Les interactions entre transport et territoire sont l’objet d’une littérature scientifique permanente, questionnant les impacts économiques et démographiques d’une nouvelle infrastructure, souvent évoqués à l’échelle d’un projet. L’objectif de la thèse est de réinvestir les composantes de l’interaction par les larges échelles spatiales et temporelles, en posant l’hypothèse que la profondeur temporelle et l’échelle du territoire national sont porteuses de nouvelles explications. Ce travail s’appuie sur la collecte, l’exploitation et l’analyse de la large base de données FRANcE (French RAilway NEtwork), qui recense chaque section du réseau ferroviaire français depuis le début du XIXème siècle et les recensements démographiques. Cette base renferme également les traces de la vitesse, qui constituent une information inédite sur l’ensemble du réseau et qui permet de faire de l’accessibilité une variable décisive dans les explications. Plutôt que de se concentrer sur l’acquisition de nouvelles données au prix d’une lourde collecte, nous misons sur la construction d’un appareil méthodologique pour étudier les deux sens de l’interaction entre réseau et territoire, qui requiert toutefois une adaptation des dispositifs de structuration des données et d’analyse. La démarche de la thèse consiste en une modélisation croissante du phénomène, de la compréhension et la formalisation des objets jusqu’à la formalisation des données et des analyses, ce qui nécessite le recours à d’autres disciplines. Ce travail utilise le formalisme des graphes pour investiguer les deux sens de la relation. Il aide à étudier l’effet du réseau à partir d’une diversification de la donnée et de sa modélisation pour rendre compte de portées spatiales et temporelles. Il aide à étudier l’impact d’une structure préexistante dans la morphogénèse du réseau ferroviaire français à partir d’un modèle d’évolution endogène, entre diffusion du rail et hiérarchisation des infrastructures. Ce travail vise à mieux comprendre les liens qui unissent réseau et territoire, dont les outils méthodologiques peuvent être appliquées à d’autres réseaux, d’autres temporalités, jusqu’à des problématiques actuelles. / The interaction between space and network are frequently questioned in the academic literature, by asking the economical and demographical impacts of a new infrastructure, often studied at the scale of a project. This work aims to investigate the components of the interaction in both large spatial and temporal scales. The hypothesis is that the temporal depth and the national scale could bring new explanations. This work is based on the collect, the exploitation and the analysis of the large spatio-temporal database FRANcE (French Railway Network). It identifies all sections of the network since the 19th century and the population census. This database also contains the traces of the speed, which are novel information for network, and allows the accessibility to become a decisive variable in the explanations. Rather than acquisition new data with an intensive phase of collect, we aim to build a methodological chain to study the two senses of interaction between space and network. It requires the adaptation of data structuration and analysis. The approach of this thesis consists on the growing modelling of the phenomenon, from the comprehension to formalization of data to the analysis, which requires the use of other disciplines. This work uses the graph theory to investigate the two senses of the relationship. It permits to study the network effect in the long run by diversifying the data to identify spatial and temporal ranges. It permits to study the impact of a pre-existing structure in the morphogenesis of the network, by using a dynamic model of network evolution, between diffusion and hierarchical organization. This work aims to understand the link between space and network, where the methodological tools can be adapted to other networks, other times and actual questioning.

La construction d'une grande infrastructure ferroviaire peut-elle devenir une occasion pour (re)structurer le territoire traversé ? Cette question est à la base de la réflexion menée dans ce travail. Plus précisément, la thèse défendue peut être ainsi formulée : une grande infrastructure (dans ce cas le projet et la construction de la ligne ferroviaire à grande vitesse entre Lyon, Turin et Milan), sous certaines conditions (analysées dans la thèse), peut représenter une occasion pour redonner une structure plus cohérente à un territoire par le biais de l'articulation interscalaire et interdisciplinaire des réflexions sur la planification et des actions de projet sur le territoire même. L'état des lieux autour de la thématique de la grande vitesse ferroviaire et de son possible contexte territorial met en avant les domaines principaux de la littérature scientifique qui se sont occupés de cet argument (économie, géographie, sciences sociales et humaines). Cette thèse essaye de croiser plusieurs disciplines, mais en abordant la question d'un point de vue différent, celui de la planification territoriale et urbaine, puisque les thématiques traitées par la géographie des transports (accessibilité, rugosité, vitesse, nodalité, reticularité, etc.) ne semblent pas expliquer suffisamment les interactions à différentes échelles entre infrastructure et territoire. En interrogeant plans et projets, ainsi que des « expérimentations projectuelles » élaborées dans une démarche de research by design, cette thèse analyse les points de convergence entre le domaine des transports ferroviaires et celui de la planification durable du territoire et de la ville. / Can the construction of a big railway infrastructure become the occasion for (re)structuring the territory passed through? This is the base question of the reflection developed in this manuscript. More precisely, the thesis that we propose may be reformulated as follows: the realization of a big infrastructure (in our case the design of the high-speed railway between Lyon, Turin and Milan) can be the occasion to give the interested territory a more coherent structure by approaching the territorial planning in an inter-scalar and inter-disciplinary way. The analysis of the state of the art of the subjects of the high speed railway and of its territorial context may evidence, from time to time, one or another of the scientific domains that dealt with this topic (economy, geography, social and human sciences, etc.). This thesis tries to intersect multiple disciplines, but approaching the matter from a different point of view: that of urban and territorial planning. Indeed, the themes treated by the transportation geography do not seem able to explain sufficiently well the interactions between infrastructure and territory at all the different scales. By analyzing plans and projects as well as some « design experiments » elaborated with a research-by-design approach, we try to discuss in this manuscript the points of convergence between the domain of the railway transports and that of the sustainable planning of the territory and of the city.

Casernes, ports, hôpitaux, prisons, ou encore sites ferroviaires font l'objet de nombreux projets de reconversion dans les villes européennes. Une part substantielle du renouvellement urbain s'effectue ainsi sur des ‘terrains de l'État'. Cette thèse contribue à expliquer ces restructurations urbaines qui participent également des recompositions de l'État, dans sa dimension matérielle. Elle interroge les raisons et les modalités de la réorganisation de la présence d'un type d'opérateur national, les entreprises ferroviaires, dans l'espace urbain. L'enquête comparative menée sur deux pays (Italie et France) et quatre villes (Milan, Bolzano, Paris et Nantes) identifie deux principaux facteurs explicatifs. D'une part, les gouvernements urbains mettent en cause les modes d'occupation de l'espace urbain par le réseau ferroviaire depuis les années 1970, dans le contexte de leur intervention croissante dans l'aménagement. D'autre part, des logiques et des compétences immobilières se développent au sein des firmes publiques de flux depuis le début des années 1990, dans le contexte de leur autonomisation comptable et de pressions financières accrues. La réorganisation du pouvoir logistique (la capacité à organiser les flux de choses et de personnes) de ce secteur dans les villes s'explique dès lors par l'ajustement des trois ‘conceptions' dominantes des raisons de la reconversion des sites ferroviaires, à savoir : immobilière, urbanistique et industrielle. Cet ajustement s'opère dans des projets d'aménagement et s'effectue différemment en Italie et en France. En Italie, le cadre institutionnel plus lâche qui entoure la cession du domaine ferroviaire donne lieu à des accords différenciés entre opérateurs et gouvernements urbains selon les villes, contrairement au cas français où processus et résultats sont plus homogènes d'une ville à l'autre. Par rapport aux approches existantes sur les relations entre villes et État, le double déplacement proposé dans cette thèse, vers les opérateurs et vers la dimension matérielle de l'État, éclaire de nouvelles relations entre recompositions de l'État et restructurations urbaines / Barracks, ports, hospitals, prisons, railway sites are earmarked for many redevelopment projects in European cities. A substantial part of urban regeneration therefore occurs on ‘State places'. This research contributes to explain such an urban restructuring process that reshapes the material base of the State. It questions the reasons and the modalities of the reorganisation of a specific sector, railway firms, in urban areas. The comparative enquiry carried out two countries (Italy and France) and four cities (Milan, Bolzano Paris and Nantes) distinguishes two main factors. On the one hand, urban governments question the way the railway network has occupied central and pericentral urban areas since the 1970s, in relation to their increasing strategic power in urban development. On the other hand, real estate logics and skills have expanded within theses publicly owned firms since the beginning of the 1990s, due to their greater accounting autonomy and their need to face a rising financial pressure. Since then, the reorganisation of the logistical power (i.e. the capacity to order the flows of things and people) of this sector in cities is explained by the adjustment of three main ‘conceptions' regarding the motives for the redevelopment of urban railway sites: real estate, urban planning, and industrial. This adjustment is carried out through urban redevelopment projects and follows different paths in Italy and France. In Italy, the loose institutional frame regarding railway land handover generates differentiated agreements between operators and urban governments whereas in France processes and outcomes are more homogeneous from one city to another. The double shift from conventional approaches – toward the operator and the material base of the State – sheds light on new relationships between State and urban restructuring

La construction d'une grande infrastructure ferroviaire peut-elle devenir une occasion pour (re)structurer le territoire traversé ? Cette question est à la base de la réflexion menée dans ce travail. Plus précisément, la thèse défendue peut être ainsi formulée : une grande infrastructure (dans ce cas le projet et la construction de la ligne ferroviaire à grande vitesse entre Lyon, Turin et Milan), sous certaines conditions (analysées dans la thèse), peut représenter une occasion pour redonner une structure plus cohérente à un territoire par le biais de l'articulation interscalaire et interdisciplinaire des réflexions sur la planification et des actions de projet sur le territoire même. L'état des lieux autour de la thématique de la grande vitesse ferroviaire et de son possible contexte territorial met en avant les domaines principaux de la littérature scientifique qui se sont occupés de cet argument (économie, géographie, sciences sociales et humaines). Cette thèse essaye de croiser plusieurs disciplines, mais en abordant la question d'un point de vue différent, celui de la planification territoriale et urbaine, puisque les thématiques traitées par la géographie des transports (accessibilité, rugosité, vitesse, nodalité, reticularité, etc.) ne semblent pas expliquer suffisamment les interactions à différentes échelles entre infrastructure et territoire. En interrogeant plans et projets, ainsi que des " expérimentations projectuelles " élaborées dans une démarche de research by design, cette thèse analyse les points de convergence entre le domaine des transports ferroviaires et celui de la planification durable du territoire et de la ville.

En 1991, pour rendre les transports ferroviaires efficaces et compétitifs par rapport aux autres modes de transport, le Conseil européen a approuvé la directive 91/440. Cette directive prévoit essentiellement 4 grands principes : l'indépendance des chemins de fer sur le plan de la gestion, la séparation entre la gestion de l'infrastructure et les opérations de transport, l'amélioration de la situation financière des chemins de fer nationaux, la liberté d'accès à l'infrastructure ferroviaire. Dans ce contexte, cette thèse s'organise autour d'une question centrale : quelles sont les nouvelles conditions organisationnelles, techniques, économiques et réglementaires dans lesquelles doit désormais évoluer le transport ferroviaire européen ? L'étude se base sur une analyse multicritère. Cette analyse traite les réformes produites dans 3 pays de l'Europe communautaire : l'Allemagne, la France et la Grande-Bretagne. Elle est complétée par l’étude de la réforme suédoise et celle de la restructuration japonaise.

Cette thèse porte sur l'ordonnancement des trains dans les gares complexes en forte densité de circulation. L'objet se situe à la réalisation d'un outil pour aider les managers de la gare à générer un tableau des horaires sans-conflits dans un journée. Le management des circulations ferroviaires dans la gare demande l'ordonnancement soigneux pour adapter les ressources limités, en évitant les conflits entre les trains et satisfaisant l'objectif et les politiques économiques et de la sécurité en même temps. D'après les méthodes appliquées en recherche opérationnelle et les expériences professionnelles, une modèle mathématique applicable aux gares différentes est construit pour formaliser le problème de l'ordonnancement des trains contenant la topologie de la gare, activités des trains, contraintes de planification et objectives. Comme un problème à grande échelle, l'ordonnancement des trains dans un journée est décomposé en sous-problèmes traitables dans l'ordre du temps par sliding window algorithme accumulé. Chaque sous-problème est résolu par branch-and-bound de CPLEX. Afin d'accélérer le calcul des sous-problèmes, tri-level optimisation méthode est construit pour offrir une solution optimale locale dans un temps de calcul assez court. Cette solution est donnée à branch-and-bound comme une solution initiale.Ce système consiste à vérifier la faisabilité des horaires donnés à la gare. Les trains avec les conflits insolvables sont retournés à l'origine de ces trains avec les modifications des heures proposées. Déviations des trains commerciaux sont minimisées pour diminuer la propagation du délai dans le réseau ferroviaire. / This thesis focuses on the trains platforming problem within busy and complex railway stations and aims to develop a computerized dispatching support tool for railway station dispatchers to generate a full-day conflict-free timetable. The management of rail traffic in stations requires careful scheduling to fit to the existing infrastructure, while avoiding conflicts between large numbers of trains and satisfying safety or business policy and objectives. Based on operations research techniques and professional railway expertise, we design a generalized mathematical model to formalize the trains platforming problem including topology of railway station, trains' activities, dispatching constraints and objectives. As a large-scale problem, full-day platforming problem is decomposed into tractable sub-problems in time order by cumulative sliding window algorithm. Each sub-problem is solved by branch-and-bound algorithm implemented in CPLEX. To accelerate calculation process of sub-problems, tri-level optimization model is designed to provide a local optimal solution in a rather short time. This local optimum is provided to branch-and bound algorithm as an initial solution.This system is able to verify the feasibility of tentative timetable given to railway station. Trains with unsolvable conflicts will return to their original activity managers with suggestions for the modification of arrival and departure times. Time deviations of commercial trains' activities are minimized to reduce the delay propagation within the whole railway networks.

L'analyse régionale est une investigation délicate puisqu'une région est un ensemble hétéroclite et complexe d'invariants et de paramètres, visibles ou invisibles, mobiles ou inertes, en relation continue et interdépendante. Cerner toutes les composantes spatiales d'une région donnée est presque du domaine de l'impossible; seulement, il faut que les facteurs pris en considération soient essentiels et déterminants et permettent donc de mettre en relief les principaux écarts et décalages qui caractérisent une région quelconque.<br />C'est ainsi que l'objectif qui a déterminé la démarche de notre étude a été d'essayer de dépeindre la configuration spatiale antérieure et actuelle de l'Algérie à travers sa partie orientale qui est "l'Est Algérien". Pour tenter d'y parvenir, nous avons pris en considération trois types de maillages qui sont les territoires (wilayas et communes), le réseau urbain (toute taille confondue) et le réseau des voies de communication avec la trame routière et le réseau ferroviaire. Pour chaque type de réseau (territoires, réseau urbain et voies de communication), il a été à chaque fois nécessaire de présenter son évolution depuis presque l'antiquité, d'étudier sa configuration actuelle puis de la confronter avec des modèles théoriques en utilisant des outils d'analyse et d'investigation mis au point dans ce contexte.<br />Il ressort cependant que quel que soit le réseau ou le maillage pris en considération, l'Est Algérien s'est toujours montré comme un exemple typique d'un espace qui présente des formes opposées identifiables quelle que soit la méthode d'analyse utilisée. Il en résulte ainsi que la région, c'est à dire l'Est Algérien, est dominée par deux systèmes spatiaux dualistes :<br />+ un système classique traditionnel caractérisant les régions périphériques (partie occidentale du Tell, sud des Hautes Plaines ou la Steppe, les Nememcha, la région du Hodna et l'Atlas Saharien) qui accusent souvent des retards et des décalages négatifs dans tous les domaines;<br />+ un système spatial hérité légué principalement par le pouvoir colonial et qui se présente globalement comme une région polarisée linéairement le long des principales voies de communication en reliant les villes les plus importantes.<br />Il s'agit en fait du modèle de la région anisotropique qui se présente sous la forme d'une succession de sous-régions polarisées autour de grands centres urbains et bien connectés par les voies de communication suivant un axe préferentiel. De part et d'autre de ce premier système hérité subsistent des sous-systèmes spatiaux marginaux.