Au Luxembourg, les pratiques de mobilité quotidienne des frontaliers et des résidents engendrent une forte dépendance à l’automobile. Ce processus favorise l’étalement urbain alors même que le pays a pour objectif de répondre à une demande en logements conséquente tout en limitant la consommation foncière. Dans ce contexte, l’objectif central de cette thèse est de donner de nouveaux éclairages sur la relation entre les formes du développement résidentiel et les mobilités quotidiennes qui y sont associées. Pour y parvenir, une démarche normative d’aménagement a été adoptée. Celle-ci consiste à proposer de nouvelles normes d’aménagement, en fonction d’un objectif donné. Des règles quantitatives sont les instruments de mise en application des normes.L’application d’une telle démarche normative se fait en trois étapes dans la thèse : i) la conception de scénarios de développement résidentiel à l’horizon 2030. L’introduction d’une règle d’urbanisation fractale permet la simulation de formes de développement résidentiel réalistes ; ii) la simulation des scénarios de développement résidentiel, à l’aide de la plateforme de simulation MUP-City et iii) l’évaluation des configurations spatiales simulées en termes d’accessibilité spatiale aux aménités rurales et urbaines (calculs SIG), et de durabilité des comportements de mobilité quotidienne (simulations au moyen de la plateforme MobiSim).Dans la plupart des scénarios, l’accessibilité spatiale à un large panel d’aménités (commerces, services, espaces verts et de loisirs, stations de transports en commun) est améliorée par rapport à la situation initiale observée en 2010. Les données de simulation des mobilités quotidiennes, par la prise en compte des comportements individuels des agents dans le modèle, confirment l’intérêt des scénarios simulés. La part modale de la voiture, qui est de 70 % en 2010, diminue en effet dans tous les scénarios. Elle atteint 58 % en 2030 pour l’un des scénarios. Parallèlement, les distances et le budget temps accordés à la marche à pied augmentent fortement.Les résultats de ce travail de thèse montrent l’intérêt d’une démarche normative appliquée aux questions d’aménagement du territoire, notamment en ce qui concerne le développement résidentiel. Les résultats soulignent également l’intérêt d’une modélisation fractale des formes urbaines, tant au niveau local (quartier, commune) que global (région urbaine). / In Luxembourg, daily mobility patterns of both cross-border workers and residents lead to a strong car dependance. This process encourages urban sprawl. Meanwhile the country is faced to increasing housing needs but has to reduce land consumption. Within this context, the main objective of this thesis is to throw light about the relation between residential growth patterns and daily mobility behaviors. In this way, a normative planning approach has been adopted. This approach proposes new planning norms for achieving a series of planning objectives. Quantitative rules are the tools used to apply the norms.Three steps has been done: i) conception of residential growth scenarios for 2030. By applying a fractal rule, we obtain realistic residential development patterns ; ii) spatial simulation of residential growth scenarios, with the MUP-City platform and iii) assessment of simulated spatial con¬gurations regarding both the spatial accessibility to rural and urban amenities (GIS calculations) and the sustainability of daily mobility behaviors (simulations with the MobiSim platform).In most of the scenarios, spatial accessibility to a various range of facilities (retails, services, green spaces, leisures and public transport stations) is increased compared to the initial state observed in 2010. Simulated daily mobility, by taking into account individual behaviors of agents in the model, con¬rms the interest of the proposed scenarios. The modal share of car use, which was 70% in 2010, decreases in all cases. It reaches 58% in 2030 for one scenario. Simultaneously, the distances and the time-budget of pedestrians strongly raise.This doctoral research shows the interest of a normative approach applied to spatial planning issues, particularly in terms of residential development. The results obtained also underline the interest of fractals for modelling urban forms, both at local (neighborhood, municipality) and global (urban region) scales.

Le Transport A la Demande (TAD) est un système de transport qui propose un usage collectif des véhicules automobiles, par opposition à l'usage des véhicules personnels (VP). Situé entre le fonctionnement des taxis et celui des transports en commun classiques, il propose un service à la fois flexible dans le temps et dans l'espace à la manière des taxis, favorisant le partage des véhicules, comme les transports en commun. Il est ainsi présenté comme une réponse pour une mobilité durable. Dans les esprits, les TAD sont souvent associés à une réduction des émissions de polluants et sont mis en place principalement dans des territoires ruraux. Pourtant, le simple regroupement effectué par les TAD suffit-il pour que la mise en place des TAD soit profitable à l'environnement ? Dans ce travail de recherche de doctorat, un outil d'évaluation de l'impact environnemental d'un système de Transports À la Demande (TAD) destiné aux collectivités territoriales a été mis au point. Pour que choix soit durable, au sens du développement durable, le service doit être le plus adapté au contexte local en minimisant les émissions de substances dans l'atmosphère proche tout en conservant une qualité de service suffisante pour concurrencer l'usage du véhicule personnel. Un paramètre, directement impliqué dans les émissions de polluant, est souvent négligé dans les approches : le réseau routier. On cherche donc à identifier des lois et des seuils relatifs aux émissions de polluants produites par le fonctionnement d'un TAD : dans quelle mesure le réseau routier influe-t-il sur les performances environnementales des TAD ou sur la capacité de regroupement des clients dans les véhicules ? Selon quelles caractéristiques de service (fenêtres de temps autorisées) ? Plus globalement, est-ce que l'optimisation d'un même type de TAD est équivalente d'un réseau routier à un autre, du point de vue des émissions de polluants ? Aucun outil intégré permettant d'effectuer cette tâche n'étant disponible, nous avons mis au point une chaîne de traitement géomatique permettant d'estimer les quantités de polluants émises sur les tronçons de route dans le cadre du fonctionnement particulier des TAD et de les cartographier pour analyser leur répartition spatiale. Cet outil associe un SIG à un modèle d'émission que nous avons adapté à notre problématique (GREEN-DRT). Il est ressorti des différents scénarios simulés que les TAD ne sont pas systématiquement une solution pertinente dans un objectif de réduction globale des émissions de polluants sur un territoire donné. Le constat de la faible pertinence environnementale de ce mode de transport sur les territoires les moins denses (type zones rurales) a été fait, pourtant, ce sont sur ces territoires que les TAD sont développés en France. À défaut d'engendrer une réduction des émissions, ils ont souvent un rôle social important en se positionnant non pas comme une alternative à la voiture personnelle, mais en permettant à des populations captives de se déplacer. Il s'agit de ce cas de minimiser les émissions de polluants provoquées par le fonctionnement du service.

Le Transport A la Demande (TAD) est un système de transport qui propose un usage collectif des véhicules automobiles, par opposition à l’usage des véhicules personnels (VP). Situé entre le fonctionnement des taxis et celui des transports en commun classiques, il propose un service à la fois flexible dans le temps et dans l'espace à la manière des taxis, favorisant le partage des véhicules, comme les transports en commun. Il est ainsi présenté comme une réponse pour une mobilité durable. Dans les esprits, les TAD sont souvent associés à une réduction des émissions de polluants et sont mis en place principalement dans des territoires ruraux. Pourtant, le simple regroupement effectué par les TAD suffit-il pour que la mise en place des TAD soit profitable à l’environnement ? Dans ce travail de recherche de doctorat, un outil d’évaluation de l'impact environnemental d’un système de Transports À la Demande (TAD) destiné aux collectivités territoriales a été mis au point. Pour que choix soit durable, au sens du développement durable, le service doit être le plus adapté au contexte local en minimisant les émissions de substances dans l’atmosphère proche tout en conservant une qualité de service suffisante pour concurrencer l'usage du véhicule personnel. Un paramètre, directement impliqué dans les émissions de polluant, est souvent négligé dans les approches : le réseau routier. On cherche donc à identifier des lois et des seuils relatifs aux émissions de polluants produites par le fonctionnement d’un TAD : dans quelle mesure le réseau routier influe-t-il sur les performances environnementales des TAD ou sur la capacité de regroupement des clients dans les véhicules ? Selon quelles caractéristiques de service (fenêtres de temps autorisées) ? Plus globalement, est-ce que l’optimisation d’un même type de TAD est équivalente d’un réseau routier à un autre, du point de vue des émissions de polluants ? Aucun outil intégré permettant d’effectuer cette tâche n’étant disponible, nous avons mis au point une chaîne de traitement géomatique permettant d’estimer les quantités de polluants émises sur les tronçons de route dans le cadre du fonctionnement particulier des TAD et de les cartographier pour analyser leur répartition spatiale. Cet outil associe un SIG à un modèle d’émission que nous avons adapté à notre problématique (GREEN-DRT). Il est ressorti des différents scénarios simulés que les TAD ne sont pas systématiquement une solution pertinente dans un objectif de réduction globale des émissions de polluants sur un territoire donné. Le constat de la faible pertinence environnementale de ce mode de transport sur les territoires les moins denses (type zones rurales) a été fait, pourtant, ce sont sur ces territoires que les TAD sont développés en France. À défaut d’engendrer une réduction des émissions, ils ont souvent un rôle social important en se positionnant non pas comme une alternative à la voiture personnelle, mais en permettant à des populations captives de se déplacer. Il s’agit de ce cas de minimiser les émissions de polluants provoquées par le fonctionnement du service. / The Demand Responsive Transport (DRT) is a transportation system which offers a collective use of motor vehicles, in opposite of personal vehicles use. Between the functioning of taxis and classical public transport, it offers a service that is flexible in time and space like taxis, promoting the sharing of vehicles, like public transports. It is why it is present as a solution for a sustainable mobility. In the minds, DRT are often associated to a reduction of exhaust emissions and so are developed in rural areas. However, is grouping travellers enough to make DRT gainful for environment?In this doctoral research, an assessment tool of the environmental impact of DRT systems has been developed. To ensure that choice is sustainable in the sense of sustainable development, the service must be adapted to the local context by minimising emissions of substances in the near atmosphere while maintaining a sufficient quality of service when competing against personal vehicle use. A parameter directly involved in pollutant emissions, is often overlooked in approaches: the road network. We therefore search for identify laws and thresholds relating to pollutant emissions generated by the functioning of a DRT: how the road network does it affect the environmental performance of DRT or on the skill to grouping customers in vehicles? Depending on what service features (time windows allowed)? More generally, is that the optimization of the same type of DRT is equivalent to a road network to another, from the perspective of pollutant emissions? As any integrated tool to perform this task is available, we have developed a geomatics processing to estimate the quantities of pollutants emitted on road sections within the particular functioning of DRT and to cartography it to analyse their spatial distribution. This tool combines a GIS to an exhaust emissions model that we have adapted to our questioning (GREEN-DRT).