Energy efficient houses benefit communities not only to provide renewable energy shares and generating surplus electricity supporting local economic development. Also, residents in energy efficient houses have less energy usage that reduces household budget expenses. However, one of the obstacles of energy efficient technology installment of residential buildings is high investment cost, which can be solved with the usage of modular housing. In Europe, housing costs have a large share, especially for Sweden, housing expenses is a burden mostly for people who are at the risk of poverty. Also, high investment costs of energy efficient housing are combined with high construction prices leading a large share of budgets and effort to make houses affordable for low income groups. This study develops a scenario to find solutions for affordable housing problem in Sweden with a design proposal. The aim of this study is to investigate if there are ways of achieving socio-economic mix by the production of energy efficient affordable housing and urban gardening to develop a strategy for resource efficiency in Jakobsgårdarna. To achieve the aim, energy efficient affordable housing designed as modular units to achieve a local economic development. This study uses a design-based research method consisting of learning from background cases to transfer lesson learned in design phase of the sustainable neighborhood consisting of energy efficient technologies. Background cases were analyzed with literature review to define sustainable neighborhood, which was then used to develop a hypothesis. Findings of this thesis generates definition of sustainability tools consisting of a collaborative ownership; designing common kitchens; producing electricity and biogas from renewable energy sources; practicing urban agriculture; managing waste and storm and methods to cross subsidize energy efficient affordable housing production. The outcome of this research provides a sustainable neighborhood design proposal for Jacobsgårdarna, Borlänge.

Ce travail s’inscrit dans les enjeux actuels liés à l’environnement urbain ; il vise à définir ce qu’est un écoquartier, à partir de l’étude de projets de référence en premier lieu mais surtout à partir de l’opérationnalité et ses contraintes spécifiques; Dans ce cadre pratique l’évaluation environnementale se positionne au cœur de l’opérationnalité comme un outil d’aide à la décision essentiel pour les acteurs de la conception de la ville face aux préoccupations du développement urbain durable. La finalité est de proposer une méthode d’évaluation environnementale des écoquartiers pour un projet urbain en phase esquisse (AVP).Cette thèse, encadrée dans une convention CIFRE avec l’entreprise Nobatek (Centre technologique sur la construction et l’aménagement durable) et le laboratoire GRECAU (Groupe de recherche environnement conception architecturale et urbaine), propose une analyse de la pratique urbaine, l’identification des besoins en termes d’outils pour la construction d’un projet urbain à l’échelle du quartier et propose un outil d’évaluation environnementale. L’objectif est une recherche appliquée à l’opérationnalité du projet urbain.La première partie établit les enjeux liés à l’urbanisme et propose une étude historique des modèles urbains pour la ville idéale. Il y est proposé un regard sur les principes et évolutions de la notion de ville idéale afin de situer et comprendre la notion de ville durable. La deuxième partie établit la pertinence du quartier comme une échelle d’expérimentation, propose une définition de l’écoquartier et analyse certains cas de référence à travers leurs typologies, leur forme urbaine et leurs réponses techniques. La troisième partie propose un éclairage général sur différents outils d’analyse des processus de conception et d’évaluation des écoquartiers. Cette analyse souligne notamment la non existence de l’outil absolu, et conclue au besoin de développer des outils d’évaluation en complément des outils d’aide à la conception déjà existant. Une analyse des systèmes d’indicateurs est proposée, elle permet de montrer l’utilité de ces approches dans le contexte d’un projet urbain. La quatrième partie propose une analyse de la pratique opérationnelle du contexte français et propose une approche opérationnelle de mise en œuvre d’un écoquartier. Cette dernière introduit le développement de l’outil d’évaluation NEST qui a constitué la partie finale de ce travail. L’outil s’appuie sur la technique d’analyse de cycle de vie (ACV) pour évaluer les impacts environnementaux du quartier. Pour cela les éléments physiques du quartier (bâtiments, espaces publics, espaces verts, infrastructure), tels que définis dans une phase précoce du projet urbain (phase AVP), sont intégrés dans l’outil. Il calcule alors 7 indicateurs environnementaux pour évaluer le projet, ces résultats étant rapportés à l’usager du quartier pour en assimiler toute l’importance. Dans cette dernière partie une expérimentation opérationnelle de la démarche proposée et de l’outil d’évaluation est présentée sur la ZAC de Kleber à Biarritz pour montrer l’apport de l’outil pour une conception des projets urbains dans l’objectif de constituer un écoquartier. Introduire le concept de développement durable dans l’urbanisme demande, en plus d’une approche environnementale, sociale et économique, une compréhension technique de la ville et de ses composants urbains, comme un système fermé qui consomme des ressources et en cela génère un impact. Comprendre la ville comme un système pour établir des objectifs et des stratégies pour arriver à transformer la ville en une ville durable demande l’implication des acteurs de la décision, de la conception et de l’usage de la ville. / The present work is focused on the current stakes related to the urban environment; it aims at defining what is a sustainable neighborhood, starting from the study of reference projects and integrating strongly field process requirements and constraints; Within this framework, environmental evaluation is positioned in the earth of the neighborhood design process as a tool for decision-making aid, allowing city stakeholders to inscribe their project in the concerns of sustainable urban development. The finality is to propose a method for evaluating the environmental impact of sustainable neighborhoods projects in the first design phase.This thesis is integrated in a CIFRE convention with the Nobatek company (technological Center working on sustainable construction and planning) and the GRECAU laboratory (Group of research in environment architectural and urban design). It proposes an analysis of the urban practice, defines the requirements for specific tools for the planning of sustainable urban projects and proposes a tool for environmental evaluation. The research work here presented is conducted for pragmatic objectives, as required by the collaboration with the company nobatek, i.e. closed to the reality of the planning process. The first part establishes the dependent stakes with town planning and proposes a historical study of the urban models for the ideal city. It is proposed there a glance on the principles and evolutions of the concept of ideal city in order to locate and include/understand the concept of sustainable city. The second part establishes the relevance of the district as the best scale of experimentation and proposes a definition of the sustainable neighborhood and analyzes various reference cases through their typologies, their urban form and their technical solutions. The third part proposes an overview of various tools allowing the analysis of the processes of design and evaluation of the sustainable neighborhoods. This analysis underlines in particular the non existence of the “absolute tool”, and concluded with the need to develop particular tools for evaluation, complementary to those already existing focused on design assistance and based on qualitative approaches. An analysis of the existing set of indicators is proposed, it shows their utility for an urban project as well as their limits. The fourth part proposes an analysis of the operational practice of town planning in the French context and proposes an operational approach of implementation of sustainability in such process. The latter part introduces the development of the tool for evaluation called NEST which constituted the final part of this work. The tool is based on the technique of life cycle analysis (ACV) to evaluate the environmental impacts of the district to be created. The physical elements of the district (buildings, public spaces, green areas, infrastructures), such as defined in an early phase of the urban project, are integrated in the tool. It calculates then seven environmental indicators to evaluate the project, these results being brought back to the stakeholders of the district planning process. An operational experimentation of the process proposed and the use of the evaluation tool is also eventually presented, based on the ongoing Kleber neighborhood project in Biarritz (Fr). It shows the contribution of the tool for the design of such district with the goal to set up there a sustainable neighborhood.Introducing the concept of sustainable development into town planning requires, in addition to environmental, social and economic approaches, a technical comprehension of the city and its urban components, as a closed system which consumes resources and as a consequence generates impacts.

Les éco-quartiers contribuent, depuis la fin du XXe siècle, à l'essor d'un modèle de ville durable à travers le monde. Cependant, si les grands principes théoriques du développement durable font relativement consensus à l'échelle internationale, les modalités de leur application au niveau local sont multiples et diverses. Suite à ce constat, de nombreux acteurs déploient dès la fin des années 2000 des référentiels de suivi et d'évaluation des éco-quartiers. Ces derniers permettent d'orienter la conception et la construction des quartiers durables tout en justifiant les choix retenus, et ce grâce à la mesure de leur performance selon plusieurs critères consensuels et mesurables dans le temps. Ces référentiels, conçus à l'échelle locale et souvent standardisés, sont en outre susceptibles d'être exportés à l'international, indépendamment du milieu naturel et culturel dans lequel ils s'appliquent. Ceci représente un paradoxe vis à vis du concept de développement durable qui promeut l'intégration des projets à un territoire spécifique. Aussi, le travail de thèse interroge l'impact des référentiels d'évaluation sur l'intégration territoriale des éco-quartiers au travers de l'analyse de trois études de cas en France, aux Etats-Unis et au Brésil: Clichy Batignolles localisé à Paris et labellisé EcoQuartier, Melrose Commons développé à New York et certifié LEED-ND, et llha Pura construit à Rio de Janeiro à la fois certifié LEED-ND et AQUA -HQE-A. Notre étude examine également succinctement un quatrième cas, le quartier de Vinhomes Riverside ayant reçu le prix de l'architecture ve1te du Vietnam et construit à Hanoï, dont l'étude n'a pu être complètement aboutie faute d'accès à des données essentielles à notre analyse. Nous énonçons le postulat qu'il existe des divergences entre les objectifs de performance fixés par le référentiel, ceux exigés par les acteurs du projet menant à une évaluation donnée, et enfin la réalité de l'éco-quartier une fois construit au sein d'un territoire plus large. Ces divergences sont particulièrement fortes en cas d'export du référentiel. Elles sont en outre mesurables et témoignent de différences de niveau d'intégration. Aussi, notre recherche s'appuie sur la comparaison des cas selon trois phases à savoir: 1) le choix du référentiel 2) l'évaluation du projet d'éco-quartier par le référentiel dont il estime la performance, et enfin 3) le résultat opérationnel, c'est à dire l'éco­quartier construit. La méthodologie de recherche est multidisciplinaire et déploie des outils associés aux statistiques, à l'ingénierie du territoire, à la géographie, mais aussi à l'analyse architecturale, urbaine et paysagère. Nous observons que les référentiels s'appuient sur diverses stratégies relatives à la sélection et à la mesure d'indicateurs permettant de planifier l'intégration du quartier au sein d'un territoire donné. Cette intégration est néanmoins extrêmement variable non seulement en fonction des critères et des échelles d'analyse choisis, mais aussi des jeux d'acteurs qui adaptent leur démarche aux spécificités d'un site. Les référentiels d'évaluation occultent alors la complexité, et sous-estiment la richesse de la diversité des éco-quartiers contemporains. / Since the end of the 20th century, eco-neighborhoods have contributed to the international development of a sustainable city paradigm. However, while the concept of sustainable development is today the result of an international consensus, its urban applications at the local level are multiple and diverse. Following this observation, many stakeholders have designed neighborhood sustainability assessment tools (NSAT) in the past ten years. The latter contribute to the design and construction of sustainable neighborhoods while justifying stakeholders choices. Those tools also measure the eco-neighborhood performance, using several consensual and measurable criteria over time. Moreover, NSA T which are locally designed and often standardized, are likely to be exported internationally. However, internationally exporting a NSAT designed locally is paradoxical, in relation to sustainable development principles. Our research examines the impact of NSAT on eco-neighborhoods' territorial integration. It analyses three case studies located in France, the United States and Brazil. Clichy Batignolles was developed in Paris and received the EcoQuartier label. Melrose Commons was built in New York and is LEED-ND certified. Ilha Pura is located in Rio de Janeiro, and is both LEED-ND and AQUA-HQE-A certified. Our study also briefly examines a fow1h case. Vinhomes Riverside was built in Hanoi, and received the Vietnam Green Architecture Award. However, our analysis could not be completed due to the Jack of access to essential data. From the data we do have, we extrapolate that there are discrepancies between the objectives set by the NSA T, those requested by the project's stakeholders leading to a given assessment, and finally the reality of the built eco­neighborhood. These discrepancies are more important when the NSA T has been exported. They are also measurable, and enlighten different levels of projects' territorial integration. Our research is based on the comparison of the cases. This comparison is following three steps: 1) analyzing the chosen NSA T 2) studying the eco-neighborhood performance score and 3) analyzing the built project. Our methodology is multidisciplinary and uses tools related to statistics, territorial engineering, geography, and architectural, urban and landscape analysis. We conclude that NSAT use various strategies related to the selection and measurement of indicators to integrate a neighborhood within a given territory. However, this integration is extremely variable. This is not only due to criteria and scale selection, but also to stakeholders who adapt their strategies to their territory. Finally, NSAT conceals urban complexities, and underestimates the diversity of contemporary eco-neighborhoods.

Cette thèse se positionne dans la lignée d'une série de travaux menés depuis une vingtaine d'années en France sur l’évolution des métiers et des professions de la production urbaine, architecturale et paysagère, au prisme de l'émergence de nouvelles attentes sociétales. Elle analyse plus précisément les attitudes et les modalités d'interventions des concepteurs, dans des projets urbains marqués depuis le milieu des années 2000 par de fortes ambitions en matière de participation citoyenne associées à des enjeux de développement durable. Dans quelle mesure l'émergence de telles commandes en France, particulièrement perceptible dans les premières opérations d'écoquartiers, modifient-elles les représentations des concepteurs vis-à-vis de la participation citoyenne, leurs modes d'exercice, leurs compétences, voire leur manière de considérer leur métier ? / This thesis is written within the context of a series of works undertaken over the last twenty years in France on the subject of the trades and professions of urban, architectural and landscape production, as considered through the prism of new social expectations. The thesis analyses the attitudes and forms of intervention adopted by designers of urban projects that,since the mid 2000s, have featured strong citizen participation ambitions associated with sustainable development issues. To what extent has the emergence of these demands in France, particularly noticeable in the case of the first sustainable neighborhoods, modified designers’ representation of citizen participation, as well as their own practice, skills andgeneral vision of their profession?

L’application du concept de développement durable à l’urbanisme suscite de nombreuses questions tant les contours de « l’urbanisme durable » et des « quartiers durables » paraissent flous. De nombreux outils ont été développés pour aider à la conception des « quartiers durables », souvent dérivés des outils de conception des bâtiments (LEED, BREAAM, HQE etc…) ; ils restent largement proposés et conduis par les Maîtres d’Oeuvre (MOE) et les Assistants à Maîtrise d’Ouvrage (AMO). Dans ce contexte, une question émerge, celle de savoir quel peut-être l’impact de ces outils sur les décisions et la conduite du projet urbain par la Maîtrise d’Ouvrage Urbaine (MOU). De plus, le projet urbain qui a pour objet la création d’un quartier ou « morceau de ville », fait appel à un large jeu d’acteurs et les questions soulevées par les outils d’aide à la conception dépassent largement le champ d’action de la MOU. Ceci posé, si le couple MOE et AMO peut « se contenter » de l’utilisation d’outils existants au regard de leurs missions respectives, la MOU, du fait de son rôle central et moteur dans le « quartier durable » a de son côté besoin de nouveaux process pour répondre aux enjeux de la durabilité posés par ces outils : comment travailler avec les différents acteurs en vue d’objectifs communs et/ou convergeants ? Se pose alors la problématique de l’évolution des méthodes de travail de la MOU au fil des opérations d’aménagement durable ; comment ne pas avoir de « pertes en ligne » et ainsi continuer à progresser entre deux opérations d’aménagements : la capitalisation des savoir-faire du « chef d’orchestre » qu’est la MOU est alors un questionnement central. / The application of the concept of sustainable development to urban planning raises many questions as the contours of "sustainable urbanism" and "sustainable neighborhoods" appear to be unclear. Many tools have been developed to help design "sustainable neighborhoods", often derived from building design tools (LEED, BREAAM, HQE etc ...); they remain largely proposed and led by the Project Managers (MOE) and the Assistants to Project Managers (AMO). In this context, a question arises, which is to know what may be the impact of these tools on the decisions and the conduct of the urban project by the Urban Contractor (MOU). In addition, the urban project, which aims to create a neighborhood or "piece of town", involves a wide range of actors and the questions raised by the Neighborhood Sustainable Assement (NSA) go well beyond the scope of action of the MOU. If the MOE and AMO couple can "be satisfied" using the existing tools regarding their respective missions; the MOU, because of its central role and driving force in the "sustainable neighborhood" is in need of new processes to meet the challenges of sustainability requested by these tools: how to work with the different actors aiming a shared vision with common and / or converging objectives? Then naturaly the problem of the evolution of the working methods of the MOU is posed: during the conduct of the neighborhood development, how not to have "losses online" and thus continue to progress between two neighborhood development: the capitalization of the know-how of the MOU starts to become the central question.

Urban neighborhoods that work toward carbon-free, climate-neutral goals, attain apositive energy balance, and aspire for excess renewable energy production aredefined as Positive Energy Districts (PEDs). PEDs are designed to contribute tosustainable urban growth, and it is also true that sustainable urban growth can leadto the creation of PEDs. Essentially, PEDs can be achieved by developing andfollowing sustainable infrastructure and urban planning practices including spatial,transportation, and social planning. As per JPI Urban Europe, the key aspects ofPEDs along with the funding include implementation strategies, stakeholders,climate transition, governance, legal frameworks, as well as technological andsystem innovation. As the name suggests, PED mainly comprises positive energy (energy management)and district (neighborhood) elements. The district aspect encompasses urbanplanning that constitutes strategic planning for sustainability implicationsconsisting of environmental, social, economical, mobility, andtransportation-related factors, all of which involve the users and its people. Thepositive energy aspect of a PED enables local energy production resulting in energyefficiency and potential cost savings for its residents. The thesis examines the performance of urban planning factors with the potential todevelop an existing neighborhood toward a PED. This research study explores theoverall sustainability of a neighborhood in terms of mobility, social, economic, andenvironmental factors. The performance of these factors is measured through KeyPerformance Indicators (KPIs), which measure the attributes of sustainability. Thesecontributing KPIs have been studied on a scale through a case study of HammarbySjöstad (HS) in Stockholm. The perception of stakeholders is collected for evaluatingKPIs. These KPIs have been thoroughly analyzed as designed during the planningstage and post-implementation to evaluate their success. The findings of this thesiscan be employed as guidelines for setting benchmarks and goals for the developmentof PEDs in cities throughout the world.