Cette thèse porte sur l’évaluation de quatre politiques d’aménagement du territoire en France. Elle aborde également trois questions majeures de l’économie urbaine : l'influence des transports sur la localisation de l'emploi et de la population, l’élasticité de l'offre de logement et la ségrégation urbaine. La première politique publique étudiée est le Réseau express régional. Ainsi, l’amélioration des transports publics en Île-de-France a favorisé la croissance de l’emploi dans les communes de banlieue. Il n’y aurait en revanche pas de croissance globale de la population mais un possible effet de gentrification à proximité des stations. Dans un deuxième temps, cette thèse s’intéresse au rôle du train à grande vitesse dans l’organisation spatiale des entreprises multi-implantations. Il est établi que les filiales voyant le temps de parcours vers leur siège diminuer se spécialisent dans les activités de production. Cette création s'effectue au détriment des activités d'encadrement. Ensuite, ce travail évalue l’impact des zones franches urbaines. L’effet de première génération de ce dispositif sur la localisation des entreprises et sur l'emploi est massif. En revanche, il n'a que faiblement profité aux habitants de ces quartiers, soulignant un manque de ciblage de la mesure. Le dernier chapitre évalue l’effet des aides au logement sur le niveau des loyers et l’offre de logements locatifs. Il confirme que les aides au logement induisent une hausse des loyers privés. L’élasticité de l'offre de logements reste faible dans le long terme, puisque l'effet inflationniste perdure tandis que la quantité et la qualité des logements locatifs ne s'adaptent pratiquement pas. / This thesis evaluates four French urban and regional policies. It also covers three major issues in urban economics: the impact of transportation on the spatial distribution of employment and population, the elasticity of housing supply and urban segregation. First, the thesis focuses on the Regional Express Rail system. The improvement of public transport in the Paris region causes employment to grow in suburban municipalities. However, there is not effect on overall population growth but a possible gentrification effect nearby RER stations. Secondly, this thesis studies the role of high-speed rail in the spatial organization of multi-plant businesses. It shows that the reduction in travel time to their headquarters subsidiaries lead the affiliate to specialize in production activities, to the expense of management tasks. Then, this work assesses the impact of the French Urban Enterprise Zones. The first generation of this program have a massive impact on firm location and employment. However, it only slightly benefited to the local residents, highlighting a lack of targeting. The last chapter evaluates the effect of housing allowance on the level of rents and the supply of rental housing. It confirms that housing subsidies cause private rents to increase. The elasticity of housing supply remains low in the long term, since the upward effect does not vanish and the quantity and the quality of rental housing do not adjust.

La RATP est l'exploitant et le gestionnaire du réseau de transport métropolitain de la ville de Paris et de sa banlieue proche. Actuellement, avec près de 10 millions de voyageurs par jour, il est l'un des réseaux les plus chargés au monde. Dans ce contexte de fortes exigences d'exploitation, les gestionnaires de la RATP doivent assurer la sécurité, la capacité de service et la pérennité d'un patrimoine d'infrastructures hétérogène et ancien. Mais les ressources disponibles sont, par nature, limitées et, dans ces circonstances, deux tâches deviennent essentielles : justifier les budgets nécessaires et optimiser les programmations de travaux de maintenance. Le système de maintenance actuel est fondé sur des inspections visuelles permettant de relever les désordres affectant l'état structurel des ouvrages. Ensuite, les gestionnaires doivent choisir et prioriser les ouvrages à entretenir en fonction de ces résultats et des différentes contraintes qui interviennent dans la gestion du patrimoine. Ce processus décisionnel est fondé sur l'expertise des gestionnaires et n'est pas formalisé. Ainsi, l'objectif de cette thèse consiste à développer un outil d'aide à la gestion patrimoniale qui réduise la variabilité intrinsèque des actions de surveillance visuelle et le manque de transparence dans les décisions. Pour fournir aux gestionnaires de la RATP un tel outil, cette recherche s'appuie sur les étapes suivantes :- La modélisation fonctionnelle des mécanismes de dégradation des ouvrages bâtie à partir des outils de la Sûreté de Fonctionnement. L'Analyse Fonctionnelle (AF), l'Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets(AMDE) et des graphes causaux sont appliqués pour connaître comment les infrastructures fonctionnent, se dégradent et interagissent avec leur environnement.- La construction d'un outil d'aide à la gestion fondé sur les méthodes multicritère d'aide à la décision. Dans un premier temps, nous construisons une famille cohérente de critères qui formalise les différents aspects techniques et socioéconomiques qui interviennent dans le processus décisionnel de la RATP (méthode d'agrégation à base de règles). Ensuite, à partir des méthodes ELECTRE, nous développons un outil multicritère d'aide à la décision permettant d'optimiser la gestion du patrimoine de la RATP. Après une application sur la ligne 4 du métro de Paris, les perspectives ouvertes par un tel outil sont étudiées, dont la principale est le développement opérationnel de cet outil dans le cadre de la gestion du patrimoine d'infrastructures de la RATP / The RATP is the operator and asset manager of the public railway transport of Paris and the next suburbs. Nowadays, with more than 10 million trips per day, this transport network is one of the most crowded in the world. In this context of high service requirements, the RATP asset managers must assure the structural integrity, the quality of service and the sustainability of an aging and heterogeneous asset. However, available budgets are, by nature, limited and, in this context, two tasks become essential: to justify budget requirements and to optimize the programming of maintenance actions. The current asset strategy is based on visual inspections to detect degradation symptoms that concern the structural integrity of the structure. Depending on these results, managers must select and prioritize the maintenance actions taking into account the constraints involved in asset management. This decision-making process is based on the expert knowledge and is not formalized. In this context, the purpose of this thesis is to develop a multicritera decision support tool which reduces the inherent variability degree of visual inspections and the lack of transparency in the decision-making process. In order to provide RATP's managers a decision support tool, this research is based on the next stages :- The development of a functional model of degradation mechanisms by the application of the operational safety methods. The Functional Analyse (FA), the Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) and the casual graphs are applied to know how infrastructures function, degrade and interact with the environment.- The construction of a decision support tool based on multicriteria methods. The first stage is the construction of a lot of criteria formalizing the technical, economic and social aspects involved in the RATP's asset management (rule based assignment model). The second stage is the application of ELECTRE methods to develop a multicriteria decision support tool which optimizes the management of the RATP's asset. This tool is tested on the line 4 of the Paris metro in order to study development prospects. The main prospect is the operational development of this tool in the context of the management of the RATP's asset

Les méthodes de design et de construction des routes développés dans le sud canadien ont maintenant besoin d’être adaptés aux environnements nordiques du pays afin de prévenir le dégel dramatique du pergélisol lors de la construction d’une nouvelle route. De plus, le réchauffement climatique occasionne présentement d’importants problèmes de stabilité des sols dans le nord canadien. Ces facteurs causent des pertes importantes au niveau des capacités fonctionnelles et structurales de l’Alaska Highway au Yukon sur un segment de plus de 200 km situé entre le village de Destruction Bay et la frontière de l’Alaska. Afin de trouver des solutions rentables à long terme, le ministère du transport du Yukon (en collaboration avec le Federal Highway Administration du gouvernement américain, Transports Canada, l’Université Laval, l’Université de Montréal et l’Alaska University transportation Center) a mis en place 12 sections d’essais de 50 mètres de longueur sur l’autoroute de l’Alaska près de Beaver Creek en 2008. Ces différentes sections d’essais ont été conçues pour évaluer une ou plusieurs méthodes combinées de stabilisation thermique telles que le drain thermique, le remblai à convection d’air, le pare-neige / pare-soleil, le remblai couvert de matières organiques, les drains longitudinaux, le déblaiement de la neige sur les pentes et la surface réfléchissante. Les objectifs spécifiques de la recherche sont 1) d’établir les régimes thermiques et les flux de chaleur dans chacune des sections pour les 3 premières années de fonctionnement ; 2) de documenter les facteurs pouvant favoriser ou nuire à l’efficacité des systèmes de protection et ; 3) de déterminer le rapport coûts/bénéfices à long terme pour chacune des techniques utilisées. Pour ce faire, une nouvelle méthode d’analyse, basée sur la mesure de flux d’extraction de chaleur Hx et d’induction Hi à l’interface entre le remblai et le sol naturel, a été utilisée dans cette étude. Certaines techniques de protection du pergélisol démontrent un bon potentiel durant leurs 3 premières années de fonctionnement. C’est le cas pour le remblai à convection d’air non-couvert, le remblai à convection d’air pleine largeur, les drains longitudinaux, le pare-soleil / pare-neige et la surface réfléchissante. Malheureusement, des problèmes dans l'installation des drains thermiques ont empêché une évaluation complète de leur efficacité. / Road design and construction techniques developed in southern Canada definitely need to be adapted to northern environment to prevent dramatic permafrost thawing after new road construction. Furthermore, climate warming causes now important soil stability problems in the Canadian far north. All these factors lead to a loss of the functional and structural capacities of the Alaska Highway over a 200-km section mainly from Destruction Bay to the Alaska border. To find long term and cost-effective solutions, Yukon Highways and Public Works (in collaboration with the Alaska University Transportation Center, Transport Canada, le U.S. Federal Highways Administration, l’Université de Montréal and l’Université Laval) constructed 12 instrumented sections on the Alaska Highway near Beaver Creek (Yukon) in 2008. These sections experiment one or several combined methods of thermal stabilization such as convection air embankment, heat drains, snow/sun shed, grass-covered embankment, longitudinal culverts, reflecting surfaces and snow clearing on embankment slopes. The main objectives of this project are 1) to analyze the ground thermal regime and the heat fluxes for each of the 12 sections during their first three years in service; 2) to document all factors which can facilitate or disrupt the efficiency of the protection systems and; 3) to determine the long term costs / benefits ratio for every technique tested. In order to do this, a new method based on the calculation of heat extraction Hx and heat induction Hi index at the interface between the embankment and the natural ground has been used in this study. The permafrost mitigation techniques that showed good potential for cooling by reducing active layer thicknesses were the ACE uncovered, the longitudinal culverts, the snow/sun shed and the light-coloured aggregate BST (although this was only effective along the central part of the highway). Unfortunately, problems in the installation of the heat drain techniques prevented a full assessment of their effectiveness. The durability of the sections as well as their long-term cooling potential must also be assessed to complete the economic analysis provided in this study.

Increasing computational demand of simulations motivates the use of parallel computing systems. At the same time, this parallelism poses challenges to application developers. The Message Passing Interface (MPI) is a de-facto standard for distributed memory programming in high performance computing. However, its use also enables complex parallel programing errors such as races, communication errors, and deadlocks. Automatic tools can assist application developers in the detection and removal of such errors. This thesis considers tools that detect such errors during an application run and advances them towards a combination of both precise checks (neither false positives nor false negatives) and scalability. This includes novel hierarchical checks that provide scalability, as well as a formal basis for a distributed deadlock detection approach. At the same time, the development of parallel runtime tools is challenging and time consuming, especially if scalability and portability are key design goals. Current tool development projects often create similar tool components, while component reuse remains low. To provide a perspective towards more efficient tool development, which simplifies scalable implementations, component reuse, and tool integration, this thesis proposes an abstraction for a parallel tools infrastructure along with a prototype implementation. This abstraction overcomes the use of multiple interfaces for different types of tool functionality, which limit flexible component reuse. Thus, this thesis advances runtime error detection tools and uses their redesign and their increased scalability requirements to apply and evaluate a novel tool infrastructure abstraction. The new abstraction ultimately allows developers to focus on their tool functionality, rather than on developing or integrating common tool components. The use of such an abstraction in wide ranges of parallel runtime tool development projects could greatly increase component reuse. Thus, decreasing tool development time and cost. An application study with up to 16,384 application processes demonstrates the applicability of both the proposed runtime correctness concepts and of the proposed tools infrastructure.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Cette thèse s'inscrit dans le champ des psychologies environnementale et sociale. Elle est introduite par une réflexion épistémologique promouvant le paradigme de la Pensée Complexe (Morin, 1977) et questionnant la place de la psychologie environnementale sur la scène scientifique. Les travaux exploratoires portent sur l'appréhension psychosociale des infrastructures de transport, une question pertinente au regard des revendications des populations vis-à-vis de l'aménagement du territoire. Les représentations sociales (Moscovici, 1961), l'implication personnelle (Rouquette, 1997) et les dimensions de la relation Homme-Environnement que sont le sens du lieu (Jorgensen & Stedman, 2001) et l'appropriation de l'espace sont mises en perspective avec les attitudes en vue d'analyser les paramètres suscitant l'accueil favorable des aménagements par les populations. La thèse présente plusieurs développements méthodologiques : la traduction d'une échelle de sens du lieu (Jorgensen & Stedman, 2001) et l'élaboration d'une échelle d'appropriation de l'espace ; puis fait état de quatre études de cas menées dans des régions françaises où des infrastructures de transport étaient en projet ou récemment mises en service. Enfin, une modélisation rassemblant l'ensemble des données a été réalisée. Ces différentes analyses ont révélé l'aptitude de l'implication personnelle, de l'appropriation de l'espace, et des éléments représentationnels revêtant un enjeu spécifique, à expliquer les attitudes. La discussion pose les jalons d'une bonne intégration des infrastructures dans le contexte socio-économique des régions, en montrant un recul critique vis-à-vis du concept « NIMBY ». / This thesis was conducted within the fields of environmental and social psychologies. It is introduced by an epistemological reflection promoting the Complex Thought paradigm (Morin, 1977), and questioning the position of environmental psychology on the scientific arena. After that, we expose a work dealing with psychosocial apprehension of transport infrastructures, a pertinent question according to populations' demands towards landscape planning. Social representations (Moscovici, 1961), personal implication (Rouquette, 1997) and some Man-Setting relationship dimensions, among which sense of place (Jorgensen & Stedman, 2001) and space appropriation (Vidal & Pol, 2005) were put in perspective with attitudes, in the aim of analyzing parameters enabling social acceptance of these infrastructures. The thesis presents several methodological developments: the translation of a sense of place scale (Jorgensen & Stedman, 2001), and the elaboration of a space appropriation scale. Then, it describes four case studies which were carried out in French regions where transport infrastructures were either in project, or recently put in service. Finally, a model gathering all the data was realized. These different analyses revealed the capacity of personal implication, space appropriation and representational elements with a specific stake, to explain attitudes. Discussion exposes some conditions for a good integration of transport infrastructures in the social and economic context of the studied regions, taking some critical distance with the “NYMBY” concept.

La création du groupe C40 Cities Climate Leadership (C40) en 2005 illustre bien le fait que l'échelle urbaine est dorénavant considérée comme comportant des leviers d'action importants afin d'atténuer les émissions de CO2. Il n'y a cependant toujours pas adéquation entre cette prise de conscience et le nombre d'outils de modélisation capables de quantifier cette marge de manœuvre de manière spatialement explicite et intégrée. Cette thèse vise à combler cette lacune. L'objet produit consiste en un modèle d'équilibre général spatialisé et multi-échelle, pensé de sorte à être relié à toute architecture de modélisation préexistante. Cette thèse s'articule autour de trois chapitres, i.e. la présentation du modèle, sa calibration et son application à la France et aux USA.Dans le premier chapitre, nous décrivons le modèle, baptisé GEMSE, dont l'objectif est d'étudier les interactions entre les dimensions agrégées et locales de l'activité économique tout en quantifiant les émissions de GES associées à la mobilité. Le modèle s'appuie sur l'Economie Urbaine et la Nouvelle Economie Géographique en vue de modéliser sur plusieurs échelles spatiales le développement économique de régions urbanisées en interaction.Dans le deuxième chapitre, nous décrivons les données et calibrons le modèle en utilisant, pour certains paramètres, des techniques d'économétrie spatiale. Nous proposons notamment une méthode pour spécifier la matrice de poids spatial, laquelle méthode est opérationnalisée en utilisant un outil numérique développé à ces fins, PyOKNN, indépendant de GEMSE. Appliqué au Grand Paris, l'outil identifie de façon tangible des éléments clés de sa structure spatiale, et génère pour les paramètres étudiés des valeurs similaires à celles de la littérature.Dans le troisième chapitre, nous appliquons le modèle à la France et aux Etats-Unis. Nous y analysons le scénario de référence, puis les impacts de deux politiques de transport. La première mesure – la baisse des limitation de vitesse des véhicules privés – stimule l'activité économique de manière pro-environnementale en réduisant le PIB dans un premier temps, mais en lui permettant ensuite d'atteindre des niveaux plus élevés, aboutissant à un jeu à somme positive. L'autre mesure simule la mise en place d'une taxe CO2 pour les véhicules privés dont les recettes servent à financer l'augmentation des vitesses des transports publics. Il en résulte qu'un prix de 100€ par tonne de CO2eq n'a qu'un faible effet incitatif car ne représente presque rien par kilomètre-voyageur. Ces deux mesures, le changement de norme ou le recyclage de la taxe, poussent à l'utilisation de modes de transport moins couteux et moins polluants qui stimule une croissance à plus faible intensité carbone.Dans l'ensemble, ces conclusions plaident en faveur de politiques qui internalisent les effets distorsifs, e.g. les changements dans les habitudes de mobilité, la réorientation des demandes, les déséquilibres du marché du travail via les délocalisations des personnes et des changements induits en matière d'économies d'échelle externes. Les résultats ne sont dans leur ampleur que peu généralisables dans l'espace et montrent la nécessité de considérer les spécificités locales et le cadre dans lequel elles s'insèrent en terme d'interactions / The creation of the C40 Cities Climate Leadership group (C40) in 2005 is a noteworthy example that the urban scale is considered as a major leeway to mitigate CO2 emissions. Nevertheless, the adequacy between this recent awareness and the number of modeling tools capable of quantifying this leeway in a spatially explicit integrated way is still missing. This thesis aims at bridging this gap. The outcome consists of a model that incorporates general equilibrium theory with an explicit representation of space at multiple scales. The model is designed as an autonomous numerical entity connectable to any pre-existing modeling architecture. This thesis hinges around three chapters, i.e. the presentation of the model, the calibration of the model and its application to France and the USA.In the first chapter, we describe our so-called GEMSE model whose aim is to investigate the interplays between aggregate and local dimensions of economic activity while quantifying GHG emissions associated to mobility. The model is based on Urban Economics and the New Economic Geography to model on multiple spatial scales the economic development of urban areas in interaction.In the second chapter, we describe the data and calibrate the model by using, for some parameters, spatial econometric techniques. Notably, we propose a new method to specify the spatial weight matrix, operationalized by using a numerical tool developed on purpose, namely PyOKNN, independent of GEMSE. Applied to Greater Paris, the tool identifies in a tangible way some key elements of its spatial structure, and yields values for the parameters under study that are similar to those of the literature.In the third chapter, we run simulations of our model for both France and the USA. We analyze the baseline case and the impacts of two transport policies on several relevant dimensions for the long-term development of urban areas. The first measure – the decrease in private vehicle speed limitation – stimulates economic activity in a pro-environmental fashion by contracting GDP in a first phase but then allowing it to reach higher levels, resulting in a positive sum game. The second measure is the implementation of a CO2 tax to private vehicles whose collected revenues are used to finance an increase in public transport speeds. The main policy insight is that setting a price of 100€ per tonne of CO2eq represents virtually nothing once converted per commuter-kilometer and deters only marginally the use of cars. These two measures, the change in speed limitation or the recycling of the tax, encourage the use of cheaper and less polluting modes of transport, which induces a low-carbon growth.Overall, these conclusions call for policy designs that internalize distortive effects, e.g. changes in mobility habits, the reorientation of demands, unbalances in labor markets via people’s relocations and firms’ improvements in terms of economies of scale. The results can rarely be generalized in terms of magnitude from one region to another, which shows the necessity to consider local specificities as well as the framework within which they interact

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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L'objectif de cet article est d'introduire la prise en compte des Services Écosystémiques (SE), c'est-à-dire les bénéfices que la société retire du fonctionnement des écosystèmes, dans le cadre des procédures d'évaluation des projets d'infrastructures de transport terrestres. La prise en compte des SE dans les outils d'évaluation de projet, l'étude d'impact environnemental et le bilan socio-économique, peut sensiblement améliorer les décisions publiques. Pour montrer cela, nous commençons par mettre en lumière les différents défis associés à l'intégration des SE dans les décisions en matière d'implantation d'infrastructures de transport. L'intégration ne peut être faite que si l'estimation des SE, en termes de changements d'offre, de demande et de valeurs associées à ces changements, est faite de manière spatialement explicite. Nous illustrons ce point, dans un premier temps, à travers l'étude de la perte d'un service : la régulation du climat global engendrée par la construction d'une ligne grande vitesse dans l'ouest de la France. Puis, nous approfondissons la question de la combinaison de la perte directe et de la perte indirecte de services due aux impacts de l'infrastructure sur la connectivité des entités spatiales. Pour les deux types d'impacts nous intégrons des seuils potentiels sur la fourniture de services en proposant une méthode de prise en compte des effets sur des écosystèmes particulièrement sensibles.Nous appliquons cette méthode au même cas de projet d'infrastructure et comparons différentes options de tracé afin de donner un exemple de la manière dont les choix pourraient être améliorées en cartographiant les pertes directe et indirecte de SE. Enfin, nous tentons de montrer l'intérêt de la prise en compte des SE dans l'étude d'impact et le bilan socio-économique de manière à mesurer l'information supplémentaire donnée par une telle intégration. Une attention particulière est portée au caractère applicable de l'analyse aux cadres réglementaires actuels entourant ces deux outils. Nous montrons que ce type d'analyse peut éclairer et orienter différentes étapes d'un projet d'infrastructure: des études préliminaires, à l'étude du tracé final. Dans le cas des études d'impact, l'intégration de ces considérations peut permettre de mesurer la perte de services engendrée par chaque tracé d'infrastructure et d'intégrer ces pertes en tant que nouveau critère de choix de tracé. Concernant le bilan socio-économique, la perte de services exprimée en termes monétaires peut permettre de donner une indication quant à la perte sociale engendrée par le tracé final en matière de capital naturel. Plus spécifiquement ce type d'étude peut permettre une meilleure identification des mesures d'insertions les plus appropriées, en élargissant le types d'impacts pris en compte et en donnant des indications quantitatives des coûts engendrées par les différentes options d'implémentation. Ceci peut permettre aux parties prenantes du projet de mieux appréhender les différents effets engendrés par le projet, à une plus grande échelle, leur permettant de sortir des strictes frontières du projet et des contrôles règlementaires. / The purpose of this thesis is to broaden the assessment process of terrestrial transport infrastructure into the field of Ecosystem Services (ES), i.e., the benefits people derive from ecosystems. Taking into account ES in an ex-ante assessment of public infrastructure projects can be of critical importance for the improvement of transportation decision-making tools, such as environmental impact assessment and cost-benefit analysis. To achieve this, we first review the major challenges to integrate the ES approach into transport infrastructure decisions. This inclusion is only possible if changes in ES, involved by the project, are explained in a spatially explicit way. We illustrate this point, in a first step, by assessing the loss of a global climate regulation service due to the soil sealing caused by a infrastructure construction, using the example of a high-speed rail in Western France.We further deepen the issue of combining direct loss of ES with indirect loss due to impacts of the infrastructure on landscape connectivity. For both direct and indirect effects we also integrate potential threshold effects on ES loss. We compare implementation options, for the same case of infrastructure project, to provide an example of how choices can be improved by mapping ES loss associated with a combination of direct and indirect impacts. Finally, we provide a test of the usefulness of the ES consideration into environmental impact assessment and cost benefit analysis in order to assess the additional information it may bring. Attention is paid to the applicable character of methods to the real legal framework within which they must be conduced. We show that this type of analysis can enlighten and provide guidance at different stages of transport project: from preliminary studies to the study of the final implementation option. For environmental impact assessment, the integration of an ES based approach opens the possibility of measuring a loss in ES supply (and its economic value) providing a means of selecting among different route option for the infrastructure. For cost-benefit analysis, since the ES loss induced by the selected route option is expressed in monetary terms, it can be integrated as a standard social cost in the analysis, permitting a more efficient control of natural capital loss. More specifically, this type of analysis can help designing appropriate environmental measures by expanding the types of impacts assessed, and provide a quantitative assessment of the cost related to the final chosen option. Then, it may help project stakeholders to apprehend the effects on a broader (ecosystem) scale instead of staying confined into project boundaries and regulatory check-lists.