CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O planejamento complexo de cidades exige o desenvolvimento de modelos conceituais do funcionamento e dependÃncias mÃtuas dos seus elementos constituintes. Jà hà algumas dÃcadas, as comunidades tÃcnico-cientÃficas associadas ao planejamento de cidades tentam modelar a interaÃÃo entre os subsistemas urbanos de uso do solo e transportes. Seus esforÃos isolados conseguiram alcanÃar certo Ãxito na representaÃÃo parcial do fenÃmeno urbano, mas ainda esbarram na dificuldade de tratar tais sistemas multidimensionais como uma problemÃtica Ãnica, abrangente e integrada. A partir de uma revisÃo dos modelos conceituais acerca de sistemas LUTI (IntegraÃÃo de Uso do solo e Transportes, do original âLand Use and Transport Interactionâ) verificou-se um conjunto de fragilidades conceituais que dificultam o processo de modelagem integrada do fenÃmeno urbano. Dentre estas fragilidades destaca-se o fato de estes esforÃos nÃo representarem a contento, ou mesmo reconhecerem, de que subsistemas à constituÃdo o sistema urbano. Consequentemente, reconhecemos a necessidade do desenvolvimento de uma proposta de modelagem conceitual sistÃmica do fenÃmeno urbano, que incorpore aspectos de dinamicidade da relaÃÃo entre os subsistemas de atividades, uso do solo e transportes. Esta proposta de modelo, chamado de modelo ALUTI (âActivity, Land Use and Transport Interactionâ), constitui uma ferramenta de comunicaÃÃo entre as comunidades tÃcnico-cientÃficas de planejamento de cidades. Ela à baseada na teoria microeconÃmica de relaÃÃes oferta/demanda e na suposiÃÃo das relaÃÃes de causalidade entre subsistemas, a partir de um modelo âa prioriâ, baseado na literatura. A aplicabilidade do modelo ALUTI à verificada para trÃs etapas fundamentais do planejamento da mobilidade e acessibilidade. Primeiro (1), como ferramenta demonstrativa da evoluÃÃo dos paradigmas do planejamento dos transportes, que và hoje o paradigma do planejamento da acessibilidade como caminho plausÃvel à integraÃÃo transdisciplinar dos esforÃos de planejamento. Segundo (2), como ferramenta representativa dos problemas que afligem os atores partÃcipes do fenÃmeno urbano. Desta aplicaÃÃo, reconhecemos problemas derivados de: proposiÃÃes metodolÃgicas; valores e princÃpios norteadores do planejamento; e de categorias distintas de restriÃÃes à acessibilidade. A terceira aplicaÃÃo do modelo ALUTI (3) à como ferramenta auxiliar à interpretaÃÃo das relaÃÃes de dependÃncia entre problemas, e de sua caracterizaÃÃo (quantificaÃÃo/qualificaÃÃo). Esta Ãltima aplicaÃÃo do modelo ALUTI evidencia a contribuiÃÃo do presente trabalho na definiÃÃo de hipÃteses de causalidade entre os elementos constituintes do sistema urbano integrado, e no auxÃlio à construÃÃo de indicadores que nos permitam melhor entender as relaÃÃes complexas entre problemas e restriÃÃes de acessibilidade. / A complex city planning requires the development of conceptual models of how these systems work and of the mutual dependencies of its constituent elements. For some decades now, the technical and scientific communities responsible for the city planning have been building some conceptual models of urban land use and transport interaction (LUTI). Isolated efforts of these communities have achieved some success in representing the urban phenomenon (understood as a complex system). They still encounter some difficulties in dealing with such multidimensional systems in a complex way. To achieve such goal it would require a more comprehensive and integrated approach. From the literature review of existing conceptual models that address the representation of LUTI systems we could find a set of conceptual weaknesses that hinder the integrated modeling of urban phenomena. Among these weaknesses we highlight that these efforts do not represent satisfactorily, or even recognize, subsystems that comprise the urban system. For this reason, we understand the need to develop a proposal for a systemic conceptual model for the urban phenomena. One that incorporates the dynamic aspects of the relationship among at least three subsystems (activities, land use and transport). The proposed model, called ALUTI model ("Activity, Land Use and Transport Interaction"), is a tool for communication between the technical and scientific communities of city planning. It is based on the microeconomic theory of supply/demand balance relationship, and the assumption of causal relationships between subsystems, derived from an âa prioriâ model. The applicability of the ALUTI model is verified for, at least, three basic stages of mobility and accessibility planning: Problem representation, characterization and diagnosis. First (1) as a demonstrative tool of the evolution of transport planning paradigms, which culminates today with the paradigm of accessibility planning as plausible path to the integration of transdisciplinary planning efforts. Second (2), as a representative tool of the problems afflicting the actors involved in urban phenomenon. In this application, we recognize a set of derivative problems: from the theoretical and methodological interpretations of the problems; from the guiding values and principles of planning; and from different types of accessibility restrictions. The ALUTI model third application (3) is as an auxiliary tool to the interpretation of dependency relationships between problems, and its characterization (quantification / qualification). This last application for the ALUTI model highlights the contribution of this work in defining causality hypotheses between the elements of integrated urban systems, and as an aid for the construction of indicators that enable us to better understand the complex relationships between problems and accessibility restrictions.

Les modèles intégrés d'usage de sol et de transport (LUTI) visent à représenter les interactions complexes entre l'utilisation du sol et l'offre et la demande de transport sur le territoire. Ils sont principalement utilisés pour évaluer différents scénarios de planification, par la simulation de leurs effets tendanciels sur les modes d'utilisation des sols et les comportements de déplacement. La mise en place d'un modèle LUTI nécessite l'estimation de plusieurs types de paramètres pour reproduire le plus fidèlement possible les observations recueillies sur la zone étudiée (données socio-économiques, enquêtes de transport, etc.). La grande majorité des approches de calibration disponibles sont semi-automatiques et estiment un sous-ensemble de paramètres à la fois, sans estimation globale intégrée.Dans ce travail, nous améliorons la procédure de calibration de Tranus, l'un des modèles LUTI les plus utilisés, en développant des outils pour l'estimation automatique et simultanée des paramètres. Parmi les améliorations proposées, nous remplaçons l'estimation de la boucle interne des paramètres endogènes (connus sous le nom de ``shadow prices'') par une procédure d'optimisation appropriée. Pour faire ça, nous examinons attentivement les mathématiques et les théories micro-économiques impliqués dans le calcul des différentes équations du modèle. Pour proposer une solution d'optimisation efficace, nous dissocions l'ensemble du problème d'optimisation en problèmes équivalents plus petits. La validation de notre algorithme d'optimisation est alors réalisée dans des modèles synthétiques où l'ensemble optimal de paramètres est connu.Deuxièmement, dans notre objectif de développer une calibration automatique entièrement intégré, nous avons développé un schéma d'estimation intégré pour les ``shadow prices'' et un sous-ensemble de paramètres difficiles à calibrer. Le système se révèle être supérieur à la qualité de calibration obtenue par l'approche classique, même lorsqu'elle est effectuée par des experts. Nous proposons également une analyse de sensibilité pour identifier les paramètres influents, puis couplés à un algorithme d'optimisation pour améliorer l'étalonnage sur les paramètres sélectionnés.Troisièmement, nous contestons le point de vue classique adopté par Tranus et divers modèles LUTI, que la calibration devrait conduire à des paramètres du modèle pour lesquels la sortie du modèle correspond parfaitement aux données observées. Cela peut en effet entraîner le risque de surparametrisation(pour Tranus, en utilisant trop de paramètres des ``shadow prices''), ce qui, à son tour, minera les capacités prédictives du modèle. Nous proposons donc un modèle de schéma de sélection des paramètres pour atteindre un bon compromis entre la complexité du modèle (dans notre cas, la nombre de ``shadow prices'') et la qualité de l'ajustement des sorties du modèle aux observations.Nos expériences montrent qu'au moins les deux tiers des ``shadow prices'' peuvent être supprimes du modèle tout en donnant un ajustement presque parfait aux observations.La contribution décrite ci-dessus est démontrée sur des modèles Tranus et les données de deux régions métropolitaines, aux États-Unis et en Europe. / Land use and transportation integrated (LUTI) models aim at representing the complex interactions between land use and transportation offer and demand within a territory. They are principally used to assess different alternative planning scenarios, via the simulation of their tendentious impacts on patterns of land use and travel behaviour. Setting up a LUTI model requires the estimation of several types of parameters to reproduce as closely as possible, observations gathered on the studied area (socio-economic data, transport surveys, etc.). The vast majority of available calibration approaches are semi-automatic and estimate one subset of parameters at a time, without a global integrated estimation.In this work, we improve the calibration procedure of Tranus, one of the most widely used LUTI models, by developing tools for the automatic and simultaneous estimation of parameters. Among the improvements proposed we replace the inner loop estimation of endogenous parameters (know as shadow prices) by a proper optimisation procedure. To do so, we carefully inspect the mathematics and micro-economic theories involved in the computation of the various model equations. To propose an efficient optimisation solution, we decouple the entire optimisation problem into equivalent smaller problems. The validation of our optimisation algorithm is then performed in synthetic models were the optimal set of parameters is known.Second, in our goal to develop a fully integrated automatic calibration, we developed an integrated estimation scheme for the shadow prices and a subset of hard to calibrate parameters. The scheme is shown to outperform calibration quality achieved by the classical approach, even when carried out by experts. We also propose a sensitivity analysis to identify influent parameters, this is then coupled with an optimisation algorithm to improve the calibration on the selected parameters.Third, we challenge the classical viewpoint adopted by Tranus and various other LUTI models, that calibration should lead to model parameters for which the model output perfectly fits observed data. This may indeed cause the risk of producing overfitting (as for Tranus, by using too many shadow price parameters), which will in turn undermine the models’ predictive capabilities. We thus propose a model selection scheme that aims at achieving a good compromise between the complexity of the model (in our case, the number of shadow prices) and the goodness of fit of model outputs to observations.Our experiments show that at least two thirds of shadow prices may be dropped from the model while still giving a near perfect fit to observations.The contribution outlined above are demonstrated on Tranus models and data from two metropolitan areas, in the USA and Europe.

Doctor en Sistemas de Ingeniería / Los modelos de uso de suelo surgen históricamente como modelos agregados en población, espacio y tipo de bien inmueble (departamento, casa, oficina, etc.). Destacan los modelos de renta y elección discreta, ambos ampliamente usados en la literatura para estudiar las ciudades, obteniendo precios para grupos de viviendas en condiciones de equilibrio en el marco de la ciudad. En modelos posteriores de microsimulación tales niveles de agregación, así como la agregación a un nivel temporal en equilibrio estático, han sido levantados implementando modelos donde cada agente y localización se asigna de manera detallada, sin embargo el precio de las viviendas se obtiene normalmente mediante funciones hedónicas que proyectan un corte temporal observado sin edongenizar la dinámica propia del mercado. Otros trabajos buscan representar la formación de precio a nivel de interacción comprador-vendedor (y no a nivel zonal agregado), sin embargo en este enfoque la formación del precio de las viviendas sólo se ha estudiado empleando modelos de búsqueda para el vendedor (Salant, 1991, Yava³, 1992, Merlo et al., 2013), quere quieren supuestos muy simplificatorios para el comportamiento de los compradores, y no corresponden al resultado de una interacción. Diversos autores reconocen que estos temas han sido sub estudiados tanto teórica cómo empíricamente (Filatova et al., 2009). Por otra parte, los modelos de microsimulación del sistema de uso de suelo se han transformado en una herramienta cada vez más usada para predecir los estados futuros de las ciudades, evaluar distintas políticas y sus efectos sobre la ciudad. Se observa además, la inexistencia de un modelo de microsimulación con un enfoque microeconómico consistente con la teoría de elección discreta, que considere los aspectos relevantes de los modelos de búsqueda tanto del comprador como del vendedor, representando la construcción de expectativas y la dinámica del mercado de manera detallada y con la capacidad de reproducir y predecir tanto precios de viviendas como localizaciones de agentes. La investigación propone un modelo que busca representar la interacción multi-agente, entre un comprador que busca localizarse y un oferente, representando explícitamente la búsqueda y el proceso de negociación. En este proceso los agentes construyen expectativas que se ajustan dinámicamente al estado de la negociación. De esta manera el modelo pretende integrar los procesos de negociación a nivel de agentes y donde ambos, comprador y vendedor, fijan precios en base a sus expectativas de lo cual emerge la dinámica del mercado. Para su implementación en la ciudad de Singapur se desarrolla una técnica de imputación de datos, basada en imputación multipletipo "Hot-Deck", se desarrolla también una técnica ad-hoc de calibración para el modelo basada en maximización de la verosimilitud y se realizan pruebas sobre datos obtenidos de transacciones inmobiliarias de Singapur. Este trabajo forma parte del desarrollo de una plataforma de microsimulación que integra fenómenos de corto, mediano y largo plazo desarrollada en conjunto por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la Universidad Nacional de Singapur (NUS) y la Universidad de Chile.

La présente thèse de doctorat a pour objectif d'examiner la place et l'importance de l'accessibilité dans les modèles de choix de localisation des ménages et des entreprises. Ces modèles sont deux éléments clés de la conception et la construction des modèles d'interaction transport – usages du sol. Il s’agit, plus précisément, d’analyser l’effet de divers choix méthodologiques d’un point de vue théorique et empirique afin de donner des réponses à des interrogations tout aussi théoriques, méthodologiques, empiriques et politiques. Pour y répondre, quatre articles de recherche constituent le travail principal de la thèse. Les quatre travaux produits ont pour objet l’étude de l’aire urbaine lyonnaise et utilisant des modèles de choix discrets pour expliquer les choix de localisation.Dans le premier article, l’objectif est d’analyser l’effet de la mesure d’accessibilité sur les résultats du modèle de choix de localisation résidentielle. Alors que l'accessibilité a toujours été importante au niveau théorique, certains travaux relativisent son importance au niveau empirique, considérant que d'autres attribues de localisation sont plus influentes. Cet article analyse si différentes méthodes de mesure de l'accessibilité peuvent conduire à des résultats divergents. La conclusion principale estque l'accessibilité est une variable indispensable pour les modèles de choix localisation résidentielle et ce quelle que soit la mesure. Sans la variable de l’accessibilité, le modèle donne des résultats incohérents.Dans le deuxième article, l’objectif est d’analyser les différences de préférences en matière d’accessibilité entre les entreprises nouvellement créées et les entreprises qui se relocalisent. L'accessibilité est l'un des facteurs les plus importants du choix de localisation d’une entreprise. Cependant, même si cela semble intuitif, les travaux analysant les différences entre les créations et les relocalisations sont peu nombreux. En utilisant des données pour huit secteurs d’activités économiques et en confrontant les créations aux relocalisations, les résultats démontrent que l’effet de l’accessibilité diffère d’un secteur économique à l’autre. Cette différence dépend du type d’activité économique du secteur mais aussi du type d’accessibilité.Dans le troisième article, l’objectif est d’évaluer la différence d’impact de l’accessibilité sur les choix de localisation des entreprises du secteur des services aux entreprises. En distinguant les services entre Front Office et Back Office selon leur fonction dans un modèle de choix de localisation, les résultats démontrent que l'effet de l'accessibilité diffère d'un sous-secteur économique à l'autre. Dans le quatrième papier, l'objectif est d'analyser l'évolution temporelle des préférences en matièred'accessibilité des choix résidentiels. De plus en plus de ménages choisissent d’acheter une résidence en banlieue, profitant ainsi de l’augmentation de l’accessibilité. En opposition, les jeunes ménages, appelés aussi «millennials», choisissent de louer dans les zones centrales. Distinguant les locataires des propriétaires, l'analyse des élasticités de périodes 1999, 2006 et 2013 confirme l'intuition initiale qui est que les locataires sont plus sensibles à l'accessibilité à l'emploi. Plus important encore, lapréférence des locataires évolue et croit au cours de la période analysée, alors que celle des propriétaires évolue de façon inverse. Nous suggérons aux planificateurs et aux concepteurs de modèles d’intégrer la dynamique temporelle dans leurs modèles afin d'anticiper au mieux les tendances futures. / This PhD thesis has as objective to examine the place and the importance of accessibility in location choice models of households and firms, two key construction elements of Land-Use Transport Interaction models. More specifically, the aim is to analyse the effect of various methodological choices from a theoretical and empirical point of view in order to give some answers to theoretical, methodological, empirical and policy issues. Having as a case study the urban area of Lyon and using discrete models to explain the location choices of households and firms, four research papers comprise the main work of this dissertation.In the first paper, the objective was to analyse the effect of the accessibility measure on the results of residential location choice model. While accessibility has always been important at theoretical level, at empirical level, some works questioned its importance, considering other location characteristics as more influential. This paper examines whether different accessibility measurement methods can lead to divergent results. The conclusion is that accessibility is an indispensable variable for residential location choice models and the conclusion remains the same whatever is the measure. Without accessibility, the model gives inconsistent results. Complex accessibility measures give better results, especially for predictions, but simple measures are also relevant for residential location choices modelling.In the second paper, the objective was to analyse the differences of accessibility preferences between new and relocating firms. Accessibility is one of the most important attributes of a location choice of an economic establishment. However, even if it seems intuitive, works analysing any differences between creations and relocations are scarce. Using data from eighteconomic sectors and comparing creations to relocations, the results demonstrate that the effect of accessibility differs between in the same economic sector.In the third paper, the objective was to evaluate the difference of the accessibility impact on the location choices of firms of the business services sector. Distinguishing between Front Office and Back Office business services in a location choice model, the results demonstrate that the effect of accessibility differs between economic subsectors.In the fourth paper, the objective was to analyse the temporal evolution of the preferences for accessibility for residential choices. More and more people choose to buy a residence at the suburbs taking advantage of the accessibility increase. At the same time, young households, the so called millennials, choose to rent in central areas. Distinguishing between renters andowners, the analysis of the elasticities for 1999, 2006 and 2013 confirm the initial intuition. Renters were always more sensitive to accessibility to employment. More importantly, renters show an increasing preference for accessibility during the analysis period, while the owners the opposite. We suggest that planners and model developers should integrate temporal dynamics into their models in order to anticipate better future tendencies.

Cette thèse a pour objectif de développer une méthodologie d’évaluation environnementale de la mobilité quotidienne des personnes en prenant en compte ses dimensions sociales et spatiales mais également technologiques. La circulation des personnes, comme celle des marchandises, s’est énormément développée ces dernières décennies. L’automobile s’est imposée comme le mode de transport dominant, alimentant de nombreuses controverses du fait de son impact sur l’environnement ainsi que sur l’aménagement du territoire, les modes de vie, l’économie. L’évaluation environnementale de la mobilité quotidienne de personnes nécessite donc une approche intégrée représentant le système de transport, mais aussi le système urbain dans lequel elle s’insère. Pour ce faire, cette thèse propose une méthodologie reposant sur deux outils développés dans deux champs disciplinaires distincts, l’aménagement du territoire et les sciences de l’environnement, avec la modélisation des interactions transport-urbanisme et l’Analyse du Cycle de Vie. Couplés, ces outils permettent de représenter l’ensemble des processus technologiques impliqués pour la mobilité quotidienne ainsi que les différentes interactions entre les acteurs et les territoires. Tout au long de cette thèse, le cadre d’évaluation adopté est stratégique, s’intéressant aux mobilités réalisées au sein d’un territoire étendu à travers des indicateurs environnementaux globaux et locaux ainsi qu’aux différentes alternatives envisageables à moyen et long termes. La deuxième partie de la thèse met en œuvre la méthode SIMBAD-ACV, reposant sur le couplage entre un modèle LUTI existant, SIMBAD, et une ACV pour évaluer les impacts environnementaux de la mobilité quotidienne des habitants de l’aire urbaine de Lyon. Cette application a pour but d’illustrer la capacité d’analyse de la méthodologie à travers, d’une part, une approche multicritère et désagrégée au niveau des ménages et des territoires et, d’autre part, en estimant les impacts de scénarios contrastés représentant des alternatives variées. Finalement, grâce à la méthode SIMBAD-ACV, les effets sur les impacts environnementaux associés à la mobilité des paramètres technologiques, de la forme urbaine et des caractéristiques socio-économiques ont pu être comparés et discutés. / By considering social, spatial and technological dimensions of people’s daily mobility, this thesis aims to develop an original environmental assessment method. In the recent years, passenger travel, as well as freight transportation, have grown significantly. Car is now the predominant mode of passenger transport and its impacts on environment, land-use planning, lifestyle and economy are well documented and at the centre of heated academic and political debates. The environmental assessment of peoples’ daily mobility requires an integrated approach to account for the transport system, but also the urban system in which it operates. In order to achieve this, this thesis introduces a method coupling two tools developed in two distinct scientific fields - land-use planning and environmental sciences: on the one hand, Land-Use and Transport Interaction models (LUTI) and, on the other hand, Life Cycle Assessment (LCA) methods. Together, these tools can account for both technological processes involved in daily mobility, as well as interactions among stakeholders and territories. Throughout this thesis, the chosen evaluation framework is a strategic one, meaning that mobility is assessed through global and local environmental indicators on a large territory for medium and long-term alternatives. We describe the global context and the general approach in the first section of the thesis. The second part describes the SIMBAD-LCA method, which involves the integration of the LUTI model SIMBAD with a LCA method, in order to assess environmental impacts of the daily mobility of inhabitants in the Lyon urban area. The third part aims to illustrate the evaluation capability of the method in two steps. First, through a multicriteria assessment executed on disaggregated objects such as households and territories. Then, contrasted scenarios are built to assess broad and diversified alternatives. Finally, using the SIMBAD-LCA method, effects of technological, urban form and socio-economic parameters on environmental impacts associated with daily mobility are compared and discussed.

Urban greenbelts are considered a key instrument for shaping sustainable urban growth and protecting the environment in a large number of cities in the world. In most cities, there is a widely shared belief that urban greenbelts are beneficial to the natural environment. By contrast, there is little understanding of the underlying economic impacts of greenbelts and other green space configurations in fast growing cities. The unprecedented rate and scale of urbanisation in the emerging economies has brought the role of greenbelts into an even sharper focus. In cities within these fast growing economies, the urban population is expected to double in the coming decades, which means that greenbelts are under great pressures to adapt to the large forthcoming growth. Few existing urban models are capable of addressing the dynamic nature of the urban transformations and predicting the impacts of urban greenbelts in the developing world. This prompts us to develop a new modelling method that is capable of assessing the impacts of different configurations, scales and locations of green spaces. We then use it to examine alternative futures to the greenbelt through a case study of Greater Beijing. The method we developed is a new variant in the land use-transport interaction (LUTI) model family. This model is capable of addressing the non-equilibrium nature of urban land use and transport development and the equilibrium nature of the day-to-day adaptations made by businesses and citizens. This LUTI model aims to answer the following questions: what are the short-term and long-term economic impacts of a greenbelt on a fast growing city? Which alternative green space configuration performs better in terms of economic well-being and travel costs? Where and how much should the greenbelt land be progressively reshaped or released as the city grows? The new LUTI model is calibrated and validated using data collected for 1990, 2000 and 2010 for Greater Beijing, The model is first tested retrospectively through revisiting the past greenbelt policies in Beijing from 1990 to 2010. Then the impacts of different future green space configurations from 2010 to 2030 are predicted and assessed through quantifying economic costs/benefits and travel costs for socio-economic groups. The model results suggest that under rapid transformative urban change, the configuration, scale and location of a greenbelt have a significant impact on a city’s economic efficiency. Such impacts will transcend the greenbelt boundary, and even the boundary of Beijing Municipality, onto the entire city region. A narrow greenbelt launched in the early age of urban expansion could lead to spatial mismatch of residents and jobs. A wide and strictly controlled ring-shaped greenbelt is not the highest performing intervention either, in terms of economic well-being. The green-wedges configuration is a remedial policy that balances the economic efficiency and environmental benefits. Intensive development around metro/rail stations in the designated greenbelt could reduce spatial costs and promote sustainable travel modes. This implies that a careful siting of new development within existing designations of the greenbelt can be beneficial in terms of economic well-being and sustainable transport.

Nombreuses sont les villes françaises à abriter des éléments d’architecture militaire (citadelles, casernes, bastions,murailles, etc.). Bien que les fonctions défensives à l’origine de ces ouvrages soient peu à peu tombées en désuétude,ceux-ci sont ancrés dans les tissus urbains des cités qui les abritent aujourd’hui encore. Ils participent des morphologiesurbaines, des schémas fonctionnels et, plus globalement, de la manière dont la notion de ville est appréhendée.Les villes font dorénavant face à de nouveaux enjeux qui poussent à renouveler les cadres au travers desquelles ellessont traditionnellement approchées. L’étalement urbain, ses conséquences, la nécessité de tendre vers un urbanismerenouvelé et plus durable amènent à porter un nouveau regard sur les fortifications urbaines. Au-delà de son aspectsymbolique, ce type d’architecture est marqué par des caractéristiques spatiales hors-normes (localisation, volumétrie,géométrie) qui engagent à l’analyser au travers des prismes méthodologiques et conceptuels que fournit la géographie.Comment l’héritage des fortifications urbaines peut-il aujourd’hui être mobilisé afin de créer un espace urbain cohérent,tant sur le plan spatial que social ou symbolique et ainsi répondre aux aspiration des villes actuelles ?La première partie de la thèse porte sur les enjeux auxquels les “villes fortes” sont aujourd’hui confrontées (modernisation,croissance étalement urbain, etc.) et la manière dont leurs “ouvrages lourds” sont affectés. La deuxième partiedu travail s’attache à caractériser le phénomène des “villes fortes” en France aujourd’hui par le biais d’approchesdescriptives, empiriques et statistiques qui permettent de formaliser et d’analyser les logiques et les règles qui régissentle devenir des anciens ouvrages défensifs. La dernière partie de la thèse étudie le potentiel d’urbanisation des zones etouvrages militaires et propose de mesurer l’impact de leur transformation en logements dans le cadre d’un scénariode renouvellement urbain compact pour la ville de Besançon. Il s’agit d’évaluer les conséquences de telles mesuressur le schéma fonctionnel des villes et les formes urbaines. L’ensemble de ces travaux montre l’intérêt du recours auxouvrages défensifs dans le cadre d’un urbanisme à la fois renouvelé, mais aussi plus “durable”, en conformité avec lesformes urbaines, les demandes contemporaines et les projets des villes. / A large number of french cities host military historical edifices (citadels, barracks, bastions, defensive walls, etc.). Although their initial defensive functions have been lost over time, these edifices remain deeply rooted in the urban fabric of their host cities. They continue exerting an impact on these cities’ urban morphology and modern-time functions as well as the way in which the concept of city is understood. Cities nowadays face some new challenges,the increasing awareness of urban sprawl and its consequences, coupled with an urge to promote a renewed and sustainable urbanism, invites us to adopt new approaches to study urban fortifications. In addition to their symbolic aspect, fortifications are characterized by their out-of-the-common spatial measure (location, volume and geometry),requiring researchers to use methodologies and geographical concepts for their academic endeavour. Against this background : how can urban fortifications be used to create urban space that is spatially, socially and symbolically coherent with their historical heritage and that also satisfies the functional need of modern cities ?The first part of this doctoral dissertation present modern-day challenges that fortified cities face (modernisation,urban expansion and sprawl, etc.), and the ways in which their “heavy buildings” are affected. The second part sheds light on the relationships between cities and their fortifications, thanks to descriptive, empirical and statistical analyses. The statistical study noticeably builds on a database to examine the rationale and rules underpinning there habilitation of ancient military edifices. The last part of the dissertation proposes an evaluation of the potential of rehabilitating ancient military edifices and spaces for modern urban usage. For this purpose the impact of transforming these fortifications into residential blocks is assessed in a fortified French city (Besançon). This assessment aims at evaluating the consequences of such urban planning measures on urban morphology and functions. Overall, the analysis provided in that doctoral dissertation demonstrates that ancient military buildings have their place in contemporary urban planning. They help to achieve a renewed and sustainable urban design in line with the urban morphology,modern social and functional requirements and the development perspectives in their host cities.