine, de l'année, et de mieux comprendre comment l'espace public est utilisé et utilisable. Ceci repose sur un filtrage dans les acquisitions image et lidar des pixels et points 3D des objets mobiles (véhicules, piétons, etc.), un rendu temps-réel des données statiques restantes pour visualiser une ville dépeuplée et une simulation multi-échelle du trafic routier et piéton permettant d'instancier des objets dynamiques virtuels à intégrer dans la visualisation interactive. Outre les applications touristiques où le dynamisme permet d'accroître le réalisme de la visualisation, le trafic visualisé peut être issu d'un processus de simulation permettant par exemple de représenter visuellement l'impact d'un réaménagement urbain sur le trafic.

### Résultats majeurs

Le résultat majeur du projet est le développement de connaissances et de techniques complémentaires dans chacun des axes méthodologiques concourant conjointement à la réussite de celui-ci et la faisabilité de l'approche globale proposée.

La finalisation du développement du système d'acquisition Stéréopolis a permis l'acquisition de l'intégralité des rues de Paris intra-muros avec la qualité et la précision de recalage requises pour ce projet. Les algorithmes de détection d'objets mobiles dans les nuages de points 3D laser, ainsi que leur segmentation conjointe dans les données image et laser, ont permis d'atteindre une qualité de détection compatible avec les attentes du projet. Les algorithmes de rendu basé image et de rendu basé point ont été étendus notablement afin d'accroître leur performance et la qualité du rendu résultant. Un travail conséquent de préparation des données de simulation a été réalisé afin de permettre une description topologique de l'environnement

compatible avec les modèles d'estimation et de simulation de trafic routier et piéton. Les modèles eux-mêmes d'estimation de trafic, de simulation et d'animation de piétons et de véhicules ont été repensés pour permettre leur passage à l'échelle et leur application à des données réelles.

### Production scientifique et valorisation

Calderon S., Boubekeur T., (2014) Point Morphology, *ACM Transactions on Graphics*, 33, 4, 45, pp. 1–13.

Brédif M. (2013) Image-Based Rendering of LOD1 3D City Models for traffic-augmented Immersive Street-view Navigation, *ISPRS Annals CMRT*, II-3/W3, pp. 7-11.

Deymier C., et al. (2015) Étalonnage automatique d'un système d'acquisition Caméras-Centrale inertielle-Lidar 3D, *Trajetement du Signal* 32, 2 3, pp. 121-145.

Leclercq L., Bécarie C. (2012) A Meso Lighthill-Whitham and Richards Model Designed for Network Applications, Proc. TRB's *Annual Meeting*, 10 p.

Ce projet a également donné lieu à la rédaction de 4 thèses :
* Yirci M., Arrangements 2D pour la Cartographie de l'Espace Public et des Transports.

* Aijazi A., 3D urban cartography incorporating recognition and temporal integration.

* Deymier C., Détection des objets mobiles au sein de données télématiques et caméras.

* Jørgensen C.-J., Scheduling activities under spatial and temporal constraints to populate virtual urban environments.

**Début du projet : 2010 | Durée : 36 mois**
**Financement ANR : 1 099 727 €**

**Partenaires**

Université de Rennes | IGN | Télécom Sud Paris | Université Clermont Auvergne | Orange | Université Gustave Eiffel

**Coordination**

Mathieu Bredif - IGN
mathieu.bredif@ign.fr

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Détection d'objets mobiles (à gauche), visualisation de la ville dépeuplée (au centre), visualisation de la ville repeuplée par simulation (à droite).
© M. Brédif, IGN, projet iSpace&Time.
# URBANIA

## Valorisation numérique des maquettes historiques de villes dédiées à des usages adaptatifs et innovants

### Rappel des objectifs

La collection des plans-reliefs suscite un grand intérêt et constitue une entité emblématique de la mémoire collective. Ce type d'objet de taille importante, fragile et difficile d'accès nécessite de mettre en place de nouvelles formes de consultations exploitant conjointement la 3D et des données multimédia. L'objectif est donc d'établir un continuum numérique impliquant des phases de collecte, d'interprétation, de croisement des données hétérogènes fédérées au sein d'un support : le modèle numérique du plan-relief. La mise en place d'une chaîne de traitement dédiée partant d'un modèle 3D brute de la forme de l'objet, permet d'obtenir, dans un premier temps, un modèle 3D sémantique orienté ouvrages architecturaux. Associé à une collecte documentaire, historique et iconographique, ce modèle 3D sémantique devient « enrichi » pour être exploité au sein d'un système d'information géographique (SIG) adapté à la diffusion de ce type de connaissances. Ce continuum aux caractères innovants a pour finalité de valoriser auprès d'un plus large public le plan-relief dans toutes ses dimensions. La conception de ce continuum ne se veut pas spécifique à un seul plan-relief mais potentiellement adaptable à toute la collection.
Une chaîne de traitement dédiée a donc été nécessaire pour obtenir un modèle 3D sémantique enrichi de toutes les ressources collectées.

### Résultats majeurs

Dans le cadre de ce projet, une chaîne de traitement de l'information a été défini, allant de données d'acquisition jusqu'à l'intégration dans un SIG dédié à des usages variés. Plusieurs résultats ont été produits et ont permis de développer le caractère continu des informations générées. À travers un protocole d'acquisition spécifique, un jeu d'images a été acquis pour générer un nuage de points et un modèle maillé. Le traitement de ce modèle à travers une méthode de segmentation géométrique propre, sMaket, a permis d'extraire des attributs géométriques utiles à la modélisation sémantique. Cette dernière a été réalisée grâce à l'outil eMaket qui intègre les règles de construction des ouvrages étudiés afin d'assister la reconstruction sémantique des îlots, des fortifications et des ouvrages spécifiques. Parallèlement, une collecte et une synthèse documentaire par ouvrage ont été opérées. La phase

d'enrichissement s'est effectuée grâce à l'outil kMaKet. Il associe la synthèse documentaire aux différents ouvrages 3D modélisés donnant le caractère enrichi aux modèles.

Le projet a rendu possible l'implémentation d'un SIG multi-usages muni de moyens d'interactions innovants. Un utilisateur grand public ou technicien peut naviguer dans l'espace 3D géolocalisé et obtenir des informations sur les bâtiments du plan-relief numérique. Un objectif futur serait d'étendre cette méthode à l'échelle de la collection et de produire un système de visualisation capable de fédérer, analyser et croiser une quantité importante de données hétérogènes.

### Production scientifique et valorisation

Jacquot K., et al. (2020) Numérisation et valorisation de maquettes anciennes de villes, In Situ : *Revue des patrimoines*, 42.

Gros A., et al. (2019) Knowlegde-based framework for automatic segmentation and reconstruction of military architecture on city-scale models, The International Archives of the Photogrammetry, *Remote Sensing and Spatial Information Sciences*, XLII-2/W9, pp. 369-375.

Macher H., et al. (2017) Photogrammetric recording and reconstruction of town scale models-the case of the plan-relief of Strasbourg, The International Archives of the Photogrammetry, *Remote Sensing and Spatial Information Sciences*, 42, pp. 489-495.

Début du projet : 2015 | Durée : 24 mois

Financement ANR : 344 588 €

Partenaires

iCube | INGEO | ArxIT | Musée Historique, Service de l'Inventaire du Patrimoine - Grand-Est

Coordination

Gilles Halin, Tommy Messaoudi - Laboratoire MAP-CRAI, CNRS, ministère de la Culture
gilles.halin@univ-lorraine.fr
tommy.messaoudi@nancy.archi.fr

<figure><img src="image_39.png" /></figure>

Continuum numérique élaboré dans le cadre du projet URBANIA.

© T. Messaoudi, projet URBANIA.
# Chapitre 2

## POLLUTION EN VILLE

### Nadège Blond (LIVE, CNRS)

La ville est source de diverses pollutions : pollution de l'air, de l'eau, des sols, pollution lumineuse, pollution sonore, etc. Ces pollutions font nécessairement référence à des perturbations, qui nuisent au confort ou à la santé des populations et des écosystèmes. C'est souvent parce que des impacts sont observés que ces pollutions sont caractérisées et que des normes émergent pour tenter de les limiter. En ville, les impacts peuvent être importants car les sources de pollution se font en proche population.

Les grands défis de la recherche sur les pollutions en ville visent à guider la décision pour définir des stratégies de réduction des impacts de ces pollutions et/ou d'adaptation à leurs conséquences (par exemple, changement climatique pour ce qui concerne la pollution liée au gaz à effet de serre). Pour analyser l'efficacité de ces stratégies, la compréhension de toute la chaîne de processus qui, des sources de pollution, aboutissent aux impacts, et à la fin, aux décisions, est essentielle : aménagement du territoire, pratiques des citadins, émissions de pollution issues de ces pratiques, dispersion de la pollution, transformation biophysicochimiques et dépôt de la pollution, exposition à la pollution générée, impacts sur le confort et la santé des socio-écosystèmes, perception/représentation des risques, choix individuels et collectifs face à ces risques, etc. L'hétérogénéité de la ville et sa dynamique d'évolution rendent les relations de cause à effet complexes à analyser dans le temps et à anticiper.

Les émissions de polluants atmosphériques au sein de la ville sont étudiées par secteur d'activités polluantes. La pollution émise par le trafic routier est évaluée en couplant des

outils de simulation du trafic routier avec des modèles de consommations de carburant et d'émissions de polluant. La dispersion de la pollution de l'air par le vent est étudiée à l'échelle de la rue, du quartier ou de la ville avec divers modèles numériques. Certains choix de modélisation (simplifications) sont nécessaires en fonction de l'objectif poursuivi. Le projet TRAFIPOLLU (page 97) se focalise sur l'évaluation des transferts de la pollution de l'air émise par le trafic dans l'eau et les sols. Le projet Eval-PDU (page 90) évalue les impacts sanitaires du trafic (pollution de l'air et bruit) ainsi que les bénéfices socio-économiques d'un Plan de Déplacement Urbain (PDU). Dans le projet SYMEXPO (page 96), le citadin est représenté comme un agent mobile évoluant dans un champ de pollution soumis à des variations spatiales et temporelles (bruit et pollution atmosphérique). Le projet APIMAMA (page 87) étudie les conséquences sanitaires de la pollution générée par la cuisson domestique et commerciale jusqu'à la gestion des déchets à Abidjan. Le projet propose des stratégies de réduction des expositions aux particules fines. Le projet ERASEd (page 89) se focalise sur les conséquences sanitaires des activités d'une usine d'amiante/ciment localisée à Sibaté en Colombie, où des taux d'incidence élevés de mésothéliome pleural dans sa population sont observés : ce travail passe par l'identification des sources d'émission, et des expositions à l'amiante passées et présentes. Le projet COoL-AMmetropolis (page 88) étudie les émissions de CO₂ de la métropole Aix-Marseille-Provence (tous secteurs confondus). Il caractérise aussi les conditions de dispersion de la pollution dans l'atmosphère, la variabilité diurne et saisonnière de la hauteur de la couche limite atmosphérique, et l'îlot de
chaleur urbain de la métropole Aix-Marseille-Provence.

La pollution émise dans l'espace urbain peut se transformer chimiquement lors de sa dispersion dans l'atmosphère (son transport vers d'autres territoires, le mélange turbulent, le dépôt, etc.). Le projet **MEGAPOLI-PARIS** (page 95) interroge la formation et la constitution des aérosols dans un panache urbain. Il vise plus spécifiquement une meilleure caractérisation des sources d'émissions et des voies de formation de l'aérosol organique. Le projet **ACROSS-AO** (page 86) étudie l'interaction de la pollution urbaine avec les émissions de composés organiques volatils émanant des forêts environnantes pour comprendre comment cette interaction impacte la qualité de l'air et le climat. Pour mener à bien ces deux projets, une campagne de terrain a été organisée en région parisienne pour rassembler une base de données de mesures de la pollution à la fois au sol et par avion (et notamment de la composition chimique des aérosols), au sein de l'agglomération et dans ses environs.

Le projet INFILTRON (page 93) étudie les nanopolluants émergents et les communautés bactériennes dans les eaux pluviales ainsi que leur transfert dans les sols. Un ensemble de dispositifs d'infiltrométrie couplés à un radar géologique permet de caractériser par la mesure l'infiltration d'eau, les écoulements préférentiels et le transfert des nano-traceurs dans des sols hétérogènes, et de proposer des modélisations.

Les processus décisionnels face aux conditions environnementales des ressources sont également l'objet d'études. Les objectifs visent à comprendre les processus d'appropriation

de l'information sur les pollutions, de représentation ou de perception des risques, ainsi que la production de données et d'indicateurs de suivi des changements de pratiques. **GreenLand** (page 92) étudie comment les conditions environnementales sont prises en considération dans les usages du sol, les choix de localisation résidentielle, et les valeurs des propriétés résidentielles. Il étudie aussi le poids des politiques environnementales dans l'agenda des décideurs politiques. Les effets de la forme urbaine sur l'exposition des résidents à la pollution liée aux transports dans un contexte d'essor du télétravail, multi-exposition à la pollution (au domicile - au travail - trajet domicile/travail), sont évalués. Le projet **Financing Clean Air** (page 91) explore le potentiel des mécanismes de captation des plus-values foncières (i.e. l'accroissement de la valeur foncière résultant de l'investissement public, non imputable aux efforts des propriétaires fonciers/immobiliers ; Land Value Capture, [LVC]) pour cofinancer les adaptations au changement climatique, afin d'assurer une plus grande durabilité économique, sociale et environnementale des villes. Le projet LUNNE (page 94) propose une quantification de l'impact de stratégies de réduction de la pollution lumineuse sur les écosystèmes, les perceptions (ambiances nocturnes, sécurité) et les pratiques des usagers (mobilité), et une meilleure compréhension des freins et des leviers à l'acceptabilité des politiques publiques d'éclairage.
# ACROSS-AO

### Chimie atmosphérique des forêts suburbaines - Observations aéroportées

#### Rappel des objectifs

Le projet ACROSS Airborne Observations (ACROSS-AO) vise à étudier comment la pollution urbaine interagit avec les émissions émanant des forêts environnantes et comment ces interactions impactent ainsi la qualité de l'air et le climat. Il a pour objectif plus particulièrement d'améliorer notre compréhension de ces interactions, notamment sur l'oxydation des composés organiques volatils et sur la formation de polluants secondaires tels que les aérosols et l'ozone. Ce mélange de masses d'air urbaines et forestières environnantes est en effet la situation typique de Paris et des grandes villes européennes. Pour cela, le projet s'appuie sur une campagne de terrain d'envergure en région parisienne et plus précisément sur des mesures de la composition et des propriétés atmosphériques à l'aide d'instruments installés à bord de l'avion de recherche ATR-42 de SAFIRE. Si le panache urbain parisien a fait l'objet de recherches dans le passé, peu d'études ont été réalisées sur les impacts du mélange de masses d'air d'origine anthropique et biogénique sur les rendements en produits secondaires. Ceci est important car les impacts régionaux des émissions urbaines pourraient être grandement affectés par l'environnement dans lequel l'oxydation a lieu.

#### Résultats majeurs

L'avion ATR-42 a été déployé avec l'ensemble des instruments prévus dans le projet ACROSS-AO sur l'aérodrome de Pontoise du 14 juin au 7 juillet 2022. Quinze vols scientifiques ont pu être réalisés selon 5 plans de vol, soit un total de 47,3 heures de vol, constituant ainsi une base de données très riche. La campagne ne s'étant achevée qu'en juillet 2022, et en raison de la richesse de cette base de données et du parc instrumental particulièrement large, la validation de l'ensemble des données récoltées est en cours de finalisation avec leur soumission, et leur analyse détaillée commence. Les premiers résultats montrent que les schémas de vol ont effectivement permis d'échantillonner le panache de Paris lorsqu'il a rencontré des zones forestières proches avec des émissions de carbone organique volatil biogénique. L'évolution des espèces a été suivie sous le vent de Paris alors que l'avion effectuait de multiples transects du panache. Occasionnellement, il a également été possible, au cours du même vol, de surveiller les émissions biogènes sans

influence urbaine significative. Ces situations semblaient parfois indiquer une nouvelle formation de particules (comme en témoigne le grand nombre de très petites particules) et une modification de leurs propriétés. Le profilage vertical effectué lors de nombreux vols indique les différences de composition et de propriétés entre la couche limite, où résident la plupart des émissions, et la troposphère libre, généralement plus propre.

#### Production scientifique et valorisation

Cantrell C., Michoud V., (2022) An Experiment to Study Atmospheric Oxidation Chemistry and Physics of Mixed Anthropogenic-Biogenic Air Masses in the Greater Paris Area, *Bulletin of the American Meteorological Society*, 103, pp. 599-603.

Yu C., et al. (2023), Characterisation of particle single scattering albedo with a modified airborne dual-wavelengths CAPS monitor, *Atmospheric Measurement Techniques*, 17, pp. 3419-3437.

Beekmann M., et al. (2023) Meteorological variability and regional pollutant distributions during the summer 2022 ACROSS/PANAME campaign, *EGU General Assembly 2023*, 23-28 april 2023, Vienna, Austria.
Di Antonio L., et al. (2023) Aerosol complex refractive index retrieval in the Paris urban area and its forested surroundings during the ACROSS field campaign: variability and constraint for direct radiative effect estimation in regional models, *EGU General Assembly 2023*, 23-28 april 2023, Vienna, Austria.

Début du projet : 2021 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 717 860 €

Partenaires

IMT Nord Europe | CNRM | University of Chieti - Pescara (Italie)

Coordination

Vincent Michoud - UMR 7583 LISA, Université Paris-Est Créteil, CNRS

vincent.michoud@lisa.u-pec.fr

<figure><img src="image_40.png" /><figcaption>Photo de l'ATR-42 de SAFIRE et des participants à la campagne ACROSS-AO durant l'été 2022. © C. Cantrell, projet ACROSS-AO.</figcaption></figure>
# APIMAMA

### Air Pollution Mitigation Actions for Megacities in Africa

#### Rappel des objectifs

Dans les villes africaines, les effets sanitaires de la pollution de l'air issue des sources de combustion sont élevés, et risquent de croître démesu- rément par les effets combinés de la croissance démographique et des taux importants d'urbanisation. Le projet APIMAMA a pour objectif de contribuer à réduire ces risques, en se focalisant sur la ville d'Abidjan en Côte d'Ivoire et la pollution par les particules qui constitue le risque sanitaire prédominant. Poursuivant une démarche interdisciplinaire et participative, les objectifs détaillés du projet sont de : (i) rassembler les chercheurs et les acteurs de la ville (associations, décideurs) afin de piloter les actions du projet ; (ii) tester l'impact de technologies et pra- tiques améliorées sur la réduction des risques sanitaires, lors des acti- vités de cuisson domestiques et commerciales réalisées par les femmes, couplant des études sanitaires, d'exposition personnelle à la pollution et de rapport aux risques ; (iii) établir une cartographie des sources d'émission anthropique à l'échelle urbaine et évaluer l'impact sur la pollution de l'air et la santé, des évolutions des infrastructures et des technologies liées au trafic, aux activités résidentielles et commer- ciales à la gestion des déchets ; (iv) déterminer les leviers et contraintes de mise en œuvre future de ces stratégies d'atténuation notamment fondées sur le changement d'équipement et de pratiques et restituer les résultats de recherche à un large public.

#### Résultats majeurs

Après la constitution du groupe pilote d'APIMAMA, les travaux de la première phase du projet ont débuté par la réalisation de trois groupes de 30 femmes : des femmes au foyer, des femmes qui fument le pois- son et des femmes qui fabriquent le charbon de bois. Des campagnes de mesures interdisciplinaires, dont les analyses croisées sont en cours, ont été menées avec chaque groupe en 2022 et 2023 lorsque les femmes utilisaient leur méthode de cuisson traditionnelle. Les premiers résultats montrent des expositions personnelles des femmes en parti- cules fines en moyenne 25 fois supérieures aux normes OMS. La suite du projet a porté sur la distribution de 90 foyers domestiques améliorés et à la construction et réparation de fours de fumage améliorés. Les deuxièmes campagnes de mesures auront lieu après une année d'uti- lisation de ces nouveaux outils. La deuxième phase du projet a démarré par l'amélioration de l'inventaire d'émissions à l'échelle d'Abidjan, tout particulièrement sur les feux de décharge et par des premières études sur les changements organisationnels et sociaux au sein du trafic routier abidjanais.

Il faut noter enfin la mise en place de nouvelles collaborations :

- avec le programme IPORA (université de Bordeaux) et la création d'APIMAMA kids afin d'étendre les études aux enfants des femmes participant à APIMAMA ;

- avec le projet Coop'Air (https://anr.fr/Projet-ANR-23-SSRP-0002) afin de mener des actions de vulgarisation communes sous forme de théâtre forum avec les mamans APIMAMA et leurs enfants.

#### Production scientifique et valorisation

Scandella M., et al. (2024) Réduire la pollution de l'air à Abidjan. De l'ambition scientifique à la fabrique du terrain : la science en train de se faire. *Global Africa*, à paraître.

Fourcade L., (2022) Changement organisationnel et social au sein du transport abidjanais, rapport de stage de M2.

Jossinet M., (2022). Pollution de l'air urbain-Fumage artisanal de poisson à Abidjan. La résistible émergence d'un problème public, rapport de stage de M2.

Yapo A. J., (2023). La cartographie du brûlage des déchets à ciel ouvert dans les communes de Yopougon et d'Anyama, rapport de stage de M2.

Liousse C., et al. (2022) Présentation du projet APIMAMA, Conférence internationale de l'AGU, 12-16 décembre 2022, Chicago, États-Unis.

Site internet du projet APIMAMA : https://apimama.org/

**Début du projet : 2022 | Durée : 42 mois**

**Financement ANR : 662 916 €**

**Partenaires**

Laboratoire Géosciences Environnement Toulouse | CNRS | IRD | Université de Toulouse | CNES | Institut Desbrest d'Épidémiologie et de Santé Publique | Université de Montpellier | Inserm | Biologie Fonctionnelle et Adaptative | Université Paris Cité | Université Félix Houphouët Boigny (Côte d'Ivoire)

**Coordination**

Cathy Liousse - Laboratoire d'Aérologie, Université de Toulouse, CNRS, IRD
lioc@aero.obs-mip.fr

<figure><img src="image_41.png" /></figure>

Photo du groupe de femmes de Yao Sehi (Yopougon, Abidjan) participant au projet APIMAMA au titre de leurs activités domestiques polluantes. Elles sont équipées du capteur mesurant les particules fines en temps réel. © C. Liousse, projet APIMAMA.
# COoL-AMmetropolis

### Vers la réduction des émissions de CO₂ et de l'îlot de chaleur urbain de la métropole Aix-Marseille-Provence

## Rappel des objectifs

Les zones urbanisées comptabilisent la majorité de la population mondiale et font l'objet de forts enjeux climatiques et sanitaires. Les villes, avec leurs infrastructures industrielles, représentent plus de 70 % des émissions globales de CO₂ issues de la combustion des énergies fossiles. De plus, l'augmentation locale de la température observée en ville du fait de l'îlot de chaleur urbain (ICU) s'ajoute au réchauffement climatique créé majoritairement par les émissions globales de CO₂, pouvant mettre particulièrement en danger la santé humaine.

Le projet COoL-AMmetropolis vise à accompagner les acteurs politiques et socio-économiques de la métropole d'Aix-Marseille-Provence dans la transition environnementale pour : (i) réduire les incertitudes actuelles sur l'ICU et les émissions de CO₂ de la métropole ; (ii) construire des scénarios vertueux de réduction de ces derniers aux horizons 2030 et 2050 en interaction avec les acteurs politiques et socio-économiques locaux et régionaux pour que ces scénarios puissent être transformés en schémas légaux de planification urbaine ; (iii) modéliser ces scénarios à fine échelle pour identifier les zones d'Aix-Marseille-Provence les plus émettrices de CO₂ et les plus soumises à l'ICU, afin d'aider à la prise de mesure de réduction plus efficace.

Le projet est basé sur une synergie interdisciplinaire entre des chercheurs en sciences atmosphériques et en sciences sociales et juridiques, et des acteurs socio-économiques et politiques des territoires d'Aix-Marseille-Provence.

## Résultats majeurs

Ce projet a permis : (i) de développer un réseau d'observation du CO₂ et de la dynamique atmosphérique sur Aix-Marseille-Provence ; (ii) de caractériser pour la première fois la variabilité diurne et saisonnière de la hauteur de la couche limite à Marseille ; (iii) d'analyser également pour la première fois la variabilité spatio-temporelle du CO₂ atmosphérique sur la métropole Aix-Marseille-Provence et de quantifier l'impact des émissions métropolitaines (urbaines, industrielles, maritimes), de la hauteur de la couche limite et de processus dynamiques spécifiques de la métropole (mistral, brises) sur la concentration locale du CO₂ ; (iv) d'estimer pour la première fois de façon indépendante l'inventaire d'émissions de CO₂ local grâce à des mesures atmosphériques, notamment de confirmer les rôles clés du trafic et du chauffage au gaz dans les émissions de CO₂ de Marseille, et de révéler une sous-estimation des émissions actuelles de CO₂ issues de la combustion de bois en ville ; (v) de fournir une analyse critique des plans climat et de protection de la qualité de l'air d'Aix-Marseille-Provence en évaluant l'avancée, la faisabilité et l'efficacité des mesures annoncées et de concevoir un scénario

d'évolution des émissions de CO₂ de la métropole en 2030 basé sur les trajectoires actuelles ; (vi) de modéliser plusieurs scénarios de réduction des émissions de CO₂ sur la métropole à fine échelle et leur impact sur le CO₂ atmosphérique local.

## Production scientifique et valorisation

Lelandais L., et al. (2022) Analysis of 5.5 years of atmospheric CO₂, CH₄, CO continuous observations (2014–2020) and their correlations, at the Observatoire de Haute Provence, a station of the ICOS-France national greenhouse gases observation network, *Atmospheric Environment*, p. 119020.

Riandet A., et al. (2023) Variability of the Atmospheric Boundary-Layer Height in Marseille (France) for Mistral and Sea/Land Breeze Conditions, *Remote Sensing*, 15(5), p. 1185.

Xueref-Remy, I., et al. (2023) Analyzing the atmospheric CO₂ variability in the Mediterranean region of the Aix-Marseille metropolis and its coastal region area at different time scales. *Atmospheric Environment*, p. 100208.

### Autres valorisations

Ce projet a à ce stade donné lieu à environ 20 communications orales, l'organisation de trois colloques, la rédaction de deux thèses, l'encaissement de dix stagiaires (M1, M2), la rédaction de plus de cinq rapports dont un en collaboration avec les Académies nationales des sciences, de l'ingénierie et de médecine américaines :
https://nap.nationalacademies.org/catalog/26641/greenhouse-gas-emissions-information-for-decision-making-a-framework-going

Début du projet : 2019 | Durée : 66 mois

Financement ANR : 748 949 €

### Partenaires

CNRM | CNRS | Météo-France Toulouse | Aix-Marseille

Université | ATMOSUD Provence Alpes Côte d'Azur |

Université Paris Saclay | INRAE PACAESPACE

Université de Toulon | CEA | IGNS (Nouvelle-Zélande)

### Coordination

Irène Xueref-Remy - UMR 7263, IMBE, Aix-Marseille

Université

irene.REMY-XUEREF@univ-amu.fr

Contribution relative des sources d'émissions de CO₂ atmosphérique à Marseille en hiver issue des analyses de la campagne intensive hivernale du projet COoL-AMmetropolis.
© L. Lelandais, projet COoL-AMmetropolis.

<table><thead><tr><th></th><th colspan="3">Biogénique</th><th colspan="1">Fossile</th></tr></thead><tbody><tr><th>Biosphère</th><td>10%</td><td>10%</td><td>3%</td><td>~28%</td></tr><tr><th>Respiration</th><td></td><td>2%</td><td></td><td></td></tr><tr><th>Biocarburant</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>Décharge</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>Bois et biogaz</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>Liquide</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>(empreinte<br>trafic)</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>gaz</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>(associé au<br>chauffage<br>résidentiel)</th><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>
### ERASEd

### Evaluer le Risque Amiante à SibatE

#### Rappel des objectifs

Sibaté, localité colombienne du département de Cundinamarca, se trouve à environ 25 km au sud-ouest de Bogota. Elle est renommée pour avoir accueilli la première usine d'amiante-ciment du pays et pour présenter des taux d'incidence élevés de mésothéliome pleural dans sa population. Au fil des décennies, de nombreux résidents ont signalé la présence de dépôts d'amiante en centre-ville, suggérant un lien avec la situation sanitaire actuelle. Ce projet de recherche, mené par des équipes colombiennes et françaises, vise à identifier les sources passées et présentes d'exposition à l'amiante, à comprendre la perception du risque par la population locale, et à fournir des données pour orienter les politiques d'aménagement du territoire. Parmi les méthodes employées, citons : l'analyse de la presse, une enquête par questionnaire, la reconstitution de l'évolution de l'usage des sols, la cartographie participative, l'évaluation des populations potentiellement impactées par les dépôts d'amiante au cours des décennies 1980 et 1990 à l'aide de la modélisation à base d'agent, la localisation des toitures en amiante-ciment par apprentissage automatique à partir d'une image satellitale et l'évaluation de la faisabilité de l'usage d'un radar à pénétration de sol pour détecter l'amiante de manière non invasive.

#### Résultats majeurs

Le projet ERASEd a amélioré significativement la compréhension de l'exposition au risque d'amiante à Sibaté et la connaissance de la perception du danger. L'aléa - i.e., une couche d'amiante friable en sous-sol - a été cartographié. Par ailleurs, il apparaît que le risque d'amiante reste relativement méconnu par la population de Sibaté ou considéré comme secondaire derrière d'autres nuisances identifiées. Des développements méthodologiques ont également été menés dans le cadre de ce projet. À ce titre, une estimation des effectifs de populations potentiellement impactées par cette pollution a été réalisée à l'aide d'un modèle à base d'agents selon plusieurs scénarios ; une cartographie des toitures d'amiante-ciment et la mesure de sa précision ont été menées à l'aide du plugin RoofClassify sous QGIS ; enfin, l'usage d'un géoradar semble concluant dans l'identification - à une échelle inframétrique - de la couche d'amiante présente dans le sous-sol. Les

résultats ont été transmis à la municipalité et permettront d'intégrer des restrictions d'usage dans le prochain plan d'occupation des sols. Les partenariats noués au cours d'ERASEd sont appelés à se poursuivre dans le cadre de la soumission d'un projet *Wellcome Grants (UK)* visant à caractériser l'ensemble de l'exposome amiante de Sibaté en associant des spécialistes colombiens, italiens et français.

#### Production scientifique et valorisation

Ramos-Bonilla JP., et al. (2023) Sibaté y la amenaza del asbesto - Contaminación ambiental e impactos en la salud de la población. Ediciones Uniandes. 72 p.

Lysaniuk B., et al. (2020) Where are the landfilled zones? Use of historical geographic information and local spatial knowledge to determine the location of underground asbestos contamination in Sibaté (Colombia), *Environmental Research*, 191, p. 110182.

Lysaniuk B., et al. (2021) Using GIS to Estimate Population at Risk Because of Residence Proximity to Asbestos Processing Facilities in Colombia. *International Journal of Environmental Research and Public Health*, 18(24), p. 13297.

Les membres d'ERASEd sont corécipiadaires de la *Mención de Honor en Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible - Camila Botero Restrepo* de la Fondation Alejandro Ángel Escobar (Colombie) pour l'étude *Contaminación ambiental e impactos en la salud a nivel poblacional derivados del uso del asbesto en Colombia: El caso de Sibaté*. Les résultats d'ERASEd ont pleinement alimentés ce travail.

**Début du projet : 2019 | Durée : 48 mois**

**Financement ANR : 91 347 €**

**Partenaires**

Universidad de Los Andes (Colombie)

**Coordination**

Benjamin Lysaniuk - UMR 8586 PRODIG, IRD - benjamin.lysaniuk@cnrs.fr

<figure><img src="image_42.png" /><figcaption>Centre urbain de Sibaté depuis
le Cerro La Inmaculada en
direction de l'ouest.</figcaption></figure>

© B. Lysaniuk, projet ERASEd.
# Eval-PDU

## Évaluation des impacts environnementaux d'un PDU et de leurs conséquences socio-économiques : développements méthodologiques et tests sur le PDU de Nantes Métropole

### Rappel des objectifs

La mobilité est au cœur des enjeux pour rendre les villes durables. D'un point de vue environnemental, les déplacements urbains sont une des sources majeures de pollution locale et d'émissions de gaz à effet de serre (GES). D'un point de vue économique, la qualité de desserte des territoires est un moteur ou un frein à leur attractivité et à leur dynamisme. D'un point de vue social, l'offre de transports conditionne l'accessibilité des habitants aussi bien à l'emploi, qu'aux services et commerces ou aux loisirs.

Les Plans de Déplacements Urbains (PDU) sont l'outil principal dont disposent les collectivités locales pour une meilleure maîtrise de la mobilité. Depuis le Grenelle de l'Environnement en 2007, leur évaluation obligatoire porte sur leur efficacité et leurs incidences environnementales.

Notre méthode s'appuie sur une suite de modèles à base physique des facteurs environnementaux et de modèles statistiques de leurs conséquences socio-économiques.

Les étapes de modélisation incluent les flux de trafic, les consommations des véhicules, leurs émissions de polluants, leurs concentrations dans l'air et leurs impacts sanitaires, les indices de nuisance sonore. Les conséquences sur le bien-être des populations sont estimées par un modèle de prix hédonique des transactions immobilières, et par une enquête de satisfaction des usagers du Busway, action phare du PDU nantais en 2010. Le dispositif est alimenté en données réelles pour les années de référence et en données virtuelles pour des scénarios alternatifs.

### Résultats majeurs

Le programme a permis de développer plusieurs logiciels de modélisation et/ou de les tester dans les conditions réelles de l'agglomération nantaise : Visem-Visum pour les flux de trafic multimodal, CopCETE (devenu CopCEREMA) pour les émissions des véhicules, ADMS Urban pour les concentrations de polluants, NoiseModelling (ex. NoiseMap) pour les indices de bruit, et l'indicateur IISCEP pour l'impact sanitaire des émissions de polluants. L'infrastructure de données spatiales Cartopolis a été créée sur la base du SIG OrbisGIS pour concentrer toutes les données de modélisation et les analyser avec le modèle de prix hédonique des transactions immobilières pour évaluer les conséquences sur le bien-être des populations.

Le dispositif a été appliqué au PDU nantais, pour deux années de référence et dix scénarios portant sur des analyses de sensibilité, ou sur des PDU alternatifs ou sur des actions majeures localisées.

Les impacts environnementaux sont généralement faibles en termes de populations totales impactées, car ils sont le plus souvent très localisés. Certaines actions majeures donnent lieu à des reports d'itinéraires qui en diluent ou annulent les effets bénéfiques escomptés.

L'accessibilité au réseau de transport collectif et la qualité de l'air ne sont généralement pas capitalisées dans les prix immobiliers. L'exposition au bruit a une faible incidence sur les prix. En revanche, les impacts environnementaux ont des incidences nettes sur le bien-être ressenti des habitants.

### Production scientifique et valorisation

Mestayer P., et al. (2015) Évaluation environnementale du PDU nantais 2000-2010 à partir des simulations numériques des scénarios alternatifs du programme Eval-PDU. Recherche Transport Sécurité, 02, pp. 97-120.
Lépicier V., et al. (2013) Developing an indicator for the chronic health impact of traffic-related pollutant emissions. Environmental Impact Assessment Review, 38, pp. 35-43.

Brécard D., et al. (2018) Accessibility, local pollution and housing prices. Evidence from Nantes Métropole, France. Economics and Statistics, 500-502, pp. 97-115.

Bocher E., et al. (2019) NoiseModelling: An Open Source GIS Based Tool to Produce Environmental Noise Maps », ISPRS International Journal of Geo-Information 8 (3), p. 130.

Début du projet : 2009 | Durée : 36 mois
Financement ANR : 1 078 482 €

#### Partenaires

Air Pays de la Loire | IMT Atlantique | Université Gustave Eiffel | Nantes Université | Université Paris-Est Créteil | Cerema

#### Coordination

Patrice Mestayer - CNRS
patrice.mestayer@orange.fr

Concentration moyenne annuelle du dioxyde d'azote aérien dans Nantes Métropole en 2008 (à gauche) et sa diminution dans un scénario d'augmentation du covoiturage (distance moyenne annuelle parcourue par les véhicules individuels réduite de 25 %, à droite).

© T. Schmidt, F. Ducroz, AIRPL.
Projet Eval-PDU.

<figure><img src="image_43.png" /></figure>
# Financing Clean Air

## Financing tomorrow's clean urban air: the potential of land value capture to secure sustainable urban development supporting air quality enhancement

### Rappel des objectifs

L'objectif du projet Financing Clean Air était d'explorer le potentiel des mécanismes de captation des plus-values foncières (Land Value Capture, LVC) pour cofinancer les adaptations au changement climatique, afin d'assurer une plus grande durabilité économique, sociale et environnementale des villes. La pratique de LVC consiste à capter tout ou partie de l'accroissement de la valeur foncière résultant de l'investissement public et non imputable aux efforts des propriétaires fonciers/immobiliers. Notre équipe s'est focalisée sur les usages de la LVC pour le cofinancement des réseaux de métro, en particulier à Paris et à Londres, mais également en Chine et aux Pays-Bas. Il s'agissait de répertorier les différents mécanismes de LVC, d'étudier leur application par les acteurs publics et privés (dont notamment les opérateurs ferroviaires), et d'analyser leurs effets sur le partage de la rente foncière extraite ainsi que sur les caractéristiques de la matérialité urbaine produite.

La recherche a été menée selon une méthodologie qualitative, basée sur des entretiens semi-structurés avec une grande diversité d'acteurs (État, promoteurs, aménageurs, collectivités locales, bureaux d'étude...), complétés par l'analyse d'articles de presse, de publications institutionnelles et professionnelles.

### Résultats majeurs

On observe dans les quatre pays une prévalence des instruments de LVC basés sur la promotion immobilière au détriment des outils fiscaux. En conséquence, les opérateurs de transport, qui sont d'importants propriétaires immobiliers, tendent à privilégier des montages immobiliers leur permettant de maximiser leurs recettes, en tension avec des exigences de performance environnementale et de durabilité sociale. Cet objectif les conduit à s'approprier les outils, savoirs et pratiques de l'industrie immobilière, ce qui contribue à leur professionnalisation, spécialisation et autonomisation, mais tend à les éloigner de l'intérêt général.

Nos enquêtes nous ont menés au constat que les pratiques de LVC évoluent face aux enjeux croissants de la transition écologique. Nous

observons l'apparition de nouvelles approches de valorisation des biens immobiliers détenus par des opérateurs de transport. Nos recherches menées en France (SNCF) et aux Pays-Bas sur « l'écologisation du fournier » ont livré des résultats intéressants concernant l'optimisation de terrains inconstructibles selon une logique de valorisation énergétique.

Ces résultats feront l'objet d'une exploitation plus approfondie et de publications ultérieures en prolongement du projet.

### Production scientifique et valorisation

Mouton M., et al. (2023) Leveraging land-value capture in contexts of urban austerity: evidence from the Grand Paris Express (France), *European Planning Studies*, 32(1), pp. 45-58.

Aveline-Dubach N. (2023) Land Value Capture and Its Large-Scale Application in Northeast Asia, in Aveline-Dubach N. (dir.) Globalization and dynamics of urban production, *Encyclopedie des Sciences*, ISTE/Wiley, Londres, pp. 127-154.

Maulat J., Pedro M., (2024) De noeud de réseau à actif immobilier : l'évolution du modèle économique des lieux de transport, in Frétigny J.-B. (dir.) *Les transports et leurs lieux*, ISTE-Wiley, pp. 81-106.

Pedro M., et al. (sous presse) Carte blanche ? Négociations entre acteurs publics et promoteurs privés autour de la captation des outils de plus-values foncières en France, en Angleterre et aux Pays-Bas, *Revue Internationale d'Urbanisme*.

Début du projet : 2019 | Durée : 42 mois

Financement ANR : 244 800 €

Partenaire

Université Paris-Est Créteil

Coordination

Natacha Aveline-Dubach - CNRS

natacha.aveline@cnrs.fr

<figure><img src="image_44.png" /></figure>

Opération de promotion résidentielle à Shenzhen (Chine) sur un ancien dépôt de métro à la station Changzhen. © S. Ruicheng, projet Financing Clean Air.
# GreenLand

### Green Land Uses in Urban Regions

#### Rappel des objectifs

Ce projet étudie comment les conditions environnementales sont incorporées dans les usages du sol dans les villes. La relation est à double sens : les aménités environnementales influencent les choix de localisation dans les villes et, en retour, la structure urbaine qui en résulte a un impact sur ces aménités, et donc sur la performance environnementale des villes. Premièrement, nous soutenons que l'absence de consensus sur la forme urbaine soutenable provient d'une ignorance de la structure interne de la ville. Les attributs environnementaux sont alors caractérisés à travers le système urbain pour identifier des tendances similaires et divergentes liées à la structure urbaine. Deuxièmement, il s'agit de déterminer si et comment les arbitrages environnementaux sont incorporés dans les choix de localisation résidentielle et les valeurs des propriétés résidentielles consécutives. Des comportements différenciés sont attendus en fonction des villes. Troisièmement, nous apportons un éclairage sur le rôle des politiques environnementales qui occupent une place importante dans l'agenda des décideurs politiques. Celles-ci sont nombreuses dans les espaces urbains (politiques de planification, de zonage ou de conservation telles que les ceintures vertes, les zones à faibles émissions). Ces politiques traitent diverses questions environnementales, avec des effets potentiels ambigus ou des conséquences involontaires qui nécessitent un examen attentif.

#### Résultats majeurs

Sur 800 villes européennes, une étude sur la pollution de l'air par le NO₂ montre l'influence prépondérante du contexte : contexte local pour les stations au sol (zone industrielle, zone de trafic dense, etc.) et contexte régional pour les données satellitaires (dispersion des polluants sur de grandes échelles spatiales dans la troposphère : ceci génère une concentration régionale de fond importante dans les zones où les villes sont proches, notamment la « banane bleue »).

Des recherches interrogent les effets de la forme urbaine sur l'exposition des résidents à la pollution liée aux transports dans un contexte d'essor du télétravail. La prise en compte de la multi-exposition à la pollution (au domicile, au travail, trajet domicile-travail) modifie les

conclusions sur le lien entre la distance du centre-ville au lieu de résidence et le niveau d'exposition à la pollution : les ménages périurbains sont fortement émetteurs de pollution et fortement exposés.

Sur la France, des recherches examinent la force du label biologique pour être capitalisé dans les prix des localisations résidentielles. Les résultats sont en faveur d'une nécessité d'affichage plus renforcée du label bio. Les recherches sur la perception de la pollution mettent en évidence que les variables de voisinage du logement (surface en forêt ou enherbée, espaces verts, proximité au réseau routier ou autoroutier) affectent de manière significative le niveau de perception de l'exposition à la pollution par les ménages.

#### Production scientifique et valorisation

Kanore M., et al. (2023) Econometric analysis of the determinants of air pollution risk perception: a residential location choice interpretation, *13es Journées thématiques de la FAERE*, 1-2 juin 2023, Université Gustave Eiffel (Cité Descartes, Champs-sur-Marne), Paris.

Legras S., et al. (2022) Commute, work, sleep : urban form and pollution exposure, *Séminaire du GATE*, 12 mai 2022, Lyon.

Coinon M., et al. (2023) We love green: Household's valuation of organic farming and challenges of Signalling, *Sokolov Family Seminar Series*, 22 mars 2023, Penn State Smeal College of Business, The Pennsylvania State University Park.

Début du projet : 2021 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 364 384€

Partenaires

CNRS IINRAE | Université de La Réunion

Coordination

Rachel Guillain - UR7467 LEDI, Université de Bourgogne

Franche-Comté

rachel.guillain@u-bourgogne.fr

<figure><img src="image_45.png" /><figcaption>Green in my city.
© Rachel Guillain, projet GREENLAND.</figcaption></figure>
# INFILTRON

### Dispositif INFILTRON pour une évaluation des fonctions infiltration & filtration des sols urbains dans un contexte de gestion des eaux pluviales

#### Rappel des objectifs

Le projet INFILTRON vise à développer un outil expérimental et numérique pour déterminer les fonctions d'infiltration et de filtration des polluants dans les sols urbains. Ces fonctions sont crucialles pour la reperméabilisation des villes et la gestion des eaux pluviales. Cependant, elles sont antinomiques car les écoulements, nécessaires à l'infiltration, transportent les polluants vers les nappes, réduisant ainsi la filtration. Le projet INFILTRON vise l'évaluation simultanée des fonctions infiltration et filtration par la mise au point d'un combo associant le dispositif expérimental INFILTRON-Exp au modèle d'interprétation INFILTRON-Mod. La méthodologie du projet repose sur quatre axes : (i) la mise au point du dispositif expérimental INFILTRON-Exp pour le suivi de l'infiltration d'eau (fonction infiltration) et du transfert de nano-traceurs (fonction filtration); (ii) le design et la production des nano-traceurs; (iii) la validation des nano-traceurs en conditions contrôlées (laboratoire); (iv) le développement du modèle INFILTRON-Mod pour interpréter les données. INFILTRON propose un infiltromètre de grande taille permettant d'activer la perméabilité à grande échelle et de suivre les nano-traceurs, fabriqués pour simuler des polluants, être détectables par radar géologique et écologiquement inoffensifs.

#### Résultats majeurs

Le projet INFILTRON a fourni des informations précieuses sur les nano-polluants émergents et les communautés bactériennes dans les eaux pluviales, ainsi que sur leur transfert dans les sols (à travers des colonnes de laboratoire). Le projet a aussi permis de développer un ensemble de dispositifs d'infiltrométrie, comprenant un infiltromètre de grande taille et une série d'infiltromètres automatisés de taille standard, en les couplant à un radar géologique pour la détection de l'eau et des nano-traceurs injectés (INFILTRON-Exp). INFILTRON-Exp a été validé sur le terrain et s'est avéré très efficace pour caractériser l'infiltration d'eau, les écoulements préférentiels et le transfert des nano-traceurs. Ces derniers fournissent une base intéressante pour la simulation de nanopolluants modèles, en termes de détectabilité et de comportement contrôlé. Enfin, les premiers éléments

d'INFILTRON-Mod ont été mis en place, avec un cadre de modélisation développé pour les données générées par INFILTRON-Exp ainsi que pour les systèmes d'infiltration réels. En plus de ces réalisations, de nombreuses études et investigations ont été menées pour améliorer la caractérisation hydraulique des sols, ainsi que la modélisation de l'infiltration et des transferts de polluants dans des sols hétérogènes.

#### Production scientifique et valorisation

Asry A., et al. (2023) Sets of infiltration models for water infiltration in sustainable urban drainage systems, *Journal of Hydrology*, 623, p. 129477.

Colin Y., et al. (2020) Coalescence of bacterial groups originating from urban runoffs and artificial infiltration systems among aquifer micro-biomes, *Hydrology and Earth System Sciences*, 24, pp. 4257-4273.

Concialdi P., et al. (2020) An open-source instrumentation package for intensive soil hydraulic characterization, *Journal of Hydrology*, 582, p. 124492.

Raimbault J., et al. (2021) Investigating the impact of exit effects on solute transport in macroporous media, *Hydrology and Earth System Sciences*, 25, pp. 671-683.

**Début du projet : 2018 | Durée : 60 mois**

**Financement ANR : 624 812 €**

**Partenaires**

Université Claude Bernard - Lyon 1 | Université Gustave Eiffel | Nano-H | University of Melbourne (Australie) | Monash University (Australie) | University of Palermo (Italie)

**Coordination**

Laurent Lassabatere - UMR 5023, LEHNA, Université Claude Bernard - Lyon 1
laurent.lassabatere@entpe.fr

<figure><img src="image_46.png" /></figure>

Projet INFILTRON : tâches principales et produits.
© L. Lassabatere, projet INFILTRON.
### LUNNE

## La Lumière la Nuit Nuit à l'Environnement

### Rappel des objectifs

L'aménagement nocturne de villes durables passe par une utilisation parcimonieuse de l'éclairage artificiel la nuit (Artificial Light at Night - ALAN) pour répondre aux besoins sociétaux de sécurité, de mobilité, de vie économique et sociale, tout en limitant les consommations d'énergie, les nuisances pour les humains, pour le climat et pour l'environnement. Mais pour promouvoir la sobriété lumineuse, les modifications de l'éclairage doivent être acceptables par la population et réalisables techniquement.

L'extinction de l'ALAN n'étant pas toujours une option acceptable, il est nécessaire de comprendre les contraintes et les besoins des différents acteurs pour promouvoir un éclairage urbain soutenable. Le développement de la smart city et les possibilités offertes par la technologie LED offrent des stratégies de réduction de l'ALAN tout en contrôlant leur impact sur la qualité de vie des usagers et sur les écosystèmes.

Le projet LUNNE aborde plusieurs verrous scientifiques associés à la réduction de l'ALAN : (i) une quantification plus adaptée de l'impact de stratégies de réduction de l'ALAN sur les écosystèmes à travers le développement de nouveaux indicateurs à différentes échelles spatiales ; (ii) une meilleure connaissance et quantification de l'impact de ces stratégies sur les usagers (mobilité, sécurité, ambiances nocturnes) ; (iii) une meilleure compréhension des freins et des leviers à l'acceptabilité de ces politiques publiques d'éclairage.

Ces trois dimensions se rejoignent dans la proposition d'indicateurs, de méthodes et de pistes d'action pour aider les collectivités à faire évoluer leur éclairage en tenant compte des spécificités de leur terri-toire. L'impact des modifications d'éclairage sera étudié en associant la collecte de données comportementales dans des observatoires urbains, le recueil de données subjectives et comportementales par enquêtes, des mesures photométriques et des modèles de calcul.

**Début du projet : 2023 | Durée : 42 mois**

**Financement ANR : 463 848 €**

**Partenaires**

Montpellier Méditerranée Métropole | Rennes Métropole |
Territoire Energie Tarn | École Nationale Supérieure
d'Architecture de Nantes, Université Rennes 2 | Institut
National Polytechnique Toulouse | Cerema

**Coordination**

Roland Brémond - Université Gustave Eiffel
roland.bremond@univ-eiffel.fr

<figure><img src="image_47.png" /><figcaption>Éclairage urbain, Montpellier.
© R. Brémond, projet LUNNE.</figcaption></figure>
# MEGAPOLI-PARIS

## Pollution des AéRosols : Impact sur la qualité de l'air et quantification des Sources

### Rappel des objectifs

Les particules (ou aérosols) ont un impact majeur sur la qualité de l'air des grandes mégapoles. L'aérosol organique constitue une fraction majeure de l'aérosol fin. Le projet MEGAPOLI vise en particulier à une meilleure caractérisation des sources d'émissions et voies de formation de l'aérosol organique, encore mal quantifiées. Pour ceci, une campagne de terrain d'envergure a été organisée en région parisienne, mégapole de caractère tertiaire, pour rassembler une base de données de mesures au sol et par avion à la fois de la composition chimique des aérosols et de ses précurseurs gazeux, au sein de l'agglomération et dans ses environs.

Pour remplir ces objectifs, un consortium de 25 équipes françaises et européennes a déployé un vaste ensemble instrumental lors de deux volets d'été et d'hiver en juillet 2009 et en janvier-février 2010. Sur trois sites primaires urbains et péri-urbains et sur plusieurs sites secondaires, une instrumentation très complète, alliant mesures in situ rapides des propriétés physico-chimiques et de composition chimique de l'aérosol, et de la phase gazeuse, incluant une mesure des radicaux, a été mise en œuvre. Des observations aéroportées, à partir des avions de recherche français ATR-42 et Piper Aztec, ont permis de documenter l'évolution chimique du panache de pollution de l'agglomération. En parallèle, des simulations numériques avec un modèle chimique très détaillé (GECKO-A) et le modèle de qualité de l'air CHIMERE (https://www.lmd.ipsl.fr/modelisations/chimere/) ont visé une analyse fine des processus de formation d'aérosol lors de la campagne et l'évaluation des scénarios de réductions d'émissions pour des échéances plus longues.

### Résultats majeurs

L'origine des particules fines en région parisienne a pu être déterminée à partir d'un faisceau de différents types de mesures et de traitements statistiques. Nos travaux montrent une source importante d'aérosol fin organique due à la combustion de bois en hiver, mais également une source due aux activités de cuisine en hiver et en été. En été, l'aérosol organique présent en agglomération parisienne est majoritairement transporté depuis l'extérieur et d'origine biogénique. S'y ajoute dans le panache de l'agglomération une quantité significative d'aérosol organique formé à partir de composés organiques volatils d'origine anthropique.

Les campagnes de terrain en été et en hiver ont permis de mettre en evidence l'importance de la source hétérogène de l'acide nitreux en tant que source du radical OH.

La prise en compte du schéma Volatility Basis set dans le modèle CHIMERE permet d'améliorer les simulations surtout en été, par rapport à une simulation avec un schéma d'aérosol classique.

Le projet a inspiré la mise en place du projet ACROSS (Atmospheric Chemistry of the Suburban Forest) dans le cadre de l'appel Make our Planet Great again de France 2030.

### Production scientifique et valorisation

Beekmann M., et al. (2015) In situ, satellite measurement and model evidence on the dominant regional contribution to fine particulate matter levels in the Paris megacity, Atmospheric Chemistry and Physics, 15, pp. 9577-9591.

Borbon A., et al. (2013) Emission ratios of anthropogenic volatile organic compounds in northern mid-latitude megacities: Observations versus emission inventories in Los Angeles and Paris, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 118, pp. 2041-2057.

Michoud V., et al. (2012) Radical budget analysis in a suburban European site during the MEGAPOLI summer field campaign, Atmospheric Chemistry and Physics, 12, pp. 11951-11974.

Zhang Q.J., et al. (2013) Formation of organic aerosol in the Paris region during the MEGAPOLI summer campaign: evaluation of the volatility-basis-set approach within the CHIMERE model, Atmospheric Chemistry and Physics, 13, pp. 5767-5790.

Début du projet : 2009 | Durée : 36 mois
Financement ANR : 500 000 €

#### Partenaires

AIRPARIF IINERIS IINSU | Université Grenoble Alpes | Université Versailles Saint-Quentin

#### Coordination

Matthias Beekmann - INSU
matthias.beekmann@lisa.ipsl.fr

<caption>Campagne MEGAPOLI en été 2009 : site du SIRTA, de l'École Polytechnique à Palaiseau (en haut) ; avion de recherche français ATR42 (en bas à gauche) ; installation d'un container de mesure au site du Service Parisien de la Santé Environnementale (en bas à droite).</caption>

© Projet MEGAPOLI-PARIS.

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# SYMEXPO

### Approche systémique pour l'évaluation de l'impact de la mobilité urbaine sur les expositions aux pollutions environnementales

## Rappel des objectifs

Le projet SYMEXPO vise à développer une approche systémique pour évaluer l'impact de la mobilité urbaine sur l'exposition aux pollutions environnementales, basée sur un cadre de modélisation où un citadin est représenté comme un agent mobile évoluant dans un champ de pollution (bruit et polluants atmosphériques) soumis à des variations spatiales et temporelles. Les avancées scientifiques attendues sont les suivantes :

- L'utilisation de l'analyse des données pour mieux comprendre : (i) quels facteurs de mobilité individuelle (mode de transport, activités, etc.) sont associés à des expositions élevées ; (ii) quels indicateurs reflètent les effets de la dynamique temporelle des expositions.

- La construction des chaînes de modélisation intégrées en open source capables de déterminer les variations spatiales et temporelles des pollutions, et basées sur des modèles de trafic capturant les effets des politiques de mobilité. Deux échelles sont considérées, à savoir le quartier et l'échelle métropolitaine, nécessitant deux modèles de trafic différents, SYMUVIA et MATSim, calibrés sur le même site d'étude dans la métropole de Lyon. La chaîne de modélisation pour le bruit s'appuiera sur le logiciel *NoiseModelling*. La chaîne de modélisation pour les polluants atmosphériques s'appuiera sur HBEFA et SIRANE.

- La proposition d'un cadre d'évaluation multicritère pour les politiques de mobilité, intégrant la dimension de la justice environnementale et tenant compte de la mobilité de l'agent.

## Résultats majeurs

Les principales avancées scientifiques du projet comprennent :

- L'élaboration et les réflexions sur les chaînes de modélisation, pour l'estimation du bruit et des polluants atmosphériques, à l'échelle de la métropole, et à l'échelle du quartier.

- La conceptualisation de méthodes et d'indicateurs pour des analyses d'impact incluant la mobilité des personnes, et la prise en compte du statut sociodémographique.

- L'analyse de l'incidence des pratiques de mobilité sur l'exposition au bruit, au travers d'analyses issues de données de cohortes.

Au-delà de ces avancées scientifiques, le projet a permis des rapprochements et nouvelles collaborations avec :

- KTH (Stockholm, Suède), autour de l'étude des impacts du bruit (nouveaux indicateurs, prise en compte de la dynamique du bruit). Cette collaboration s'est matérialisée par l'accueil de Johan Nygren à l'UMRAE, et se poursuivra par le début d'une thèse co-encadrée en novembre 2023 (programme Clear-Doc).

- Le laboratoire MAST de l'université Gustave Eiffel, autour de l'étude de l'impact acoustique des chantiers, avec prise en compte de la dynamique du bruit et la proposition de nouveaux indicateurs.

## Production scientifique et valorisation

Gastineau P., et al. (2023) Modeling exposure to mobility-related: Review and key challenges, accepted, *Transportation Research Record*. Le Bescond V., et al. (2023) Population noise exposure modelling using large scale multi-agent simulation. *Proceedings of Forum Acusticum* 2023, 11-15 September 2023, Torino, Italy.

Fancello G., et al. (2023) Moving beyond the residential neighbourhood for the assessment of daily noise exposure: experimental evidence with space time activity data. *Proceedings of Forum Acusticum* 2023, 11-15 September 2023, Torino, Italy.

Tirico M., et al. (2023) Assessing pollutant emissions on an urban area using different traffic simulation approaches: multi-agent modelling and microscopic modelling. *Proceedings of TAP and S&E conference* 2023, 25-26 September, Gothenburg, Sweden.

Début du projet : 2021 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 601 877 €

Partenaires

Université Gustave Eiffel I ENTPE I Inserm I INSA Lyon I Acoucité I Atmo Aura

Coordination

Arnaud Can – Université Gustave Eiffel
Arnaud.can@univ-eiffel.fr

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Capture écran de la carte de bruit dynamique issue du couplage entre le modèle de trafic SYMUVIA et le modèle de prévision du bruit NoiseModelling (résolution temporelle : 1 seconde). Les points violets représentent la position des véhicules et les surfaces les niveaux sonores à l'instant représenté.

© Projet SYMEXPO.
# TRAFIPOLLU

## Modélisation multi-échelles de la pollution due au trafic dans un environnement urbain

### Rappel des objectifs

Le projet TRAFIPOLLU a pour objectif principal le développement d'outils intégrés d'aide à la décision, permettant d'observer, d'analyser et de modéliser les flux de polluants liés au trafic à travers les échelles, dans un environnement urbain. Il a permis de mettre en œuvre aux différentes échelles urbaines (rue, quartier et ville) les chaînes de modélisation permettant de prévoir : (i) le comportement du trafic ; (ii) les émissions de polluants associés ; (iii) la dispersion des polluants dans l'atmosphère ; (iv) le dépôt de ces polluants ; (v) leur transfert dans l'eau et dans les sols. Une analyse approfondie des interfaces entre modèles a été menée au travers d'études de sensibilité aux données d'entrée et de comparaison de modèles.

De plus, les phénomènes étudiés comprennent une forte variabilité sur de grandes gammes d'échelles spatio-temporelles, ce qui a conduit à mener des analyses à travers les échelles des observations et des modélisations.

Enfin, l'accent a été mis sur le problème des données pour répondre aux besoins des différentes modélisations. Afin de valider la chaîne de modèles utilisée à l'échelle la plus fine, une expérimentation multimilieux d'envergure a été réalisée. Les résultats de l'expérimentation à l'échelle locale ont permis de mettre en avant la prédominance de certains phénomènes, ainsi que d'interroger les différents modèles et leur paramétrisation.

### Résultats majeurs

À l'échelle locale, les observations ont permis d'interroger les modélisations : faible corrélation entre trafic et concentrations, re-suspension des particules dans l'air non négligeable, prédominance de l'arrachement lié à la pluie, contribution atmosphérique aux dépôts accumulés et contamination des sols par infiltration limitée.

Aux échelles supérieures, plusieurs chaînes de modélisation intégrant les différents milieux ont produit des résultats contrastés selon les polluants étudiés : sensibilité aux données d'entrée des émissions et concentrations, comparaison de modèles de flux d'eau et de polluants. La génération de données urbaines augmentées a permis d'accompagner le travail de modélisation. D'autre part, une chaîne de modélisation opérationnelle trafic-émission-air a été mise en œuvre (démonstrateur). Cela a notamment permis d'analyser l'impact de la

entreprise en compte du bâti dans les modèles de dispersion et de différents scénarios de trafic sur la qualité de l'air. Concernant la modélisation hydrologique, de nouveaux modèles ont été proposés et une nouvelle plateforme a permis de reproduire le pic de pollution observé à l'exutoire.

Concernant la tâche de traversée d'échelle, des analyses statistiques du premier et second ordre, fractales et multifractales ont été effectuées sur les données de l'expérimentation. Ces valeurs empiriques contribueront à évaluer les modèles et à générer des modèles stochastiques de prévision dans un futur proche.

### Production scientifique et valorisation

Hong Y., et al. (2016) New insights into the urban washoff process with detailed physical modelling, *Science of The Total Environment*, 573, pp. 924-936.

Hong Y., et al. (2016) A new approach of monitoring and physical-ly-based modelling to investigate urban wash-off process on a road catchment near Paris, *Water Research*, 102, pp. 96-108.

Hong Y., et al. (2016) Development and assessment of the physical-ly-based 2D/1D model «trenoe» for urban stormwater quantity and quality modelling, *Water*, 8 (12).

Lejri D., et al. (2018) Accounting for traffic speed dynamics when calculating COPERT and PHEM pollutant emissions at the urban scale, *Transportation Research Part D: Transport and Environment*, 63, pp. 588-603.

**Début du projet : 2013 | Durée : 45 mois**

**Financement ANR : 999 996 €**

**Partenaires**

Université Gustave Eiffel | École des Ponts Paritech | Centre d'Études Techniques de l'Équipement - Île-de-France | Airparif IIGN

**Coordination**

Ludovic Leclercq – Université Gustave Eiffel
ludovic.leclercq@univ-eiffel.fr

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Évolution relative des émissions de PM10 sur le réseau Trafipollu, un jour ouvré, pour le scénario « régulation de trafic » par rapport au scénario de référence, exprimée en pourcentage.
© E. Lecoeur, projet Trafipollu.
# Chapitre 3

## MOBILITÉ DOUCE

Sonia Chardonnel (Laboratoire Pacte, CNRS)

La régulation des mobilités spatiales quotidiennes est devenue un objectif majeur de l'adaptation des territoires pour faire face aux effets déjà visibles du changement climatique et ainsi contribuer à l'atténuation du réchauffement global. Responsable de 23 % des émissions de gaz à effet de serre dans l'Union européenne et de 30 % en France (selon l'AEE, 2023), le transport est le seul secteur dont le taux n'a pas diminué ces trente dernières années, augmentant, au contraire, de plus de 16 %. Si l'accès généralisé à l'automobile a contribué à transformer les modes d'habiter et à élargir les espaces de vie, les déplacements motorisés individuels sont en contrepartie responsables pour une bonne part de la dégradation de la qualité de l'air des villes et de l'augmentation de la sédentarité des personnes, impactant donc directement la santé des populations.

En France, les enjeux environnementaux et sanitaires liés à la mobilité des personnes ont été déclinés sous différents angles dans les politiques urbaines depuis la fin des années 1990 articulant : le droit au transport (LOTI, 1982), la protection de l'environnement (LAURE, 1996 ; Grenelle 1, 2009 et Grenelle 2, 2010) avec des dispositifs visant le développement des modes « doux », l'accessibilité physique généralisée (Loi sur l'égalité des chances, 2005) obligeant à considérer la chaîne de déplacements sans rupture entre modes de transport et espaces publics. Dans cet élan, la dernière Loi d'orientation des mobilités (2019) appelle à une « transformation profonde de la politique pour les mobilités » afin de répondre aux besoins d'accessibilité dans tous les territoires sans dépendre uniquement de l'automobile. Ainsi, les nouvelles autorités organisatrices des

mobilités, initialement compétentes sur les transports publics, ont vu leur rôle se renforcer au cours de ces dernières décennies pour concourir au développement de modes de déplacement non motorisés, la marche et le vélo guidant aujourd'hui la mise en place d'infrastructures et de dispositifs urbains innovants dans les Plans de Mobilité.

Les recherches présentées dans cette section s'inscrivent dans ce contexte de transformation des logiques d'aménagement urbain et de développement des transports. Elles apportent des connaissances importantes pour comprendre les dynamiques de changements dans les pratiques d'une part et pour accompagner le développement de solutions sociotechniques pour des mobilités urbaines durables d'autre part.

L'évolution des usages des modes de transport est analysée à plusieurs échelles spatiales et temporelles. À l'échelle nationale, le projet MoDe (page 102) démontre que la « démotorisation » des ménages s'opère encore de manière limitée et sur le temps long, étant somme toute envisageable si les alternatives proposées sont adaptées aux besoins des individus.

En complément, d'autres résultats insistent sur la nécessité de développer des environnements urbains favorisant le potentiel de la marche (VQM, page 108) ou du vélo (Velotactique, page 107) interrogeant ainsi le « potentiel d'accueil » des territoires aux nouveaux modes (URFE, page 105). Au défi de fabriquer des villes hospitalières pour les modes doux, s'ajoute alors celui de les rendre sécures au regard des infrastructures et des autres modes de transport pour éviter les conflits d'usage et les accidents (Cyclope, page 100, URFE).
L'enjeu de « marchabilité » et de « cyclabilité » semble encore plus essentiel lorsque l'on s'intéresse aux populations enfantines (MOBIKIDS, page 101) dont l'autonomie de déplacement (sans adulte accompagnateur), qui a beaucoup diminué ces dernières décennies, doit être favorisée par des espaces « capacitants » qui aident au développement de l'enfant, à sa socialisation et à son inclusion dans l'espace public urbain. Au-delà du cas des enfants, les politiques de mobilité durable doivent aussi être interrogées sous l'angle critique de leurs effets en termes de cohésion sociale et d'inégalités (RED, page 104) au risque de les rendre inefficaces et illégitimes.

Enfin, l'apparition de nouvelles offres de transport associées aux modes doux comme le vélo en libre-service (VEL'INNOV, page 106) ou les petits engins électriques (NewMob, page 103) engage les chercheurs à questionner les mécanismes d'adoption de ces innovations (par qui, comment) et à observer l'apparition de nouvelles manières de se déplacer en milieu urbain (où, quand).

Ce florilège de résultats de recherche s'appuie sur des équipes aux compétences et disciplines variées et complémentaires, associant des sciences humaines avec des sciences de l'information et de l'ingénieur. Très ancrées dans la réalité des terrains observés et des innovations analysées, ces recherches font aussi l'objet de partenariats fructueux avec des acteurs de la mobilité publics et privés.
### CYCLOPE

### CYCLO Protection électronique des cyclistes

#### Rappel des objectifs

L'objectif du projet collaboratif CYCLOPE est de développer des solutions techniques pour améliorer la sécurité et le sentiment de sécurité des cyclistes dans le trafic des bus urbains, entraînant un plus grand confort des conducteurs de bus.

Pour alerter le cycliste de la présence d'un bus, l'un des moyens utilisés a été l'exploitation des signaux de communication radio émis par le bus vers son poste de contrôle. Quant à la présence d'un cycliste dans l'environnement proche du bus, ce sont les signaux d'un système anticollision de type radar ultra large bande à faible coût qui ont été traités.

Des scenarios ont été sélectionnés pour leur dangerosité intégrant des situations de conflits entre le bus et le vélo. Des études de comportement ont pu être menées sur un simulateur de conduite de vélo et un simulateur de conduite automobile avec plusieurs dizaines de participants.

Les dispositifs d'alarme informant le cycliste de la présence d'un bus dans son environnement ont ainsi pu être testés sur le simulateur vélo. L'expérience réalisée dans le simulateur de conduite automobile a permis de quantifier la dangerosité des comportements que pourraient adopter les cyclistes qui en seraient équipés.

Nous avons pu dimensionner, réaliser et mesurer un dispositif permettant d'augmenter la visibilité d'un ensemble vélo-cycliste éclairé par une onde radar émise par un bus. Une validation expérimentale d'un système embarqué d'alerte sur le vélo a aussi été réalisée au travers des campagnes de mesures sur le site de l'exploitant à Rennes.

#### Résultats majeurs

Le projet a permis une amélioration des fonctionnalités d'immersion du simulateur vélo à Marne-la-Vallée en tant qu'équipement scientifique unique en France.

L'utilisation de dispositifs spéciaux (métamatériaux, dièdre) a permis d'augmenter la Surface Équivalente Radar (SER) du cycliste afin qu'il soit mieux détecté par les radars anticollision des véhicules routiers.

Le traitement des signaux électromagnétiques couplé à des algorithmes spécifiques et l'association des radars ULB et des algorithmes de deep learning ont offert une meilleure reconnaissance des différentes signatures des usagers de la route, automobilistes et cyclistes.

Dès 2014, nous avons eu l'intuition que le mode vélo allait se développer fortement en milieu urbain et que la sécurité des cyclistes allait devenir un enjeu fort de société. Les chiffres de la sécurité routière

nous donnent raison aujourd'hui. Le développement des Engins de Déplacement Personnel (EDP type trottinettes électriques) va encore augmenter le risque d'accidents.

Les prototypes que nous avons imaginés, développés et testés, sur simulateurs vélo et automobile, avec des utilisateurs, ainsi que sur site, sont transposables à ces nouveaux modes. Ils offrent des solutions à bas coût qui s'appuient sur des équipements électromagnétiques existants sur les bus et également sur les automobiles. De plus, le déploiement de véhicules autonomes obligera à une plus grande protection des cycles et des EDP.

#### Production scientifique et valorisation

Srour H., et al. (2018) Analysis of the Retrodirective Mechanism of a Flattened Dihedral, *IET Microwaves Antennas and Propagation*, 12 (5), pp. 699-705.

Sadli R., et al. (2018) UWB radar recognition system based on HOS and SVMs, *IET Radar, Sonar & Navigation*, 12(10), pp. 1137-1145.

Laurent S., et al. (2017) La mobilité sous toutes ses formes au service des collectivités et des citoyens, *Mobilité urbaine des cyclistes : sécurité par le nombre*, 16-17 octobre 2017, Université Laval-Qébec.

Sadli R., et al. (2017) Statistics on Ultra Wideband Short-Range Radar (UWB-SRR) for Cyclist Detection, 3rd Annual International Conference on Transportation, Athens, Greece:The 4th Order, 5-8 June 2017.

Gillard R., Méric S. (2017) Plateau TV, Espace des Sciences, fête de la Science, https://www.youtube.com/watch?v=6eyRdE0BgtY&feature=youtu.be&t=1m59s, 7 octobre 2017.

Méric S., et al. (2016) fondation BPO : Projet de « dièdre aplati », lauréat 2016 sur le thème « PROJETS DU FUTUR ».

**Début du projet : 2014 | Durée : 54 mois**

**Financement ANR : 698 590 €**

**Partenaires**

KEOLIS Rennes | Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis | CNRS

**Coordination**

Guillaume Uster – Université Gustave Eiffel – guillaume.uster@univ-eiffel.fr

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Cycliste sur simulateur de vélo en immersion virtuelle dans le trafic.
© Université Gustave Eiffel, projet CYCLOPE.
# MOBIKIDS

## Le rôle des cultures éducatives urbaines (CEU) dans l'évolution des mobilités quotidiennes et des contextes de vie des enfants. Collecte et analyse de traces géolocalisées et enrichies sémantiquement

### Rappel des objectifs

Le programme MOBIKIDS vise à comprendre comment évoluent les mobilités et l'autonomie des enfants en ville dans un contexte de transformation des modes de vie et d'encouragement aux modes actifs. Cette recherche interdisciplinaire analyse les rôles des contextes urbains, des expériences sensibles et des cultures éducatives urbaines dans le processus d'autonomie des déplacements des enfants.
Un protocole de collecte, basé sur des méthodes mixtes, a été mis en œuvre dans des écoles de deux communes de l'agglomération de Rennes Métropole. Une enquête est menée auprès de 90 familles et répétée sur deux périodes scolaires (CM2 et 6°). Dans chaque famille, un enfant et un parent passent trois phases d'enquête : d'abord, ils sont équipés d'un capteur GPS pour enregistrer l'ensemble de leurs positions géographiques, puis, ces traces sont enrichies au cours d'un entretien pour qualifier les modes de transport, les accompagne-ments, les activités et pour renseigner les rapports à l'espace, l'auto-nomie, la socialisation et les attitudes parentales. Enfin, une dernière phase permet d'observer le vécu des enfants en situation de mobilité sur le trajet école-domicile.

### Résultats majeurs

Suivant les tendances actuelles, les enfants enquêtés se déplacent majoritairement accompagnés et souvent en voiture. Le passage au collège marque une hausse de l'indépendance dans les trajets à la faveur de modes actifs, mais des nuances apparaissent selon le genre de l'enfant (i.e. les filles utilisent moins les modes actifs) et le contexte (i.e. l'indépendance augmente plus fortement en milieu urbain). Être capable de se déplacer seul s'accorde aussi avec la capacité de faire face à des situations inattendues auxquelles les enfants réagissent variablement selon les styles éducatifs des parents. Si les enfants passent beaucoup de temps dans des lieux programmés pour leurs activités, des situations spontanées émergent montrant l'importance des pratiques informelles dans l'espace public. Enfin, les sensibilités des enfants à l'environnement participent au développement de com-pétences (cognitives, gestuelles, émotionnelles) pour se déplacer.
En conclusion, l'autonomie des enfants relève de la capacité à s'adap-ter à des situations nouvelles et à développer ses propres expériences.
Ceci nécessite que l'enfant chemine dans des espaces qui facilitent l'accès aux activités et favorisent des expériences plus informelles.
S'intéresser à la mobilité des enfants contribue à porter une attention

particulière à la qualité des espaces urbains, à leur potentiel récréatif, socialisant et autonomisant.
Sur le plan méthodologique, le programme livre un dispositif de col-lecte et traitements de données incluant des capteurs GPS (traces brutes), une plateforme de stockage et prétraitements, un question-naire d'enrichissement (traces sémantiques et narratives) sur dispositif mobile et un protocole de parcours commentés (traces sensibles). Enfin, des outils d'analyse statistique et de visualisation des traces ont été conçus pour faciliter l'exploration des patterns d'activité et de mobilité.

### Production scientifique et valorisation

Depeau S., et al. (2023) When children move to middle school: a small transition or a major change in their daily travel autonomy?, *Articulo - Journal of Urban Research*.

Audas N., et al. (2023) Les expériences sensibles enfantines dans le processus d'autonomisation, *Strenæ*.

Chardonnel S., et al. (2021) La trace : notion partagée pour une recherche interdisciplinaire sur la mobilité des enfants. *EspacesTemps.net*.

Durodier S., et al. (2020) Diagnostic qualité et apurement des don-ées de mobilité quotidienne issues de l'enquête mixte et longitudi-nale MOBIKIDS. *Revue Internationale de Géomatique, Lavoisier, 30* (1-2), pp. 127-148.

Moreau C., (2021) Fouille de séquences de mobilité sémantique : sur l'élaboration de mesures pour la comparaison, l'analyse et la décou-verte de comportements, Thèse de doctorat en informatique de l'Uni-versité de Tours.

Début du projet : 2017 | Durée : 42 mois

Financement ANR : 501 473 €

Partenaires

Université de Grenoble Alpes | ENSA Grenoble | Université

Tours | ALKANTE SAS | RF TRACK SAS

Coordination

Sandrine Depeau - CNRS -

mobikids@services.cnrs.fr

Illustrations des déplacements et des lieux fréquentés par les familles. La visualisation en 3D représente le nombre cumulé de parents (cube bleu) et d'enfants (orange) présents dans un lieu.

© S. Depeau, C. Kerouanton, A. Lepetit, B. Mericskay, CC-BY-NC-ND 4, projet MOBIKIDS.

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# MoDe
### Motifs de démotorisation dans les aires urbaines françaises

#### Rappel des objectifs

Au regard des enjeux sanitaires, énergétiques et climatiques, la perspective de quartiers ou de villes sans voiture ou avec un nombre réduit de voitures, commence à être envisagée par les autorités publiques. Le projet MoDe s'est intéressé aux enjeux de la démotorisation en France. La recherche s'est appuyée sur des données nationales et sur trois enquêtes : la première, par questionnaire, auprès de 2 000 ménages français, et les deux autres par entretiens biographiques auprès d'une cinquantaine de ménages démotorisés et d'acteurs publics en charge des politiques de transport et d'aménagement. Les entretiens ont ciblé quatre aires urbaines (Paris, Lyon, Bordeaux et Dijon).

#### Résultats majeurs

La démotorisation est très minoritaire (moins de 8 % des ménages français chaque année) et ne connaît pas d'augmentation. Elle est majoritairement liée à des situations fortement contraintes : pauvreté, absence de permis de conduire après le décès du conjoint, diminution de la taille du ménage, ou encore problèmes de santé. Néanmoins, les situations de démotorisation « choisie » sont en légère augmentation ces dernières années. Elles concernent surtout des ménages pluvotôt aisés habitant au centre d'une grande aire urbaine, notamment Paris.

L'analyse des processus de démotorisation confirme l'influence de facteurs subjectifs (comme le rapport à la voiture), des modalités de socialisation à la mobilité, et de certains événements biographiques : divorce, déménagement, passage à la retraite, etc. La démotorisation opère souvent sur des temporalités longues, actant des changements réalisés en amont dans l'organisation du quotidien. Aussi, si l'on veut inciter les ménages à se démotoriser, il faut les accompagner vers une reconfiguration de leur quotidien autour d'un format praticable sans voiture (ou avec une seule voiture), et cibler en priorité certaines étapes clés de leur cycle de vie.

Au plan politique, la démotorisation est devenue, dans les centres de certaines grandes métropoles, un marqueur de projets locaux, qui

s'introduit dans les politiques d'urbanisme et fait évoluer le métier des opérateurs urbains (aménagement et stationnement). En revanche, les politiques de restriction de l'usage de la voiture sont très peu envisagées dans des territoires moins denses où la voiture reste vue, par les usagers comme les acteurs publics, comme incontournable. Ces constats montrent l'urgence de mettre en œuvre des politiques d'aménagement et des alternatives à la voiture individuelle crédibles dans les territoires moins denses.

#### Production scientifique et valorisation

Belton Chevallier L., Cacciari J., Aguiléra A. (2023) Demotorization and space: The influence of spatial factors on car-dependency reduction in France. *Urban Planning*, 8(3), pp. 6-13.

Emery J., Motte B., Hivert L. (2021) Motifs de démotorisation des actifs et retraités dans les aires urbaines françaises: premiers résultats statistiques de l'enquête MoDe. *RTS-Recherche Transports Sécurité*, 18 p.

Korsu E., Aguilera A., Proulhac, L. (2021) La vie après-voiture, ou comment les ménages démotorisés s'adaptent à un quotidien sans voiture personnelle. *RTS-Recherche Transports Sécurité*, 13 p.

Thébert M., Jégou A. (2024) Sous les parkings, la plage ? La démotorisation des ménages comme nouvel horizon des politiques locales. Espace, Population, Sociétés, à paraître.

**Début du projet : 2017 | Durée : 48 mois**

**Financement ANR : 375 611 €**

**Partenaires**

Université Gustave Eiffel | Université de Bourgogne

**Coordination**

Anne Aguilera - Laboratoire Ville Mobilité Transport (LVMT), Université Gustave Eiffel - anne.aguilera@univ-eiffel.fr

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# NewMob

## Nouvelles mobilités : comportements et interactions avec les autres usagers

### Rappel des objectifs

La prise de conscience environnementale et la volonté des politiques de planification urbaine en faveur des villes « propres » font évoluer la mobilité urbaine. Cela se traduit par le développement de nouveaux usages de mobilités utilisant de nouvelles générations d'engins : trottinettes électriques, vélo à assistance électrique (VAE) et gyroroues. La multiplication de ces engins au côté des modes de déplacement classiques entraîne de nouvelles situations de mobilité et de nouvelles situations à risque.

Les chiffres montrent une augmentation des accidents pour ces usagers (ONISR, 2020). Chez les cyclistes, on note une hausse de 7 % des accidents entre 2018 et 2019 (5 % de ces accidents impliquent un VAE). Sur la même période, on note une augmentation de 17 % du nombre de blessés et 13 % des morts. Sur la période 2010-2019, le nombre de morts est en hausse de 34 % pour ces usagers.

Ces nouvelles mobilités inquiètent les pouvoirs publics et font émerger un besoin de redéfinir le partage des voies autorisé ou imposé par ces usagers.

Ce projet vise ainsi une meilleure compréhension des nouvelles situations de mobilité tant du point de vue des usages que des risques. Le projet s'appuie sur une approche pluridisciplinaire associant des tests sur la dynamique des véhicules, des données recueillies en situation réelle et des simulations en réalité virtuelle.

### Résultats majeurs

Le projet est actuellement dans sa phase de recueil de données. Les résultats attendus sont des connaissances sur : (i) l'usage des capacités dynamiques de ces véhicules et les comportements de conduite (vitesses, accélérations, styles de conduite, etc.); (ii) les processus cognitifs de ces usagers et leurs stratégies de gestion de la sécurité ; (iii) la cartographie (zone de mobilités, aménagements) et la caractérisation (nature, occurrence, facteurs, etc.) des situations à risque de ces usagers. La compréhension des nouvelles situations de mobilité ne

s'arrête pas au comportement des usagers de ces nouvelles mobilités : il est nécessaire de considérer la situation globale de conduite, c'est-à-dire en intégrant les autres usagers de la route au moyen d'environnements virtuels. Les résultats attendus portent sur les processus cognitifs et les déterminants du risque des autres usagers : les automobilistes, les piétons, etc. Ces résultats permettront d'aboutir à un modèle du comportement dans ces nouvelles situations, modèle qui fait défaut actuellement et qui est pourtant nécessaire en vue de concevoir des infrastructures, des réglementations ou des formations qui soient adaptées et efficaces. Les retombées applicatives porteront sur l'amélioration de la sécurité des usagers cibles et des autres usagers, tout en accompagnant le développement des mobilités actives.

### Production scientifique et valorisation

Naude C., et al. (2023) Braking and acceleration capabilities of e-bicycles, e-scooters and e-monowheels, 31st Annual Congress of the European Association for Accident Research and Analysis (EVU), Limassol-CYPRUS, 5-7 octobre 2023, 9 p.

Naude C., et al. (à paraître) Powered Micromobility on the Edge: The Reality of Critical Interactions with Other Road Users, 10th conference TRA (Transport Research Arena), Dublin-IRELAND, 6 p.

Début du projet : 2021 | Durée : 42 mois

Financement ANR : 830 148 €

Partenaires

Université Gustave Eiffel | MOVIDA Production | Ergocentre

Coordination

Philippe Cabon – Université Paris Cité –
philippe.cabon@u-paris.fr

<figure><img src="image_54.png" /></figure>

Instrumentation embarquée
pour le suivi des usagers de
trottinettes.

© UCE, LMA-ERGOCENTRE,
projet NewMob.
# RED
Les Risques Emergents de la mobilité Durable

## Rappel des objectifs

Freiner le système automobile et promouvoir des alternatives pour s'orienter vers un système de transport et de déplacements écologiquement soutenables est une priorité politique affichée à toutes les échelles de gouvernement (locale, nationale, internationale).

Si légitimes qu'elles soient d'un point de vue écologique, ces inflexions peuvent générer de nouveaux dysfonctionnements et de nouveaux risques au sein du système de circulation.

Or, il semble que la grandeur de la justification écologique relègue au rang d'impensés et d'angles morts les dysfonctionnements et risques émergents induits par les nouvelles politiques de mobilité durable. Grâce à la compréhension fine et territorialisée de l'évolution des usages et des pratiques de mobilité, il s'agit donc d'interroger l'efficacité mais aussi la légitimité des politiques contemporaines en faveur de la mobilité durable au prisme de trois risques : leur rôle par rapport au processus d'intensification de la spécialisation urbaine, leur effet dans le champ de la cohésion sociale et des inégalités, leur impact en termes de conflits d'usage et de sécurité des déplacements.

Ainsi, les recherches conduites analysent l'action publique territoriale et le déploiement spatialisé des objets et des aménagements de la mobilité durable, de leur phase de conception jusqu'à celle de leur réalisation et de leur mise en œuvre effective. Fédérant des géographes, des économistes, des aménageurs-urbanistes, des politistes, des psychologues, des ingénieurs en transport, ce projet mobilise les méthodes et cadres d'analyse des sciences humaines et sociales au service de cette approche territorialisée de la mobilité durable. Trois agglomérations, Marseille, Strasbourg et Caen, ont été observées. En complément, en contrepoint et en comparaison, d'autres territoires ont néanmoins été étudiés.

## Résultats majeurs

Les analyses territoriales conduites, par leur accumulation et leurs croisements, fournissent plus qu'une somme d'études de cas. Se dégagent en effet des recherches menées quelques tendances lourdes et enseignements généraux.

Ces travaux défendent l'idée que l'impératif d'attractivité et l'intensité des flux qui caractérisent nos sociétés urbaines jouent en défaveur d'une mobilité plus socialement et écologiquement soutenable. Ils

mettent en lumière, aussi, les incohérences de ces politiques souvent propices à des conflits d'usages sur les espaces publics. Mobilisant le concept d'ergonomie spatiale et ses outils, ils révèlent enfin que les marges de manœuvre des citadins pour changer de mode de déplacement sont inégalement réparties selon leur situation dans l'espace urbain.

## Production scientifique et valorisation

Reigner H., Brenac T. (2021) Les faux-semblants de la mobilité durable. Risques sociaux et environnementaux, Presses de la Sorbonne, collection Mobilité et société.

Fournier J.-Y., et al. (2016) Sécurité des piétons dans les rues équipées de couloirs réservés aux bus, *Recherche Transports Sécurité*, vol. 2016, no1/2, pp. 27-42.

Propeck-Zimmermann E., et al. (2018). Mapping and assessing territorial resilience through Spatial Ergonomics, *International Journal of Cartography*, 4(1), pp. 104-122.

Reigner H., Brenac T. (2019) Safe, sustainable... but depoliticized and uneven - A critical view of urban transport policies in France, *Transportation Research Part A*, 121, pp. 218-234.

Clabaux, N., Prix du « CNRS Images » 2016, concours Filmer sa recherche : « Se faufiler dans les embouteillages : quels risques pour les usagers des deux roues motorisés ? ».

Reigner H., France Culture, émission *Du Grain à Moudre*, « Faut-il chasser les voitures des villes ? », 23 août 2017.

Début du projet : 2014 | Durée : 60 mois

Financement ANR : 295 467 €

Partenaires

Université Gustave Eiffel | Université de Caen Basse

Normandie CNRS

Coordination

Hélène Reigner – Université d'Aix-Marseille –

helene.reigner@univ-amu.fr

Photomontage réalisé à partir de documents de communication produits par les collectivités locales présentant des projets en faveur de la mobilité durable.

© F. Hernandez, B. Romeyer, projet RED.

<figure><img src="image_55.png" /></figure>
# URFE

### Aménagement de l'espace urbain et mobilités à faible impact environnemental

#### Rappel des objectifs

Depuis quelques années, on assiste au développement de modes de déplacements recourant à des engins légers non motorisés ou à moteur électrique de faible puissance : vélos, vélos à assistance électrique, trottinettes électriques et autres engins de déplacement personnels. Cette évolution est en partie encouragée par les politiques publiques – concernant les cycles – et résulte également de l'émergence d'un marché (trottinettes électriques) et de nouveaux services développés par des opérateurs privés (free floating). URFE traite de l'hospitalité de l'espace urbain vis-à-vis de cette mobilité individuelle à faible impact environnemental, qui semble confrontée à divers obstacles : (i) des problèmes de sécurité persistants ; (ii) l'inadéquation des espaces urbains aux caractéristiques de ces modes et aux aspirations de leurs usagers ; (iii) une action publique qui, tout en cherchant à encourager les alternatives à l'automobile, doit faire face aux bouleversements apportés par ces pratiques émergentes, et leurs nouveaux acteurs. Il s'agit de mieux comprendre ces obstacles et les moyens de les surmonter. Le projet s'appuie sur des études de terrain, l'analyse de cas d'accidents, des enquêtes auprès des usagers et des acteurs publics de l'aménagement urbain, et ce, dans le cadre d'analyses spatialisées multi-échelles en accordant une large place aux spécificités des territoires étudiés : les métropoles de Marseille, Lyon, Strasbourg, et l'agglomération de Lausanne.

#### Résultats majeurs

Le premier volet du projet s'intéresse aux usagers de ces modes individuels légers et à leurs pratiques. Le volet 2 interroge le « potentiel d'accueil » du territoire dans ses dimensions relatives aux espaces publics, aux systèmes de déplacements, à l'intermodalité et à l'ergonomie spatiale. Le volet 3 s'intéresse enfin au rôle que peuvent tenir les acteurs pour infléchir ce potentiel d'accueil, dans le sens d'un territoire plus hospitalier vis-à-vis des pratiques, des modes de vie, des attentes et aspirations de ses habitants, favorisant ainsi la contribution de ces formes de mobilité à un développement plus soutenable. Le consortium est pluridisciplinaire et associe des agences d'urbanisme. Les enquêtes conduites auprès de plusieurs centaines de cyclistes sur les terrains de Lyon et de Marseille ont permis de mieux connaître les itinéraires empruntés par les cyclistes et les lieux

de collision et de chute. Les analyses suggèrent que l'usage des aménagements cyclables, tels qu'ils sont conçus actuellement, ne diminue pas sensiblement le risque d'accident. L'étude détaillée de plusieurs centaines de cas d'accidents a permis de décrire les principaux scénarios types d'accidents et d'en tirer des enseignements pour une conception plus sûre des voies cyclables. Concernant les usagers de vélos à assistance électrique, les analyses conduites n'ont pas permis de mettre en évidence une accidentalité particulière.

#### Production scientifique et valorisation

Clabaux N., et al. (2021) Sécurité des usagers de vélos à assistance électrique en ville. Similitudes et dissemblances avec les utilisateurs de vélos traditionnels, *Recherche transports sécurité*, vol.2021, 16 p.
Pillonnet P.J., et al. (2023) Collision and fall rates by regular cyclists on bicycle facilities, *Transportation Research Procedia*, volume 72, pp. 3832-3836.

Rabaud M., Richer C. (2022) Quand les engins de déplacement personnel transforment la mobilité urbaine, in : Cerema, *Les mobilités décarbonnées : un défi global*. Ed. Cerema, Coll. Les Dossiers, pp. 59-62.

Richer C., Rabaud M. (2022) Le retour du vélo dans les métropoles ?, in : Cerema, *Mobilités du quotidien. Comprendre les années 2010-2020 pour mieux appréhender demain*. Ed. Cerema, coll. Références, pp. 96-103.

**Début du projet : 2020 | Durée : 50 mois**

**Financement ANR : 410 238 €**

**Partenaires**

CNRS | Université d'Aix-Marseille I Université de Caen Bassel

INormandie I Cerema I Université de Lausanne (Suisse)

**Coordination**

Frédérique Hernandez – Université Gustave Eiffel –
frederique.hernandez@univ-eiffel.fr

<figure><img src="image_56.png" /><figcaption>Réaménagement d'une artère urbaine intégrant un réseau dédié aux modes individuels légers.</figcaption></figure>

© C. Richer, projet URFE.
# VEL'INNOV

## Les vélos en libre-service automatisé. Un système socio-technique innovant et ses appropriations sociales

### Rappel des objectifs

Le projet VEL'INNOV s'intéresse à l'innovation sociotechnique que représentent les systèmes de location instantanée de vélos en libre-service (VLS) urbains. Il repose sur un partenariat associant un consortium de six laboratoires de l'université de Lyon et de l'École Polytechnique de Montréal, un opérateur industriel international (JCDecaux Cyclocity) et une collectivité locale (le Grand Lyon).

Le consortium de recherche rassemble un large faisceau de disciplines et compétences scientifiques (économie des transports, sociologie, géographie et géomatique, physique statistique et des systèmes complexes, traitement statistique du signal, fouille de données, informatique). Vélo'v, le service de location de VLS opérationnel depuis 2005, est l'un des premiers systèmes de ce type mis en place par Cyclocity. La pertinence de nos résultats a été analysée par cooperation aux systèmes de VLS Bixi à Montréal (Canada) et à VLS Cyclocity à Valence (Espagne).

Ce projet de recherche s'est donné comme objectifs : (i) la caractérisation du VLS comme système sociotechnique évolutif et sa modélisation ; (ii) l'analyse des modes d'appropriation individuels et collectifs de cette innovation sociotechnique et les mutations des pratiques et des représentations qui l'accompagnent ; (iii) l'élaboration, sur cet objet particulier, d'un ensemble d'outils et de méthodes statistiques fondé sur l'analyse des systèmes complexes et la mise en place d'un dispositif spécifique de collaboration interdisciplinaire.

### Résultats majeurs

Le projet VEL'INNOV sur les systèmes VLS (notamment sur Vélo'v et Bixi) met en évidence finement, et permet de mieux comprendre les rythmes temporels et spatiaux d'usage de ce type de système, en associant de manière automatique des quartiers de ville à des usages. Des méthodes originales d'analyse ont été développées, notamment la mise au point d'un prototype de web mapping interactif grâce aux outils et techniques SIC utilisées. L'élaboration de modèles de génération de la demande journalière en VLS selon l'environnement socio-économique des stations a également contribué à cette meilleure compréhension des usages des VLS. Ces modèles ont été valorisés dans les études de développement de Vélo'v pour le Grand Lyon. L'analyse des usages et des usagers a permis de dégager les modalités

et obstacles à l'adoption du VLS, notamment selon le genre et l'âge. L'intégration de Vélo'v dans la panoplie des modes de déplacements (à travers l'abonnement annuel) est liée à une certaine proximité résidentielle aux stations. Toutefois, la prédisposition des individus aux positions sociales plus élevées à utiliser le système de VLS interroge les politiques publiques.

La comparaison de trois villes équipées de systèmes de VLS (Lyon, Valence, Montréal) a mis en évidence des similitudes remarquables quant aux catégories d'usagers, selon leur intensité et leur régularité d'usage, depuis des usagers très intensifs, jusqu'aux usagers très occassionnels du VLS, y recourant comme mode d'appoint.

### Production scientifique et valorisation

Raux C., et al. (2017) Who are bike sharing schemes members and do they travel differently? The case of Lyon's "Velo'v" scheme, *Transportation research part A: policy and practice*, 106, pp. 350-363.

Hamon R., et al. (2016) Extraction of the Temporal Network Structures From Graph-Based Signals, *IEEE Transactions on Signal and Information Processing over Networks*, 2(2), pp. 215-226.

Borgnat P., et al. (2013) A Dynamical network view of Lyon's Vélo'v shared bicycle system», in Mukherjee A., et al. *Dynamics On and Of Complex Networks*, Volume 2: Applications to Time-Varying Dynamical Systems, Springer, pp. 267-284.

Huré M. (2015) Entre alternatives et entrepreneurialisme, le renforcement des pouvoirs politiques urbains. Gouverner les vélos en libre-service en Europe (1965-2010), *Métropoles*, n° 15.

Début du projet : 2013 | Durée : 36 mois

Financement ANR : 293 675 €

Partenaires

Decaux Cyclocity | ENS de Lyon | INSA Lyon | Grand Lyon

Coordination

Charles Raux - CNRS -
charles.raux@let.ish-lyon.cnrs.fr

<figure><img src="image_57.png" /><figcaption>Vélo'v, le service de location de VLS du Grand Lyon.
© Projet VEL'INNOV.</figcaption></figure>
# Velotactique

## De l'urbanisme tactique cyclable au changement durable : une comparaison internationale des politiques publiques et des pratiques en contexte de pandémie

### Rappel des objectifs

La pandémie de Covid-19 a incité les pouvoirs publics à repenser l'usage de l'espace public afin de développer des moyens de transport efficaces et adaptés au contexte sanitaire. Redoutant une démission des transports en commun et un report massif vers l'automobile, les personnels politiques et territoriaux d'Europe, d'Amérique du Nord et du Sud se sont tournés vers les modes actifs, dont le vélo, apparu comme un véhicule adapté pour assurer une distance physique suffisante.

L'objectif de Velotactique a été de collecter des données qui apportent aux praticiens comme aux chercheurs des éléments de connaissance sur la mise en œuvre et la réception de l'urbanisme tactique cycliste en se basant sur un travail comparatif mené dans sept métropoles françaises, deux métropoles suisses, et à Montréal et Bogotá.

Velotactique s'est appuyé sur une approche exploratoire et comparative, et a collecté et analysé de nombreuses données sur les politiques, leurs évolutions, leur réception auprès des usagères et usagers.

Le programme de travail de Velotactique s'est structuré autour de trois tâches complémentaires, chacune permettant d'associer les différentes sites et partenaires : (i) une analyse des politiques publiques au sein des métropoles étudiées ; (ii) la cartographie évolutives des pistes cyclables et des flux et fréquentation des pistes ; (iii) l'observation de la réception des aménagements et mesures auprès des cyclistes sous la forme d'entretiens embarqués et de la passation d'un questionnaire.

### Résultats majeurs

Velotactique a montré la force politique des infrastructures et leur effet d'entraînement. La dynamique impulsée pendant la pandémie se poursuit dans la plupart des villes étudiées et les pistes cyclables qui n'ont pas été pérennisées après la pandémie ont été réaménagées de façon à être intégrées dans le réseau cyclable favorisant l'usage du vélo depuis les périphéries vers les centres selon un réseau en étoile. La fréquentation des « coronistes » dépend fortement de l'appréciation du confort, de la sécurité et de la sûreté de la piste par les cyclistes, laquelle varie selon le contexte, le type d'aménagement et

leur expérience. Les attentes et les insatisfactions produites par les aménagements transitoires nous renseignent sur l'importance de prendre en compte la diversité des usages lors de la conception comme la qualité matérielle et l'entretien, invitant à penser la politique cyclable dans sa globalité.

Des constats conduisent à postuler que plus une ville souhaite devenir cyclable, plus elle doit proposer des formes différentes d'aménagements afin de favoriser plusieurs niveaux et types de pratiques, invitant ainsi à conceptualiser une offre de voirie tenant compte des inégalités sociospatiales et des différences culturelles. De nouvelles recherches portant sur une meilleure prise en compte de ces dimensions dans les politiques incitant au changement dans les pratiques de déplacement sont à réaliser.

### Production scientifique et valorisation

Ortar N., Rérat P. (2024) *Cycling through the pandemic*. Springer.

Ortar N., et al. (2022) Comment les coronistes ont influencé les pratiques cyclistes, *Espaces politiques*, [En ligne], 47-48.

Rérat P., et al. (2022) *Cycling in the Era of Covid-19: The Effects of the Pandemic and Pop-up Cycle Lanes on Cycling Practices*. *Transportation Research Interdisciplinary Perspectives*, 15, p. 100677.

Début du projet : 2020 | Durée : 12 mois

Financement ANR : 149 593 €

Partenaires

Université de Besançon | Université Gustave Eiffel |

Université Grenoble Alpes | Université de Rennes 2 |

Université Paul Valéry – Montpellier 3 | Université du Québec (Canada) | Université de Lausanne (Suisse)

Coordination

Nathalie Ortar – ENTPE –

nathalie.ortar@entpe.fr

<figure><img src="image_58.png" /><figcaption>Rond-point du pont Bocuse, Collonges-au-Mont-d'Or, avril 2021.</figcaption></figure>

© N. Ortar, projet Velotactique.
# VQM

## Des villes qui marchent : Tendances durables en santé, mobilité et urbanisme

### Rappel des objectifs

La sédentarité et les problèmes de santé liés à l'obésité augmentent de façon alarmante en Europe et dans le monde. Ces tendances peuvent s'expliquer en partie par la réalisation croissante d'infrastructures urbaines favorisant des moyens de locomotion ne mettant pas notre corps à contribution. Cette pratique se généralisant en milieu urbain, la mobilité est devenue un enjeu majeur concernant l'environnement construit et la durabilité des infrastructures et leur impact sur la santé publique. À l'heure où l'élaboration de nouveaux principes de planification urbaine s'impose, ces tendances ne peuvent pas rester sans réponse, car elles sont les principales responsables de la consommation excessive de sol et autres ressources non renouvelables, et produisent des effets négatifs sur la qualité de vie.

Il existe aujourd'hui une prise de conscience croissante de l'influence de la conception de l'environnement construit sur la mobilité, en particulier, sur les pratiques locales de la marche à pied et sur le niveau d'activité physique des habitants.

La mobilité douce, basée sur la force musculaire des individus, et en particulier la marche à pied, apparaît comme un moyen efficace et bon marché pour, d'une part, diminuer la charge croissante posée par la sédentarité et les problèmes liés à l'obésité sur les coûts de la santé individuels et collectifs, et d'autre part pour réduire les nuisances du trafic et améliorer le cadre de vie dans les zones urbaines. Les stratégies visant un développement urbain durable devraient s'appuyer sur ces éléments.

### Résultats majeurs

Au terme de l'étude, nous avons pu relever :

- un ensemble de mesures de promotion de la marche adaptées au contexte de nouveaux quartiers péricentraux. Ces mesures doivent s'appuyer sur une démarche intégrée combinant planification urbaine et politique de mobilité. Ces mesures étant facilement transférables d'un contexte à un autre, leur reproductibilité permet de garantir une diffusion rapide dans d'autres villes ;

- des pratiques exemplaires et des standards de référence à l'aide desquels d'autres villes pourront mesurer leurs propres initiatives concernant la promotion de la mobilité douce ;

- des stratégies et des recommandations pour une planification urbaine plus durable, intégrant les modes actifs et assurant les gains pour la promotion de la santé.

Les études de cas fournissent une valeur ajoutée immédiate en illustrant de manière concrète les mesures identifiées dans les villes étudiées. Ces « meilleures pratiques » pourront être implémentées dans d'autres villes françaises, suisses ou européennes au profil similaire. Les standards de référence qui ressortent de cette étude sont utiles aux professionnels, aux politiciens et aux fonctionnaires administratifs en charge de la planification, de la mise en œuvre de l'aménagement de nouveaux quartiers ou de la rénovation de quartiers existants.

### Production scientifique et valorisation

Lavadinho S., Winkin Y. (2008) Du marcheur urbain, *Urbanisme*, 359, pp. 44-49.

Thomas R. (2010) *Marcher en ville. Faire corps, prendre corps, donner corps aux ambiances urbaines*, Archives contemporaines, 196 p.

Thomas R., et al. (2010) L'aseptisation des ambiances piétonnes au XXIe siècle. Entre plasticité et passivité des corps en marche, PIRVE CNRS MEDDN Cresson, rapport n°78, 124 p.

Winkin Y., Lavadinho S. (2008) Enchantment Engineering and Pedestrian Empowerment: The Geneva Case, in Tim Ingold T., Vergunst L. (eds.), *Ways of Walking. Ethnography and Practice on Foot*, Aldershot, Ashgate, pp. 155-167.

Début du projet : 2005 | Durée : 24 mois

Financement ANR : 200 000 €

Partenaires

École d'Architecture de Grenoble | Université de Genève (Suisse) | Urbaplan | Équiterre

Coordination

Yves Winkin, Sonia Lavadinho – ENS Lyon – sl@bfluid.com

<figure><img src="image_59.png" /></figure>

© Adobe Stock.
# Chapitre 4

## CIRCUIT COURT

### Marc Dumont (TVES)

Depuis l'ère industrielle, tout en concentrant l'innovation et les moteurs de la productivité, les villes n'ont eu de cesse de consommer de manière exponentielle d'immenses quantités de ressources présentes ou produites ailleurs que sur leur territoire. Cette dimension prédatrice des villes et des métropoles pour subvenir à leurs besoins, à leur fonctionnement productif, en soutien au principe d'accumulation d'un capitalisme de plus en plus extractiviste, a été accélérée à travers deux transformations. D'abord, via un découplage entre villes et campagnes, engagées sur des trajectoires divergentes notamment en raison de l'intensification, de la modernisation et de l'internationalisation de l'agriculture, de l'introduction d'engrais chimiques et de l'avènement de systèmes techniques modernes de gestion des excrétas urbains et du développement de l'industrie. Puis, l'accentuation de la mondialisation, sur la base d'une économie linéaire largement dominante, a produit de très fortes segmentations entre des espaces de production, de transformation et de consommation, induisant de manière exponentielle des flux de circulations liés à ces chaînes de création de valeur par ailleurs de plus en plus fragmentées. Ce régime linéaire, couplant métropolisation et mondialisation, perturbant les cycles biogéophysiques, a impliqué une colonisation d'espaces ressources lointains (télécouplage) destinés prioritairement aux gigantesques besoins d'espaces urbains en croissance, que ce soit de ressources en eau, en aliments, en matériaux de construction et en terres rares, en énergie, et générant en sortie d'immenses quantités de déchets eux-mêmes réinscrits dans des flux internationaux de valorisation. Dans une approche globale, les mesures de l'empreinte écologique se proposent d'appréhender les quantités autant que les

impacts de ces consommations.

Trois crises cumulées sont venues ébranler successivement cette dynamique des systèmes urbains : écologique, sanitaire et géopolitique. Des dépendances très fortes sont apparues en termes d'approvisionnement de matières premières autant que d'aliments, ainsi que des fragilités face à des ressources rares en eau ou d'épuisement des sols. Les politiques publiques ont affiché des objectifs de relocalisation, de réindustrialisation, de ré-agricolisation de leur territoire. Sur la base de mesures de l'empreinte écologique, la recherche scientifique s'est intéressée de manière croissante aux enjeux des métabolismes urbains ou territoriaux à mesurer les larges flux impliqués par la vie des société urbaines, à identifier des marges de progression (dématérialisation) et des scénarios d'alternatives en matière de politiques publiques au service d'une possible ville circulaire. À partir de méthodologies basées sur des bilans comptables de matières et des analyses de cycle de vie (ACV), les recherches ont visé à quantifier les flux en circulation dans les systèmes urbains pour appuyer des stratégies d'économie circulaire, sur des niveaux d'analyse (échelles) distincts. À l'échelle large d'une ville ou d'une métropole, SYRACUSE (page 115) teste ainsi, sur la base d'études quantitatives, des méthodologies multiscalaires et multiflux du métabolisme urbain pour appuyer la mise en œuvre de symbioses urbaines, une figure qui a exercé une fascination certaine dans les recherches en écologie industrielle et territoriale mais dont la capacité de transposition reste cependant discutée.

De manière plus sectorielle, les recherches questionnent aussi la possible transformation des systèmes alimentaires des métropoles.
Dans le cas de Montpellier (URBALIM, page 116), les résultats proposent une évaluation de la durabilité des formes d’approvisionnement alimentaire, des méthodologies pour mieux appréhender le rapprochement des lieux de production et de consommation, et répondre pour partie aux enjeux d’approvisionnement.

À une échelle plus réduite, se pose l'enjeu de quantifier également les stocks de matériaux, de déchets générés par les projets urbains, et d'évaluer leur impact environnemental, d'appuyer les gouvernances des projets dans leurs choix en vue de développer des stratégies d'économie circulaire (CREATE, page 113). D'autres résultats insistent sur l'intérêt d'introduire la variable temporelle de ces consommations (ACV Quartiers, page 112) notamment dans le cadre des écoquartiers, permettant de réguler ou d'optimiser sur la base de la connaissance des consommations horaires et du développement d'ACV dynamiques, des modèles de gestion économique des sols ou de minimiser l'empreinte environnementale de la production d'énergie. Sur des échelles encore plus fines, du chantier et de ses interfaces avec le reste de la ville (FURET, page 114), les résultats démontrent les capacités de réglages à ces échelles, de métabolismes perturbés, et de minimiser les impacts des transformations urbaines.

Si l'entrée par le métabolisme s'est imposée comme un nouveau paradigme précieux pour travailler sur la durabilité des système urbains, elle a ouvert un immense gisement de recherches à investir avec quelques limites à souligner. La première limite serait de substituer sur la base d'une approche technocentrée du métabolisme, un nouveau paradigme métabolique au modèle de la smart city, visant la rationalisation des consommations, l'optimisation d'écosystèmes urbains, davantage que l'impulsion de

stratégies de transformation par dématérialisation ou décroissance au service d'une transition socio-écologique ambitieuse et nécessaire. Une autre limite serait, dans une quête d'outils d'aide à la décision, de manquer l'articulation encore à construire entre la connaissance et la production de données et la traduction souvent peu efficiente en politiques publiques de circularisation dépendantes de leurs échelles d'exercice et de légitimité.

Des recherches sur les données croisées, à des échelles multiples restent ainsi à construire avec des verrous scientifiques majeurs liés entre autres à l'accès aux univers économiques (privés) de production de ces données, qui sont souvent aussi stratégiques (concurrence entre opérateurs de gestion de déchets industriels, par exemple). La part des données maîtrisées (notamment par l'action publique) reste trop faible, les données peu disponibles ou peu construites localement notamment à l'échelle des métropoles, contraignant à procéder par forçage de statistiques nationales ou régionales, par extrapolation. Enfin, les interdépendances multiples dans lesquelles s'insèrent les villes, requièrent de dépasser le seul prisme méthodologique de l'analyse des relations fonctionnelles ville/campagne et des potentiels de transformations de celles-ci pour investiguer des modèles de gouvernance et de coopération multiscalaires et interterritoriales.
# ACV Quartiers

## Aide à l'éco-conception des quartiers par l'analyse de cycle de vie

### Rappel des objectifs

La sensibilisation des collectivités locales aux problématiques environnementales a induit la création d'écoquartiers, sans que ce concept soit précisément défini. Or l'importance des risques, du niveau local au niveau planétaire, demanderait une gestion plus rigoureuse de ces problèmes. Dans ce contexte, l'analyse de cycle de vie (ACV) constitue un apport méthodologique pour aider les décideurs à réduire les impacts environnementaux des projets grâce à une démarche de conception appropriée. Le projet ACV Quartiers vise à améliorer les outils existants, et à tirer parti de ces outils pour mieux répondre aux besoins des utilisateurs. Il convient en particulier d'étudier les concepts de quartier à énergie positive en considérant leurs implications en termes de morphologie urbaine, de transports et de réseaux d'énergie. L'intermittence des productions et des consommations d'électricité doit être prise en compte, car les moyens de production, et donc les impacts environnementaux, évoluent dans le temps. L'énergie représente une part importante de certains impacts tout comme le changement climatique, l'épuisement des ressources, la santé et la biodiversité. Mais le projet concerne également les aspects liés à la consommation d'eau, l'occupation des sols, la fabrication des matériaux, leur traitement en fin de vie et leur recyclage éventuel.

Après l'analyse de quelques premières expériences d'écoquartiers, il s'agit d'élaborer un modèle incluant les bâtiments, les espaces publics (voiries, espaces verts, etc.) et les réseaux (eau, chauffage urbain, etc.), en tenant compte des aspects temporels. Des indicateurs environnementaux sont calculés de manière à exprimer une performance environnementale multicritère.

### Résultats majeurs

Une chaîne logicielle a été développée et certains outils sont diffusés par un éditeur de logiciels (www.izuba.fr). Ces outils ont été appliqués à titre expérimental dans plusieurs études de cas, en particulier pour évaluer des concepts correspondant aux meilleures pratiques (quartier Vauban à Fribourg, Allemagne). Un projet concernant la Cité Descartes (Champs-sur-Marne) a ensuite été étudié. Dans cet exemple, des choix adaptés en termes de morphologie urbaine et de technologies permettent d'obtenir une performance environnementale au niveau des meilleures pratiques. Ces premières études de cas ont montré la faisabilité d'appliquer l'ACV comme aide à l'éco-conception des quartiers.

L'analyse de cycle de vie dynamique, effectuée au pas de temps

horaire, apporte un gain en précision non négligeable dans le cas étudié de maisons passives : une différence de 30 % est obtenue sur plusieurs indicateurs par rapport à une ACV statique au pas de temps annuel. La contribution de l'étape d'utilisation, en lien avec les aspects énergétiques, est importante quand une durée de vie réaliste est considérée pour les bâtiments (considérer 50 ans relève de l'obsolescence programmée). Ces travaux ont montré l'intérêt environnemental de projets passifs ou à énergie positive.

Les perspectives ouvertes par ce projet ont conduit à lancer plusieurs thèses pour affiner la modélisation du système électrique, la prise en compte du comportement des habitants, et la mise en œuvre de techniques d'optimisation.

### Production scientifique et valorisation

Herfray G., Peuportier B. (2010) Life Cycle Assessment applied to urban settlements, *Proceedings of SB10mad Sustainable Building Conference*, paper C041, 28-30 April 2010, Madrid, Spain.

Herfray G., et al. (2011) Life cycle assessment applied to urban settlements and urban morphology studies, *Proceedings of CISBAT 2011*, 14-16 september 2011, Lausanne, Suisse.

Peuportier B., et al. (2012) LCA application in urban design, *International Symposium Life Cycle Assessment and Construction*, 11 juillet 2012, Nantes.

Herfray G., Peuportier B. (2012) Evaluation of electricity related impacts using a dynamic LCA model, *International Symposium Life Cycle Assessment and Construction*, 11 juillet 2012, Nantes.

Ce projet a permis de compléter la chaîne logicielle Pléiades par un module d'évaluation des projets urbains intégrant plusieurs bâtiments, des voiries, des réseaux et des espaces verts.

**Début du projet : 2009 | Durée : 36 mois**

**Financement ANR : 377 758 €**

**Partenaires**

Vinci Construction Francel | ACT consultants associés | IZUBA Energies

**Coordination**

Bruno Peuportier - ARMINES, Mines ParisTech
bruno.peuportier@mines-paristech.fr

<figure><img src="image_60.png" /><figcaption>Quartier basse énergie
(quartier Vauban à Fribourg, Allemagne).
© Projet AVC Quartiers.</figcaption></figure>
# CREATE

## Embedding advanced urban material stock methods within governance processes to enable circular economy and cities resilience

### Rappel des objectifs

Le projet CREATE vise à aider les collectivités territoriales et les acteurs du BTP à mettre en œuvre des stratégies d'économie circulaire dans leurs projets. Il s'agit plus particulièrement de développer une approche pour comprendre, estimer et visualiser les stocks et les flux de matériaux de construction et ressources secondaires (potentiels déchets de chantiers), ainsi que comparer l'impact environnemental de l'utilisation de ressources primaires (issues du milieu naturel) ou secondaires. Des laboratoires urbains sont déployés pour expérimenter des formes de gouvernance entre collectivités et acteurs des projets de construction et aménagement urbain. Il s'agit de Rennes Métropole (projets Bégassière et Technicentre), du quartier de la gare à Nijmegen (Pays-Bas), du parc immobilier de la ville de Göteborg (Suède). Le projet a pour objectifs de : (i) définir une méthodologie commune pour évaluer les stocks et les flux de matériaux de construction liés aux bâtiments et principales infrastructures (routes, eau potable et assainissement) ; (ii) développer des solutions de visualisation des stocks et des flux de matériaux ; (iii) évaluer les cas d'étude sélectionnés afin d'analyser les impacts liés à l'utilisation des matériaux (émissions de gaz à effet de serre, impacts socio-économiques, etc.) ; (iv) cocréer des dispositifs de gouvernance qui tiennent compte des différentes structures physiques, économiques et sociale, publiques et privées, et facilitent la prise de décision ; (v) améliorer la compréhension des freins et leviers par le biais d'une plateforme qui crée des interfaces science-citoyen-politique.

### Résultats majeurs

Les activités du projet CREATE au cours de la première année ont porté sur la compréhension des pratiques actuelles et des besoins des living labs ainsi que sur l'état de l'art des méthodes et outils numériques d'analyse des stocks et flux de matériaux et de leur impact environnemental selon une approche de cycle de vie (ACV). Trois méthodes d'enquête complémentaires ont été croisées : (i) une revue de la littérature ; (ii) un questionnaire en ligne auprès des principaux acteurs de l'économie circulaire dans les trois living labs (47 réponses obtenues) ; (iii) des entretiens semi-dirigés avec les acteurs clés des living labs (11 représentants interrogés).

Ce travail a permis de définir le cahier des charges pour le développement de solutions adaptées aux contextes spécifiques des living labs. Ces recommandations ont été élaborées conjointement avec des représentants des collectivités partenaires et validées par ces derniers lors d'un atelier organisé en juin 2023 à Rennes.
Les travaux en cours ont permis de définir les premiers éléments de méthodologie d'analyse des stocks et flux de matériaux et de leur impact environnemental. Un modèle a été développé afin de comparer différents scénarios liés à un projet de construction ou aménagement. Il permet de prendre en compte des paramètres portant sur la conception du projet (choix de démolir ou réhabiliter par exemple) et sur le choix des matériaux (matériau primaire ou de réemploi par exemple). Le développement d'un outil numérique de visualisation a été lancé.

### Production scientifique et valorisation

Augiseau V., et al. (2023) Stakeholder practices and needs, Deliverable 2.1. Report, 60 p.

Reynaud C., et al. (2023) Description of material and energy flows of urban building and infrastructure construction, Deliverable 5.1. Report, 83 p.

**Début du projet : 2022 | Durée : 36 mois**

**Financement ANR : 212 717 €**

**Partenaires**

Université de Chalmers (Suède) | BRGM | Austrian Institute of Technology (Autriche) | Wageningen University and Research (Pays-Bas) | BEIA Consult International (Roumanie) | Municipality of Nijmegen (Pays-Bas) | Göteborgs Stad (Suède) | Brasov Metropolitan Agency for Sustainable Development (Roumanie)

**Coordination**

Vincent Augiseau - CitéSource - v.augiseau@citesource.fr

<figure><img src="image_61.png" /></figure>

Poster du projet CREATE.
© Liu, Y., Lanau, M., Rosado, L., Wallbaum, H., 2023, projet CREATE.
# FURET

## Chantiers furtifs urbains

### Rappel des objectifs

Le projet FURET vise la définition et l'opérationnalisation de nouveaux modèles de furtivité des chantiers urbains et de minimisation des gênes. L'approche systémique adoptée du territoire tient compte des interactions complexes des chantiers avec leur contexte, les usages et fonctionnement urbains, et des différents acteurs politiques et techniques. Elle s'est concrétisée par des prototypes d'outils d'aide à la décision, associés à une démarche opérationnelle, ainsi qu'un benchmarking international, le tout structuré en 3 niveaux : (i) la « furtivité territoriale », qui s'adresse aux gestionnaires de l'espace public et aux maîtres d'ouvrage, et vise à planifier, dans l'espace et dans le temps, un flux de chantiers répartis sur l'ensemble du territoire urbain de manière à réduire les gênes et leur étalement ; (ii) la « furtivité de chantier », destinée aux maîtres d'ouvrage et maîtres d'œuvre, afin d'optimiser l'organisation et la planification d'une opération de chantier dans un lieu et un temps donnés, en l'intégrant le mieux possible à son environnement urbain ; (iii) la « furtivité ciblée » qui propose des actions spécifiques à mener envers certaines populations (écoles, personnes âgées, commerçants, etc.) ou certains dispositifs particuliers qui viennent créer des points d'interface entre la vie du chantier et la ville (visites de chantiers, rencontres des riverains avec les équipes du chantier, petits aménagements et commodités temporaires, etc.)

### Résultats majeurs

Sans imposer de bouleversement des procédures de travail des acteurs de terrain des chantiers urbains, les résultats du projet FURET sont des aides à la décision, sous deux formes principales. D'une part, un guide méthodologique, support de compréhension, d'organisation et de stratégie des acteurs impliqués, ainsi qu'une plateforme de connaissances sur la furtivité des chantiers sous la forme d'un portail Internet. D'autre part, un support logiciel constitué de deux prototypes d'aide à la décision : (i) SDIST, un Système Décisionnel d'Information Spatio-Temporel comme moyen de coordination des travaux, offrant une interface web géographique reliée à un entrepôt de données spatio-temporelles ; (ii) une base de connaissances expertes issues des travaux des experts du projet FURET intégrée à l'entrepôt permet de traiter nuisances et gênes à l'échelle du chantier individuel (furtivité de chantier). Ainsi les décideurs pourront choisir entre différentes options de furtivité, simuler des scénarios et évaluer leurs impacts et risques à différentes échelles. Néanmoins, le

prototype ainsi élaboré ne constitue qu'une première version d'un outil amené à évoluer. Aujourd'hui, les acteurs du projet réfléchissent à une intégration des deux outils qui ont été élaborés séparément. Enfin, ce projet a donné lieu à du contenu pédagogique, diffusé via la plateforme FUN (France Université Numérique) sous forme d'un MOOC. Dans sa première édition, plus de 1 500 inscrits venant de 54 pays, mélangeant les milieux académiques et professionnels, ont suivi et bien évalué cette formation à distance. Le MOOC FURET a contribué à diffuser les connaissances et les méthodes développées par le projet FURET à un public international.

### Production scientifique et valorisation

Amanzougarene F., et al. (2011) A new approach for annoyances assessment of the urban building sites, *International Review of Modelling and Simulations*, 4(2).

Hankach P., et al. (2011) Decision support to the public space administrator for managing urban building sites nuisances, *International Journal of Computer Applications*, 3, pp. 6-12.

Amanzougarene F., et al. (2012) Qualitative representation of building sites annoyance, *Proceedings of the 2012 ACM workshop on City data management workshop (CDMW '12)*, Maui, Hawaii, USA, pp. 13-30.

Sadoun I., et al. (2011) Un système d'aide à la décision pour la réduction des gênes des chantiers urbains, SAGEO, Paris La Défense.

Beurier G., et al. (2019) FURET: Acceptabilité des Chantiers Urbains, FUN-MOOC, https://www.my-mooc.com/fr/mooc/furet-acceptabilite-des-chantiers-urbains/.

**Début du projet : 2009 | Durée : 48 mois**

**Financement ANR : 823 450 €**

**Partenaires**

Egis | Ville de Paris | Lille Métropole | RATP | Colas-Rail |
Université de Versailles - Saint-Quentin-en-Yvelines | EIVP |
Université Gustave Eiffel | 6T - Bureau de Recherche

**Coordination**

Jean-Pierre Christory - Centre d'études techniques de l'équipement en Ile-de-France
jean-pierre.christory@equipement.gouv.fr

<figure><img src="image_62.png" /></figure>

<figure><img src="image_63.png" /></figure>

© Projet FURET.
# SYRACUSE

## Symbioses réticulaires adaptées à des contextes urbains soutenables

### Rappel des objectifs

L'objectif de ce projet était d'analyser, dans le cadre d'une coopération entre chercheurs en sciences sociales et bureaux d'études relevant de la sphère d'un grand groupe de services environnementaux (eau, énergie, déchets), certaines configurations techniques visant à augmenter la durabilité urbaine. Le projet a reposé sur l'étude approfondie des processus de conception de divers dispositifs technologiques visant à améliorer la performance environnementale et énergétique des cycles urbains majeurs, ainsi que des conditions pratiques de leur mise en œuvre, croisés avec une analyse critique des contextes de développement de ces dispositifs. L'objectif était d'identifier les facteurs déterminants dans la mise en place d'un rapport plus durable de la ville aux ressources et d'élaborer des indicateurs susceptibles de caractériser les configurations les plus prometteuses. Ont ainsi été examinés, pour une série de cas d'étude formant la trame d'une possible typologie, les cycles de l'eau et des déchets, et les diverses consommations énergétiques liées à ces cycles, en s'attachant à identifier des modalités de conception ou d'organisation susceptibles de contribuer significativement à une plus grande durabilité urbaine. L'originalité de ce projet reposait notamment sur le travail commun de chercheurs en sciences sociales spécialisés dans l'évaluation des politiques de durabilité urbaine et d'ingénieurs apportant aux réflexions des éléments quantitatifs susceptibles de rendre les instruments créés pertinents en termes d'aide à la décision.

### Résultats majeurs

Les études de cas ont montré le caractère émergent, généralement expérimental et souvent laborieux du développement de symbioses urbaines. Les études quantitatives en termes de métabolisme urbain ont confirmé leur caractère encore marginal, sauf pour le cas des filières bien établies de valorisation énergétique des déchets (incinération notamment) et pour la réutilisation des eaux usées, qui a un potentiel significatif lorsqu'elle est portée par les pouvoirs publics et s'applique aux grands systèmes techniques (Windhoek, Singapour). Les analyses conduites indiquent cependant que la portée de ces dispositifs en termes d'innovation sociotechnique et sociopolitique et de transformations urbaines ne doit pas être exclusivement appréciée à l'aune de leur poids dans le métabolisme des régions urbaines considérées. Comme certains travaux portant sur les politiques énergético-climatiques l'ont souligné, les expérimentations sociotechniques peuvent agir comme de puissants facteurs de changement

politique et urbain. Les études quantitatives de métabolisme urbain ont permis de tester une méthodologie d'évaluation multiflux et multiscalaire du métabolisme et ont alimenté le développement d'un outil informatique d'aide à la décision visant à exploiter au mieux le potentiel symbiotique en matière d'organisation des services urbains sur un territoire. Cet outil a pu être expérimenté par les équipes SAFEGE et EXPLICIT dans le cadre du projet sur le territoire de l'EPA Plaine de France.

### Production scientifique et valorisation

Coutard O., Rutherford J. (2014) Towards hybrid socio-technical solutions for urban water and energy provision', in Grosclaude J-Y., Pachauri R., Tubiana L. (eds.) *Innovation for Sustainable Development (A Planet for Life 2014)*, Paris, AFD-IDDRI-TERI, 2014. pp. 91-100.

Curien R. (2014) Chinese urban planning : environmentalising a hyper-functionalist machine ? *China Perspectives / Perspectives chinoises*, 3, pp. 23-31.

Lafforgue M., Lenouvel V. (2015) Closing the urban water loop: lessons from Singapore and Windhoek, *Environmental Science: Water Research & Technology*, 1(5), pp. 622-631.

Lorrain D., Halpern C., Chevauché C. (dir.) (2018) *Villes sobres. Nouveaux modèles de gestion des ressources*, Paris, Presses de Science Po.

Ce projet a donné lieu à l'organisation d'un colloque, à plus de 20 communications orales (dont 15 dans des colloques internationaux), à la rédaction d'une thèse et à la mise en place d'un outil par l'entreprise partenaire du projet.

Début du projet : 2011 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 737 846 €

Partenaires

SUEZ Environnement | PACTE - IEP Grenoble | SAFEGE |

EXPLICIT | EPA Plaine de France | Fondation Nationale des Sciences Politiques

Coordination

Olivier Coutard - coutard@enpc.fr

LATTS, ENPC

Les échanges d'eau, d'énergie et de matières dans le système circulaire de Dongwu (Suzhou Industrial Park, Chine).

© CURIEN R., (2012) Services essentiels en réseaux et fabrique urbaine en Chine : la quête d'une environnementalisation dans le cadre d'un développement accéléré.

Enquêtes à Shanghai, Suzhou et Tianjin. Thèse de doctorat (UPEC), p. 186. Figure réalisée avec le concours d'ingénieurs de SUEZ Environnement, SAFEGE et EXPLICIT), projet SYRACUSE.

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# URBALIM

### Evaluer la durabilité environnementale de l'approvisionnement alimentaire des villes selon une perspective cycle de vie

#### Rappel des objectifs

Nourrir les villes de manière durable est l'un des principaux défis auquel est confrontée l'humanité. Dans un contexte de changements globaux et face à une demande sociétale croissante pour des produits alimentaires plus respectueux de l'environnement, de nouveaux circuits d'approvisionnement alimentaire émergent. Basés sur des changements profonds dans les pratiques en amont (e.g. le développement de l'agriculture biologique) et en aval (e.g. la commercialisation en circuit court), ces circuits révèlent également un fort intérêt pour le rapprochement des lieux de production et de consommation afin de sécuriser l'approvisionnement des villes. Toutefois, des méthodes d'évaluation quantitative sont nécessaires pour fournir des informations objectives sur les performances environnementales de ces nouveaux circuits et sur leur capacité à répondre pleinement aux besoins alimentaires des villes. Le projet URBALIM vise à construire un cadre méthodologique innovant pour évaluer la durabilité environnementale de l'approvisionnement alimentaire des villes afin de : (i) fournir un diagnostic exhaustif du système pour identifier les principaux leviers d'amélioration des performances environnementales tout en évitant les transferts de pollution ; (ii) caractériser dans une perspective de cycle de vie la vulnérabilité du système à des perturbations environnementales ou socio-économiques ; (iii) comparer l'éco-efficience de différentes stratégies.

#### Résultats majeurs

Les développements méthodologiques sont basés sur le cadre de l'analyse de cycle de vie (ACV) et sont mis en œuvre pour évaluer la durabilité environnementale de l'approvisionnement alimentaire de la métropole de Montpellier en collaboration avec les responsables locaux. Des approches simplifiées ont été développées pour la collecte des données permettant ainsi de généraliser la démarche d'évaluation à d'autres territoires. Les premiers résultats permettent d'identifier les principales marges de manœuvre pour réduire les impacts environnementaux de l'approvisionnement alimentaire, de l'extraction des matières premières à la gestion des déchets. Ainsi, les principaux impacts sont générés au niveau de la production agricole (entre 70 et 90 % des impacts pour les produits d'origine animale) et le poids des chaînes logistiques (hors derniers kilomètres parcourus par les consommateurs) est relativement faible même si elles sont étalées sur de très longues distances. À un stade plus préliminaire, de nouvelles métriques sur la vulnérabilité de l'approvisionnement alimentaire ont été proposées en se basant sur les méthodes de criticité des ressources (minéraux, eau, terre). Une première application sur différents circuits d'approvisionnement en pain a permis d'identifier de potentiels compromis entre des scénarios diminuant les impacts environnementaux et des scénarios moins dépendants de ressources critiques et donc moins vulnérables à différentes perturbations.

#### Production scientifique et valorisation

Loiseau E., et al. (2023) Life cycle assessment of urban food supply: key findings and recommendations from a French metropolitan area case study, *Journal of Cleaner Production*, 401, article 136788, 13 p.
Deteix L., et al. (2023) The importance of land in resource criticality assessment methods: a first step towards characterising supply risk. *Science of the Total Environment*. [En ligne], p. 163248.

Loiseau E., et al. (2024) Implementation of resource supply risk characterisation factors in the life cycle assessment of food products: application to contrasting bread supply chains. *The International Journal of Life Cycle Assessment*, [En ligne].

Vidéo pédagogique sur Comprendre l'Analyse du Cycle de Vie (ACV) territoriale : https://www.youtube.com/watch?v=9NzuZGY9XG4

Début du projet : 2021 | Durée : 45 mois

Financement ANR : 166 803 €

Coordination

YÉléonore Loiseau – UMR ITAP, INRAE

Eleonore.Loiseau@inrae.fr

<figure><img src="image_65.png" /></figure>

Évaluer la durabilité environnementale de l'approvisionnement alimentaire des villes selon une perspective cycle de vie.
© E. Loiseau, Freepik, Pikepicture, projet URBALIM.
# Chapitre 5
## EAU EN VILLE

### Bernard de Gouvello (LEESU, Cerema)

Quatre axes thématiques majeurs se dessinent au travers de cet ensemble de projets : l'assainissement des eaux usées, la gestion des inondations, la gestion intégrée des ressources et les enjeux de qualité et de pollution des eaux urbaines. L'assainissement des eaux usées urbaines constitue la thématique centrale de bon nombre de projets. Ceux-ci s'attachent à une meilleure compréhension des usages et du fonctionnement du réseau, à l'amélioration de sa gestion, voire à une redéfinition en profondeur de l'assainissement urbain, parfois en interaction avec la gestion des eaux pluviales et/ou l'alimentation en eau potable, voire au-delà du secteur de l'eau. **EGOUT** (page 124) analyse les matériaux transportés et accumulés dans les égouts, tout en cartographiant les pratiques de rejet des habitants. **CROQUIS** (page 120) vise à améliorer le traitement et l'organisation des données de gestion du réseau via l'utilisation de l'intelligence artificielle. Dans la perspective du développement de la réutilisation des eaux traitées, **IDOUM** (page 127) se penche sur le développement de systèmes de traitement décentralisés et à faible coût énergétique, par le recours à des nanomatériaux naturels.

**OMEGA** (page 130) propose une approche intégrée et multi-échelle pour la gestion des systèmes d'assainissement urbains, combinant des perspectives opérationnelles et de recherche. **DESIGN** (page 121) a exploré, via le développement de nouvelles toilettes et des scénarios prospectifs, la voie de la sortie des excrétas du réseau d'assainissement, piste qui est reprise et approfondie par **TANGO** (page 134) qui analyse la perspective d'une gestion combinée des excrétas et des matières organiques. Cette logique de décloisonnement de la problématique des

eaux usées est également présente dans le cas de **GEDEAH** (page 125), projet spécifiquement consacré à Haïti, qui s'intéresse à son articulation avec la gestion des déchets dans une perspective d'économie circulaire.

La gestion des risques d'inondation constitue le second thème fédérateur de plusieurs projets visant à comprendre et à renforcer la capacité des villes à faire face aux crises hydrologiques et à développer des stratégies de gestion des risques adaptatives. **RESILIS** (page 132) a permis de développer des solutions innovantes pour améliorer la résilience urbaine post-crise, en se concentrant sur les dimensions organisationnelles, culturelles et techniques. **RGC4** (page 133) a permis le développement d'outils pour la gestion des réseaux techniques critiques lors de crues lentes, avec une application particulière au Grand Paris ; **INCERDD** (page 128) a cherché à intégrer les incertitudes dans les décisions durables, appliquées à la gestion des réseaux d'assainissement et des risques naturels, incluant les inondations ; plus récemment, **RER** (page 131) s'est attaché à évaluer les stratégies de gestion des risques et la résilience de grandes métropoles européennes aux inondations, en simulant les comportements et les adaptations des populations. Enfin, **DEUFI** (page 122), toujours en cours, examine les impacts des inondations à l'échelle des habitations individuelles, fournissant des données essentielles pour des interventions ciblées.

Le troisième axe thématique notable concerne la gestion durable et intégrée de l'eau en milieu urbain. Les projets concernés explorent la durabilité des services d'eau et
d'assainissement à travers une approche intégrée et multidisciplinaire, incluant la gouvernance multiniveau et la gestion des ressources en eau urbaine. **EAU&3E** (page 123) s'est attelé à l'analyse de la durabilité des services d'eau et d'assainissement, intégrant les dimensions économiques, environnementales et sociales. **INOGEV** (page 129) s'est penché sur l'importance des collaborations entre opérationnels et chercheurs pour la définition et l'adoption d'innovations de la gestion durable de l'eau en ville, avec un focus particulier sur les eaux pluviales. Ces enjeux de durabilité sont également présents dans d'autres projets déjà cités (tels que OMEGA ou TANGO).

Les projets axés sur la pollution et la qualité des eaux visent à comprendre et à gérer les contaminants présents dans les eaux urbaines. INOGEV s'est attelé à la maîtrise de la contamination des eaux pluviales urbaines. **URBANWAT** (page 135) a analysé les flux de polluants émergents dans les eaux de ruissellement urbain et la capacité des sols urbains à les retenir, avec une application au cas de Barcelone. **HUNIWERS** (page 126) a étudié l'impact de l'urbanisation sur la qualité des eaux de subsurface et propose des valorisations possibles des nappes perchées comme ressource alternative en milieu urbain, s'inscrivant ainsi dans le mouvement d'intérêt croissant depuis la tenue des assises de l'eau (2019) pour le recours aux eaux non conventionnelles en milieu urbain.

Pris dans leur ensemble, ces projets de recherche dessinent en filigrane un nouveau paradigme de la gestion de l'eau en milieu urbain, dans lequel les réseaux centralisés et spécialisés ne sont plus l'unique solution et laissent place à des approches alternatives et

innovantes. La lecture transversale des travaux menés témoigne en effet de la nécessité de décloisonner les thématiques liées à l'eau et d'adopter une vision multiscalaire pour une gestion efficace des ressources. Ces constats constituent des pistes prometteuses pour les recherches à venir.
# CROQUIS

### Collecte, représentation, complétion, fusion et interrogation de données de réseaux d'eau urbains hétérogènes et incertaines

#### Rappel des objectifs

Les gestionnaires des réseaux d'eau urbains sont souvent confrontés à l'analyse de données hétérogènes massives, imprécises et incertaines. Ce défi qu'il est indispensable de relever permettra d'obtenir des cartes précises des réseaux, d'assurer le suivi de variables environnementales et d'identifier des zones d'intervention.

Le projet CROQUIS unit les efforts de chercheurs en sciences de l'eau et en intelligence artificielle (IA) pour proposer de nouvelles méthodes pour la représentation, la complétion, la fusion, l'archivage, la répartition et l'interrogation des données hétérogènes décrivant les réseaux d'eaux usées.

Son approche est celle d'une utilisation judicieuse des méthodes par apprentissage qui seront enrichies avec des connaissances supplémentaires disponibles mais souvent sous-exploitées. Cela amène des questionnements fondamentaux sur les incertitudes a priori des informations, leur priorisation et représentation. Le projet vise aussi à développer un outil d'interrogation des données qui devrait être facilement intégré dans les systèmes d'information existants afin d'exploiter pleinement les ressources disponibles et de mieux exploiter les métadonnées.

En tant que discipline de recherche, l'intelligence artificielle vise à développer des solutions génériques. L'objectif est de s'appuyer ici sur un domaine d'application spécifique suffisamment représentatif d'autres grands domaines.

#### Résultats majeurs

Les résultats de CROQUIS vont de la collecte de données à la gestion par l'IA d'informations hétérogènes, multisources et imparfaites. La plupart des données collectées par les membres du consortium concernent les réseaux des eaux usées. Il s'agit : (i) d'informations géographiques (SIG) multisources ; (ii) de cartes avec ou sans légendes et images ; (iii) de données textuelles faisant référence aux réseaux des eaux usées ; (iv) de vidéos d'inspection des canalisations (formats itv) ; (v) de fichiers .pdf, etc.

Les données (et les principaux concepts utilisés dans les ontologies des réseaux des eaux usées), une fois collectées, sont d'abord complétées et annotées principalement avec des méthodes d'apprentissage automatique. Ces données complétées sont ensuite représentées dans des langages formels (basés sur des graphes ou sur des logiques) afin d'être par la suite facilement utilisées pour des tâches de fusion ou de classification. Un des résultats de ce projet est le développement d'algorithmes qui permettent de représenter les différents objets (regards, canalisations, etc.) d'un SIG à l'aide de graphes attribués. Ces graphes permettent ainsi de corriger les

imprécisions concernant les relations de jonctions entre les différents objets. Au niveau de la recherche fondamentale, ce projet a permis de définir des méthodes traitables pour la gestion des informations évolutives et la réparation des ensembles de données incohérentes.

Finalement, le projet nous a permis d'initier de nouvelles collaborations internationales en particulier avec le CNR-ILC de Pise (Italie), l'université du Cap (Afrique du Sud), l'université Sidi Mohammed Ben Abdellah de Fès (Maroc) et l'université de Can Tho (Vitenam). Il a également permis d'organiser : (i) une école d'automne IA2 sur l'intelligence artificielle et la gestion des informations et des données imparfaites et hétérogènes en 2023 (https://sites.google.com/view/autumn-school-ia) ; (ii) un side event, intitulé «Artificial Intelligence and Data Science for Urban Water Networks Workshop », dans le cadre de AISH 2022 (https://www.iahs2022.org/index.asp?lang=fr#) ; (iii) un atelier de travail Enigma@KR2023) (https://sites.google.com/view/enigma-2023/) dans le cadre de KR2023 et avec des actes en accès libre (https://ceur-ws.org/Vol-3495/).

#### Production scientifique et valorisation

Et-Targuy O., et al. (2023) Syntactic computation of Fagin-Halpern conditioning in possibility theory, *LPAR2023: EPiC Series in Computing* pp. 164-180.

Chahinian N., et al. (2023) Everything You Always Wanted to Know About Urban Water Networks But Were Afraid to Ask, *Proceedings of Enigma@KR2023*, CEUR Workshop Proceedings 3495.

Laouar A., et al. (2023) Tractable Closure-Based Possibilistic Repair for Partially Ordered DL-Lite Ontologies, *JELIA2023*, Springer, pp. 353-368.

Et-Targuy O., et al. (2023) A Graph-Based Approach for Representing Wastewater Networks from GIS Data: Ensuring Connectivity and Consistency, *ISDS 2023*, Springer, pp. 243-257.

Début du projet : 2022 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 445 728 €

Partenaires

INRIA IIRD

Coordination

Salem Benferhat - CNRS

benferhat@cril.fr

Détection d'objets des réseaux d'eaux usées (ici un regard, gauche). Résultat du codage d'une partie d'un SIG de la métropole de Montpellier par un graphe attribué (droite).
© N. Chahinian, C. Delenne, A. Tettamanzi, S. Benferhat, projet CROQUIS.

<figure><img src="image_66.png" /></figure>

<figure><img src="image_67.png" /></figure>

Pipes

Nodes

• Devices

• Switches

• Manholes

• Pumps

• Maniflines

• TreatmentPlant
# DESIGN

### Développement et Evaluation de Scénarios Urbains Innovants de Gestion Séparative des effluents

#### Rappel des objectifs

Certains enjeux de l'épuration centralisée sont difficiles à relever dans une approche «tout-à-l'égout». La séparation à la source des effluents (eaux marron, grises et urine) pourrait conduire à une transformation durable des modes d'assainissement et constituer un secteur d'innovation majeur dans ce domaine. Le projet DESIGN vise à évaluer des scénarios innovants de séparation à la source et de valorisation des eaux usées en identifiant les bénéfices et les contraintes sur le plan environnemental, d'un point de vue technologique, économique, sociologique et urbanistique.

Ce projet combine différents travaux en parallèle : (i) un simulateur environnemental de filières d'assainissement ; (ii) l'étude de technologies : toilettes à séparation de l'urine et pilote de récupération des nutriments, phosphore par précipitation de struvite et ammoniac par une technique prometteuse : la chimio-sorption transmembranaire ; (iii) l'appropriation par les acteurs avec l'étude sociotechnique des scénarios auprès des acteurs professionnels et des usagers. La base de données générée pourra aider les acteurs de la filière pour l'implantation des systèmes de séparation à la source et de valorisation ; (iv) l'intégration urbaine : l'outil de simulation de scénarios est appliqué à des quartiers concrets.

#### Résultats majeurs

Parmi les résulats majeurs, on compte : (i) un outil-logiciel de simulation fonctionnelle pour l'aide à la décision sur les politiques d'assainissement à mettre en place dans une ville. Cet outil a permis de réaliser une étude comparative multicritère sur des filières types. Il est utilisé désormais pour d'autres projets dans lesquels il est une pièce centrale (projet Sudoe ecoval, etc.) ; (ii) pour le volet technologique, une base de données sur les technologies, les scénarios et les retours d'expérience (http://design.cnrs.fr contexte/) ; une évaluation expérimentale du procédé de séparation de l'ammoniac (échelle laboratoire et pilote sur site) ; un pilote de toilettes à séparation d'urine avec démonstration lors du festival Garorock (2019) ; (iii) sur le volet sociotechnique, une enquête pour mesurer la perception par les utilisateurs des toilettes au festival Garorock (600 personnes dont 150 enquêtées), une vidéo pédagogique grand public concernant la séparation à la source de l'urine et sa valorisation comme engrais. Différents cas d'étude ont fait l'objet d'enquêtes poussées (à Grenoble, à

la Fumainerie Bordeaux, à Paris avec plusieurs cas, à Saint-Denis, sur le plateau de Saclay, à Saint-Vincent-de-Paul) ; (iv) sur le volet application, une dizaine de réponses à des appels à manifestation d'intérêt sur des opportunités d'implantation de la séparation à la source sur site pilote et pour le passage du prototype à la petite série. Deux cas d'étude réels ont été analysés et testés avec l'outil développé dans le projet.

#### Production scientifique et valorisation

Gonzalez-Salgado I., et al. (2023) Influence of feed salinity on ammonia recovery from high-strength effluents in transmembrane chemical absorption process. *Journal of Membrane Science*, 687, p. 122086.
Joveniaux, A., et al. (2021) L'émergence d'un commun en matière d'assainissement urbain : les toilettes sèches séparatives en habitat participatif, *Flux - Cahiers scientifiques internationaux Réseaux et territoires*, N° 124-125(2), pp. 27-40.

Legrand M., et al. (2021) Séparation à la source et valorisation des excrétas humains du Grand Paris : des filières émergentes, *Techniques Sciences Méthodes*, 9(9), pp. 103-118.

Besson M., et al. (2021) Environmental assessment of urine, black and grey water separation for resource recovery in a new district compared to centralized wastewater resources recovery plant, *Journal of Cleaner Production*, 301.

Besson, M., et al. (2022) La séparation à la source pour une récupération des ressources : outil d'évaluation environnementale, *TSM 5*, pp. 41-48.

**Début du projet : 2018 | Durée : 36 mois**

**Financement ANR : 596 031 €**

**Partenaires**

ENPC | SOLAGRO | Le Sommer Environnement | POLYMEM |

J.P. COSTE

**Coordination**

Étienne Paul - TBI, INSA Toulouse

paul@insa-toulouse.fr

<figure><img src="image_68.png" /><figcaption>Représentation schématique du projet DESIGN.</figcaption></figure>

© M. Besson, projet DESIGN.
# DEUFI
## Détails de l'impact des inondations urbaines

### Rappel des objectifs

Bien que les inondations urbaines soient largement étudiées, les débits d'échange entre les rues et les bâtiments sont peu documentés. Le projet DEUFI comble cette lacune en se focalisant sur l'inondation à l'échelle individuelle intégrant la compréhension des processus hydrauliques à l'intérieur et à l'extérieur d'un bâtiment et en estimant comment cette connaissance peut être utile pour estimer les dommages et le nombre de victimes. Le projet DEUFI propose des méthodes de simulation des inondations urbaines améliorées capables : (i) d'estimer l'intrusion d'eau dans les zones bâties ; (ii) d'évaluer la répartition spatiale de l'exposition humaine et des dommages matériels ; (iii) de définir des recommandations sur les meilleures méthodes de gestion des inondations urbaines à mettre en œuvre en lien avec la perception des citoyens et leur attitude pendant les fortes inondations. Afin d'examiner l'influence des ouvertures sur les écoulements dans les blocs de bâti et le long des rues, trois échelles sont étudiées, la façade, le bloc de bâti, et le quartier. L'information fournie à une de ces échelles permet d'estimer le niveau de risque et de prendre des décisions pour la gestion du risque d'inondation aux échelles individuelle ou collective. Le projet DEUFI est structuré en trois tâches à savoir les expériences en laboratoire, les cas de terrain et les modèles hydrodynamiques. Il associe 8 partenaires français et 2 partenaires étrangers compétents en hydraulique, économie, géographie, sociologie, hydrologie, mathématiques appliquées et informatique.

### Résultats majeurs

Les expériences ont montré : (i) l'influence des obstacles présents devant les ouvertures sur le débit d'échange rue-bâti, et qu'il n'existe pas de formule analytique prédisant avec précision ce débit : (ii) que la porosité des murs d'un bloc de bâti pouvait modifier faiblement les hauteur d'eau mais grandement les vitesses dans les rues. Elles ont permis d'étudier l'influence du débit amont et de sa répartition, des conditions limites aval, et de la porosité planaire du quartier, sur les débits sortants à l'aval du quartier. L'application de prise de vue des ouvrants a été validée sur Nîmes et Oullins. Les enquêtes auprès de la population et des gestionnaires du risque montrent qu'à Oullins la population a été rassurée par les travaux de recalibrage récent du cours d'eau Yzeron et que le niveau de conscience du risque est faible pour les crues rares et majeures. Les travaux se sont donc orientés vers

la construction de scénario d'impact à échelle fine pour les crues centennales et cinq-centennales (utiles aux gestionnaires). Pour le cas de Nîmes, les préoccupations se concentrent sur la sécurité humaine. Les bâtiments du quartier Richelieu ne sont pas adaptés à la sécurité des personnes. Les données de mortalité préalables au diagnostic sur la sécurité humaine dans le quartier Richelieu ont été consolidées et ont servi à la modélisation de la vulnérabilité humaine. La modélisation hydraulique 3D a contribué à redéfinir les lois d'échanges rue-bâti. Un algorithme d'échange rue-bâti a été développé, il permet d'estimer les dommages domestiques en prenant en compte l'aléa dans le bâtiment (au lieu de la rue).

### Production scientifique et valorisation

Dewals B., et al. (2023) Can the 2D shallow water equations model flow intrusion into buildings during urban floods? *Journal of Hydrology*, 619 (129231).

Mejía-Morales M. A. (2021) Impact of the porosity of an urban block on the flood risk assessment: A laboratory experiment, *Journal of Hydrology*, 602 (126715).

Mignot E., et al. (2020) Measuring the flow intrusion towards building areas during urban floods: Impact of the obstacles located in the streets and on the façade, *Journal of Hydrology*, 583 (124607).

Finaud-Guyot P., et al. (2020) Experimental characterization of various scale hydraulic signatures in a flooded branched street network. *Urban Water Journal*, 16 (9), pp. 609-624.

**Début du projet : 2019 | Durée : 56 mois**

**Financement ANR : 628 995 €**

**Partenaires**

École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg | INSA Lyon | Université Paul Valery - Montpellier 3 | Cerem | ARTELIA EAU & ENVIRONNEMENT | Université de Liège (Belgique) | Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (Corée)

**Coordination**

Sébastien Proust - INRAE
sebastien.proust@inrae.fr

Modélisation expérimentale d'une inondation dans un réseau de rues avec échanges d'eau (à travers 12 ouvertures) entre rue et bloc de bâti.
©Elisabeth Rull, Divergence-Images, projet DEUFI.

<figure><img src="image_69.png" /></figure>
# EAU&3E

## La durabilité des services d'eau dans les grandes villes

### Rappel des objectifs

La baisse des consommations d'eau engendre des difficultés contre-intuitives pour les gestionnaires des services publics. Partant de ce constat, le projet EAU&3E a pour objectif de les aider à établir le diagnostic complexe de la durabilité de leurs services. L'enjeu était d'arriver à traiter ensemble les trois axes de la durabilité (environnement, économie et équité. les « 3E », auxquels on a ajouté la gouvernance : les services couvrent-ils leurs coûts y compris ceux de renouvellement des infrastructures ? Améliorent-ils leurs performances environnementales ? Les tarifs sont-ils équitablement vis-à-vis des plus démunis ?

Les travaux ont permis de : (i) mieux comprendre ce qui fait baisser les consommations d'eau, jusqu'où ça peut aller, puis évaluer leur impact sur les budgets des services ; (ii) mieux modéliser la gestion à long terme de l'infrastructure, entre reproduction simple, réduction et changement technique ; (iii) développer des analyses systématiques de la redistributivité des tarifs proposés aux usagers, et notamment étudier leurs effets sur les plus démunis ; (iv) réfléchir à la mise en place d'une gouvernance multiniveaux, externe et interne, pour permettre à la fois une meilleure résilience des services par rapport aux changements globaux et une implication plus forte des citoyens-usagers.

Le projet EAU&3E a réuni 6 équipes de recherche et Eau de Paris et mobilise une grande variété de disciplines du champ des sciences humaines et sociales.

### Résultats majeurs

Le projet a identifié les processus technico-géographiques, économiques et politiques à l'œuvre dans les choix de gestion actuels des services d'eau. Basé sur un travail de terrain mené par les équipes à Paris, à Bordeaux et en Languedoc-Roussillon, et des échanges avec d'autres pays (en Europe de l'Ouest, États-Unis et Australie), il a produit des connaissances sur une gestion patrimoniale renouvelée, sur de nouvelles variables explicatives des tendances d'évolution de la consommation d'eau du service public, ou encore sur l'impact sur les

ménages de différentes formules tarifaires (notamment les risques liés à l'adoption des tarifications progressives 10 ans avant le rapport du CESE). Il a montré la nécessité d'une gouvernance multiniveaux pour mieux articuler les services publics et la gestion des ressources. Un atelier de prospective, organisé en novembre 2012 avec des acteurs des services d'eau (gestionnaires publics et privés, élus responsables, représentants des usagers et des salariés des services publics, agences et administrations), a permis de discuter les scénarios rédigés par les partenaires du projet mais aussi de consolider des enseignements pour une gestion durable des services d'eau. Un guide d'action stratégique à destination des maîtres d'ouvrage et responsables des services d'eau a été réalisé. Il s'organise à partir de 5 questions clés : comment assurer le financement durable d'un service ? Quelle stratégie développer vis-à-vis des territoires et services voisins ? Quels liens développer entre un service et la ressource ? Qui inclure dans la gestion du service et dans la définition de la stratégie ? Et enfin, quelle vision du service public promouvoir ?

### Production scientifique et valorisation

L'essentiel des travaux réalisés pendant le projet et au-delà a été publié dans le blog tenu par Laure Isnard : https://eau3e.hypotheses.org.

Début du projet : 2009 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 921 496 €

#### Partenaires

INRAE Lyon | INRAE Montpellier | SMASH | BRGM | Eau de Paris

#### Coordination

Bernard Barraqué - CNRS

Bernard.barraque@agroparistech.fr

<figure><img src="image_70.png" /></figure>

Analyse précise des consommations d'eau des ménages via la télédétection, afin de mieux comprendre puis modéliser les comportements des abonnés du service d'eau dans le sud de la France.
© BRGM, projet EAU&3E.
### EGOUT

### Observations Géochimiques des Trajectoires Urbaines

#### Rappel des objectifs

L'objectif principal du projet EGOUT est d'établir, à Paris, les bases d'un observatoire géochimique des trajectoires socio-économiques par l'analyse des matériaux transportés et accumulés dans les égouts. Il s'agit d'abord d'établir une cartographie géochimique multi-indicateurs de la ville de Paris. Par comparaison avec les données socio-économiques, elle permettra de définir de nouveaux indicateurs pour la gestion des milieux urbains et d'identifier d'éventuels déterminants socio-économiques et environnementaux des vulnérabilités des populations. Le deuxième objectif est de fournir des outils d'aide à la décision et des systèmes d'alerte en étudiant les évolutions temporelles des traceurs dans les eaux et sédiments des égouts. Ces trajectoires permettront aussi une meilleure compréhension des contrôles agissant sur les flux de polluants dans le réseau d'assainissement. Le troisième objectif est de mobiliser les citoyens et les acteurs locaux dans la coconstruction des connaissances. Cette séquence générera des bénéfices mutuels : une analyse des résultats plus intégrée, une meilleure connaissance de la perception des égouts par les populations, des informations crucales sur la sensibilisation des citoyens aux enjeux environnementaux, et des leviers de changement de pratiques. Pour relever ces défis, le projet EGOUT réunira les expertises complémentaires de géochimistes, géographes, sociologues, consolidées par l'interaction avec les citoyens, les opérateurs et les décideurs.

#### Résultats majeurs

La première année a permis d'affiner la stratégie du projet, en lien avec toutes les parties prenantes, et de partager un vocabulaire commun. L'animation et la formation des acteurs sont réalisées à travers des webinaires. La communication du projet s'appuie sur le site web egout.cnrs.fr, le compte Twitter @egout_fr, la page Facebook de la participation citoyenne, une chaîne YouTube. Nous avons inventorié les traceurs existants et imaginé de nouveaux indicateurs pour tracer divers phénomènes. Un remue-méninges a permis de cibler les zones d'étude et les temporalités de nos actions. Après avoir répondu à une enquête sur leurs pratiques, un groupe de Volontaires de Paris a bénéficié d'une séquence de formation, et contribue désormais au projet dans le cadre de groupes de travail. En parallèle, des étudiants de

Master 2 ont réalisé une enquête sur les pratiques de consommation des citadins. Après une visite des bassins de dessablement, l'équipe a procédé aux premiers carottages de sédiments. Les carottes sont en cours d'analyse dans le cadre de la thèse de C. Asselin. Depuis mars 2023, 50 molécules sont analysées dans des prélèvements bi-hebdomadaires d'eaux usées à l'usine de traitement Seine Centre, dans le cadre de la thèse de G. Bernier-Turpin. De nouvelles collaborations (sur les macrodéchets, les pathogènes, etc.) sont engagées. Les participants projettent EGOUT dans le futur à travers la soumission de nouveaux projets (ANR, EC2CO, PEPR VDBI).

#### Production scientifique et valorisation

Asselin C., et al. (2023) Controls on the spatial and temporal distribution of organic tracers in the sediments of the Paris sewerage system, *International Meeting on Organic Geochemistry*, 11-15 septembre 2023, Montpellier.

Bernier-Turpin G., et al. (2023) Monitoring of organic contaminants in raw wastewater by targeted and non-targeted screening: an effective tool for monitoring urban metabolism, *Goldschmidt 2023*, 9-14 juillet 2023, Lyon.

Carré C. (2023) Using urban wastewater as a resource. Transforming public and private spaces and involving residents, *Biennale dello Spazio Pubblico*, 25-27 mai 2023, Rome.

Human traces in sewers: Taking the pulse of the city, Séminaire invité *Human Traces* (PAGES), 16 mars 2022.

**Début du projet : 2019 | Durée : 56 mois**

**Financement ANR : 582 830 €**

**Partenaires**

Université Paris Est Créteil | Sorbonne Université | CNRS

**Coordination**

Jérémy Jacob - UMR 8212 LSCE, CNRS

jeremy.jacob@lsce.ipsl.fr

<figure><img src="image_71.png" /></figure>

Estimation du taux de remplissage d'un bassin de dessablement par pigeage.
©J. Jacob, projet EGOUT.
# GEDEAH

## Gestion décentralisée et intégrée des déchets et de l'assainissement en zones urbaines et périurbaines haïtiennes

### Rappel des objectifs

Les déchets organiques solides et liquides sont un important vecteur de maladies et de nuisances. Sur Port-au-Prince où la gestion des déchets ménagers et de l'assainissement n'est pas maîtrisée, la situation sanitaire est catastrophique depuis de nombreuses années et s'est encore aggravée avec le séisme du 12 janvier 2010.

Le programme de recherche GEDEAH porte sur le développement d'un modèle de gestion décentralisée des déchets solides et de l'assainissement en zones urbaines et périurbaines haïtiennes, et sur la mise en place des modalités de sa réplication. Il s'agit de mettre en place des plateformes de traitement et valorisation de déchets permettant de gérer les déchets de quartiers socialement défavorisés où les déchets sont rarement collectés, avec pour objectifs une optimisation de la valorisation matière et énergétique, une minimisation des nuisances et des impacts sanitaires et environnementaux et la création de ressources et d'emplois.

La méthode repose sur : (i) la caractérisation du territoire ; (ii) l'identification des gisements ; (iii) la présélection d'options de modes de gestion ; (iv) la sélection de scenarios nécessitant une validation expérimentale et (v) la définition des critères d'évaluation des opérations unitaires et de l'ensemble du modèle de gestion.

L'application sur sites expérimentaux concerne deux sites expérimentaux : la nouvelle plateforme de compostage de déchets et de valorisation des produits triés sur la commune de Cité-Soleil et le site de Barbancourt pour la réalisation d'essais de digestion anaérobie de déchets organiques.

### Résultats majeurs

Les principaux résultats ont été la mise en place de la plateforme de démonstration, le « Centre de valorisation des déchets - Jean-Christophe Fernandes », plateforme de tri de valorisation et de compostage de déchets urbains localisée sur la commune de Cité-Soleil. Cette expérience réalisée avec la fondation L'Athlétique d'Haïti a permis la création d'un module de formation dédié aux porteurs de projets de mise en place de plateforme de valorisation de déchets urbains. Le séminaire de restitution du programme GEDEAH s'est tenu à Port-au-Prince en juillet 2013. Nous avons réalisé un travail de plaidoyer auprès des instances décisionnelles avec l'organisation de rencontres entre nos collaborateurs locaux, l'université Quisqueya de Port-au-Prince, et les acteurs haïtiens de l'assainissement (ministère de l'Environnement et DINEPA) sur les enjeux et solutions en termes de gestion des déchets, relayés notamment par le Service de Coopération et d'Action Culturelle (SCAC) de l'ambassade de France.

Nous avons également créé le prix « Jea-Christophe Fernandes » en 2011, à la mémoire de notre doctorant français, décédé au cours du séisme du 12 janvier 2010. Ce prix récompense de jeunes chercheurs haïtiens (ingénieurs, masters ou docteurs) pour leurs travaux de recherche dans le domaine de l'environnement (2011-2016).

Plusieurs actions de communication grand public ont été mises en œuvre sur la problématique des déchets urbains : le documentaire « Les fatras de l'espoir » (https://www.youtube.com/watch?v=21SOs7_SmjO), et l'exposition photographique itinérante sur la vie des habitants de Cité-Soleil (https://www.cefrepade.org/exposition-l-lavan-cite-soleil-r-regards-sur-cite-soleil-a-travers-les-yeux-de-ses-habitants/).

### Production scientifique et valorisation

Lacour J., et al. (2011) Évaluation du potentiel de valorisation par digestion anaérobie des gisements de déchets organiques, *Déchets Sciences et Techniques*, 60, pp. 31-41.

Fernandes J.C., et al. (2012) Notion de transfert Ville-Campagne à Port-au-Prince (Haïti) : en quoi la ville peut-elle apporter une valeur ajoutée pour la campagne par la gestion de ses déchets organiques et la campagne vers la ville par la production de produits alimentaires, in Roosevelt E., et al. (eds.), *Lutte antiérosive*, IRD Éditions.

Bayard R., et al. (2012) Développement d'une filière de gestion des résidus solides urbains à Cité Soleil (Port-au-Prince, Haïti), Colloque Eau, *Déchets et Développement Durable*, 21-24 mars 2012, Agadir, Maroc.
Jean G., et al. (2017) Assainissement par toilettes sèches à litière bio-maîtrisée : premiers résultats d'une expérimentation menée en milieu rural, *Déchets, Sciences et Technique*, 74, pp. 1-9.

Début du projet : 2010 | Durée : 36 mois

Financement ANR : 256 346 €

Partenaires

Université de Limoges | Association CEFREPADE | Association GRET

Coordination

Rémy Bayard – INSA Lyon
remy.bayard@insa-lyon.fr

Centre de valorisation des déchets - Jean-Christophe Fernandes, traitement et valorisation des déchets ménagers (recyclage et compostage) : opérations de tri manuel des déchets réceptionnés.

© R. Bayard, projet GEDEAH.

<figure><img src="image_72.png" /></figure>
# HUNIWERS

### Impact historique de l'urbanisation sur la qualité de l'eau :
### étude diachronique en région parisienne

## Rappel des objectifs

L'impact du développement urbain sur les ressources en eau est une question majeure, en particulier sur les eaux souterraines de sub-surface. Comprendre l'évolution chimique de ces eaux sous pression anthropique nécessite (i) de connaître l'état de pré-urbanisation et (ii) d'identifier les traceurs et archives clés pour retracer les fluctuations passées (qualité et quantité).

L'approche proposée couple : (i) l'analyse des eaux actuelles (qualité, cycle de l'eau, modélise hydrologique) de nappes phréatiques perchées mais aussi d'eau d'infiltration diffuse ; (ii) les dépôts de carbonates secondaires, les spéléothèmes urbains, de différents ouvrages souterrains ; (iii) les archives historiques de l'occupation des sols et la réalisation de cartes diachroniques. La mise en œuvre a été divisée en cinq tâches :

1. Modéliser le cycle hydrologique dans deux bassins versants parisiens contrastés : bilan et comparaison avec l'usage des sols, le débit et les données climatiques (mesures et archives).

2. Caractériser les propriétés physico-chimiques de l'eau souterraine actuelle (nappes perchées).

3. Obtenir une série temporelle de l'évolution géochimique des eaux en utilisant des spéléothèmes.

4. Déterminer les sources et les mécanismes de transfert des polluants pour la période actuelle et passée.

5. Évaluer, en concertation avec les autorités, les agences régionales et locales, la possible (ré)utilisation des eaux des nappes perchées parisiennes comme ressource alternative.

## Résultats majeurs

Trois campagnes synchrones de prélèvement des différents types d'eau (eau des sources, eau de nappe, eau de pluie, eau potable, eaux usées) ont été réalisées pour les eaux aquifères drainées par les sources du nord (au nord-est de Paris) et les sources de Rungis (au sud de Paris), afin de d'identifier les sources de recharge des eaux dans des hydrosystèmes au sol plus ou moins scellé, mais aussi de connaître la qualité de ces eaux.

Des données sur le transfert de certains polluants (métaux, matière organique) à travers les sols ont été obtenues en étudiant leurs teneurs ou rapports de teneurs dans les dépôts de carbonates souterrains.

Il a par exemple été montré que le sol urbain joue le rôle de filtre pour une partie des hydrocarbures aromatiques polycycliques-HAP ou le carbone et que ce filtre est différent en fonction de la profondeur des sites étudiés et du type de structure traversées (sol urbain, bois, remblais, etc.).

Un séminaire thématique sur la valorisation des eaux de source en milieu urbain, a été organisé au terme du travail de la tâche 5 du projet qui a réuni différents acteurs franciliens (instituts de recherche, collectivités, Agence de l'eau, ARS...) afin d'échanger sur les perceptions et usages des eaux de sources ainsi que les contraintes et leviers vis-à-vis de cette utilisation (https://www.cerema.fr/fr/evenements/seminaire-thematique-valorisation-eaux-source-milieu-urbain).

## Production scientifique et valorisation

Caragnon J., et al. (2023) Polycyclic Aromatic Hydrocarbon record in an urban secondary carbonate deposit over the last three centuries (Paris, France). *Science of the total environment*, 905, p. 167429.

Fernandez M., et al. (2022) Amélioration de l'information spatiale concernant des infrastructures hydrauliques historiques de la Ville de Paris, 18ᵉ congrès international de spéléologie 2022, Union internationale de spéléologie, juillet 2022, Le Bourget du Lac, France.

Pons-Branchu E., et al. (2022) Radiocarbon on urban secondary carbonate deposits: site effect and implication for chronology. Case study of Paris and Versailles Palace fountains, *Radiocarbon*, 64(6), pp. 1323-1332.

Début du projet : 2019 | Durée : 60 mois

Financement ANR : 320 727 €

Partenaires

CNRS | Université Paris-Saclay | CNAM

Coordination

Edwige Pons-Branchu - LSCE, CNRS

Edwige.Pons-branchu@lsce.ipsl.fr

<figure><img src="image_73.png" /></figure>

Logo du projet HUNIWERS.
© S. Jaillet, projet HUNIWERS.
# IDOUM

## Systèmes de traitement innovants à bas coût et décentralisés pour une gestion optimale des eaux usées urbaines

### Rappel des objectifs

La réutilisation des eaux usées traitées est de plus en plus considérée comme une des solutions viables pour lutter contre la rareté de l'eau. Toutefois, cette pratique constitue une voie d'exposition aux antibiotiques et aux bactéries antibiorésistantes (ARB&Gs) au travers de la chaîne alimentaire et représente une cause potentielle de pression sélective qui augmente les niveaux de résistance aux antibiotiques pour les bactéries autochtones. Ce projet a pour principaux objectifs : (i) de proposer des stratégies de surveillance qui reposent sur une priorisation d'un jeu d'indicateurs de contaminants chimiques et de pathogènes à partir de mesures réalisées dans des effluents domestiques sur différents continents ; (ii) de développer des systèmes de traitement décentralisés, à moindre coût énergétique. Les indicateurs de performance sont choisis sur la base de leur présence récurrente dans les effluents domestiques, leur mobilité et leur pertinence toxicologique. Les technologies de traitement des eaux usées domestiques proposées reposent sur la combinaison de systèmes biologiques à base de plantes et de micro-organismes et l'utilisation de nanomatériaux naturels bon marché pour l'activation catalytique d'oxydants. Ce projet contribue à la protection de nos ressources en eau douce et à la diminution des risques d'exposition humaine à des composés toxiques ainsi qu'à la diminution des risques de propagation de l'antibiorésistance et donne accès à des sources alternatives en eau.

### Résultats majeurs

Nous avons établi une liste prioritaire d'antibiotiques communs pour les trois continents participant au projet. La même démarche n'a pas été possible pour les ARB&Gs en raison de leur trop grande diversité. Le projet a permis l'isolement de bactéries endophytiques à partir de Phragmites australis pour une bio-augmentation des systèmes de traitement par phytoremédiation. Toutefois, on a observé l'acquisition de gènes d'antibiorésistance (ARGs) ce qui empêche leur utilisation à plus grande échelle. En revanche, on a démontré la capacité de Trichoderma à augmenter la rhizodégradation d'antibiotiques en utilisant des cultures héterotrophiques de racines chevelues ou des plantes entières dans une phytochambre. On a élucidé les mécanismes d'activation du péroxydisulfate par des particules nanométriques d'oxyde de cuivre (CuO) montrant la prédominance des ions cupryl dans la dégradation d'antibiotiques. L'inclusion de métaux comme le cuivre ou le cérium dans des hydroxydes doubles lamellaires permet également l'amélioration des procédés Fenton

hétérogène pour la désinfection et la décontamination d'eaux usées. L'intégration des traitements biologiques (bio-inoculation de zones humides artificielles par des champignons) et de traitements chimiques (Fenton hétérogène) a été introduit comme traitement tertiaire à une échelle pilote (TRL 4-6). Le projet contribue à la transition vers des systèmes de traitement décentralisés à faibles coûts énergétiques qui pourraient être adoptés par les villes.

### Production scientifique et valorisation

Genthe B., et al. (2020) Antimicrobial resistance screening and profiles. A glimpse from the South African perspective, *J Water & Health*, 18(6), pp. 925-936.

Costa-Serge N., et al. (2023) Simultaneous disinfection of urban wastewater and antibiotics degradation mediated by CuMgFe-B(OH)4 layered double hydroxide with different oxidizing agents, *Chemical Engineering Journal*, 466, p. 143080.

Tadić D., et al. (2024) Partially saturated vertical surface flow constructed wetland for emerging contaminants and antibiotic resistance genes removal from wastewater: The effect of bioaugmentation with Trichoderma. *Journal of Environmental Chemical Engineering*, 12 (2), p. 112128.

Sosa-Alderete L., et al. (2023). Investigating the transformation products of selected antibiotics under three in vitro biotransformation models for anticipating their relevance in bioaugmented constructed wetlands, *Toxics*, 11(6), 508.

Chan L. (2022) *Procédé hétérogène de type Fenton à base d'oxyde de cuivre et de péroxydisulfate pour le traitement des eaux usées urbaines*, thèse de doctorat.

Début du projet : 2019 | Durée : 48 mois

Financement ANR : 297 000 €

Partenaires

Council for Scientific and Industrial Research (Afrique du Sud | Helmholtz Munich (Allemagne) | São Paulo State University (Brésil)

Coordination

Serge Chiron – Université de Montpellier
serge.chiron@umontpellier.fr

<figure><img src="image_74.png" /></figure>

Pilote fondé sur la bio-augmentation de zones humides artificielles avec Trichoderma pour le traitement d'eaux urbaines installé sur la plateforme de réutilisation des eaux usées traitées de Murviel-Lès-Montpellier.

© A. Sauvêtre, projet IDOUM.
# INCERDD

## Prise en compte des incertitudes pour des décisions durables

### Rappel des objectifs

L'évaluation des conséquences possibles d'une décision selon un regard transversal incluant des dimensions financières, environnementales et sociétales et à différentes échéances de temps (5 à 30 ans) est une nécessité dans une perspective de développement durable.

Le projet INCERDD a pour objectif de développer des méthodes permettant la prise en compte de multiples incertitudes dans l'évaluation multicritère des décisions en matière de gestion d'ouvrages urbains et d'aménagement du territoire dans une perspective de développement durable. Il associe un objectif de recherche fondamentale sur la problématique des incertitudes et un objectif de recherche appliquée vis-à-vis de deux études relatives à la gestion de réseaux techniques et des risques naturels.

Il vise ainsi à identifier des stratégies alternatives de gestion d'une problématique urbaine, à formaliser une grille de critères d'analyse de ces alternatives, à les évaluer au moyen de différentes méthodes, puis à hiérarchiser ces alternatives en prenant explicitement en compte les incertitudes associées.

En support à ces développements, deux champs d'application sont retenus : (i) la problématique de la gestion des réseaux d'assainissement avec des décisions relatives à la maintenance, l'extension ou l'amélioration des réseaux dans un contexte de vieillissement des équipements, d'évolution des besoins, de changements climatiques, d'accroissement urbain ; (ii) la problématique de la gestion des risques naturels avec des décisions relatives à la maîtrise des aléas (inondations ou mouvements de terrains), la réduction des vulnérabilités et la réglementation du foncier (PPR, PLU).

### Résultats majeurs

Les principaux faits marquants sont : (i) l'application de méthodes issues du génie industriel et du management de l'innovation aux projets urbains pour appréhender les acteurs, analyser et caractériser leurs besoins ; (ii) l'analyse critique de l'état de l'art sur le développement durable, sa déclinaison aux deux études de cas du projet (gestion des risques naturels et des réseaux d'assainissement) et le développement final d'une grille de critères et indicateurs en lien avec le développement durable ; (iii) le développement de nouvelles méthodologies d'évaluation des incertitudes et de hiérarchisation des stratégies pour les deux études de cas, avec une implication forte d'une collectivité pour un des cas d'étude (Commune de Dieulouard), le second cas n'ayant pas pu bénéficier du même accompagnement ; (iv) la démonstration de la faisabilité opérationnelle de la prise en compte et de la propagation des incertitudes pour la hiérarchisation des décisions ; (v) la démonstration de la complémentarité (avec leurs limites) des approches ingénieurs et économiques lorsqu'elles sont appliquées à un même cas.

### Production scientifique et valorisation

Edjossan Sossou A.M., et al. (2014) A decision-supporting methodology for assessing the sustainability of natural risk management strategies in urban areas, *Natural Hazards and Earth System Sciences*, 14, pp. 3207-3230.

Edjossan M., et al. (2016). Prise en compte des incertitudes dans l'évaluation de la durabilité des décisions de gestion des risques d'origine naturelle, in Merad M., et al. (eds.) *Risques majeurs, incertitudes et décisions. Approche pluridisciplinaire et multisectorielle*, MA Editions.

Edjossan-Sossou A. M., et al. (2020) Sustainable risk management strategy selection using a fuzzy multi-criteria decision approach, *International Journal of Disaster Risk Reduction*, 45, p. 101474.

**Début du projet : 2011 | Durée : 48 mois**

**Financement ANR : 445 111 €**

**Partenaires**

Université de Bordeaux | Université Clermont Auvergne | Université de Savoie | INERIS | Mines Nancy | Agence de Développement et d'Urbanisme de l'Aire Urbaine Nancéienne | Communauté Urbaine du Grand Nancy | Direction départementale des territoires 54

**Coordination**

Olivier Deck - Université de Lorraine
Olivier.deck@mines-nancy.univ-lorraine.fr

Évaluation à 5 et 20 ans de 3 stratégies selon 2 critères :

SANS prise en compte des incertitudes

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AV'EC prise en compte des incertitudes

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Sans incertitude, l'évaluation d'une stratégie est représentée par des petites surfaces. Elle évolue dans le temps (court terme au long terme). Avec incertitude, ces surfaces prennent une forme plus large. L'incertitude peut porter à la fois sur l'évaluation des stratégies ainsi que sur l'objectif recherché.

© Projet INCERDD.

Quelle est la meilleure stratégie compte tenu des incertitudes portant sur leur évaluation et sur l'objectif visé ?