L’objectif de cette thèse est de développer, d’intégrer et de tester une nouvelle approche algorithmique d’aide au stationnement dans les centres urbains. Considérons différents types d’infrastructures déployées allant de la détection des entrées/sorties des véhicules jusqu'à la variation dans le temps du nombre de places de stationnement disponibles dans chaque portion de rue, nous montrons qu’il est possible de proposer une méthode efficace qui détermine un itinéraire qui minimise l’espérance de temps pour trouver une place de stationnement disponible et de prédire la disponibilité des placesde stationnement.Pour cela, la zone urbaine choisie sera donc considérée comme un ensemble de ressources de stationnement (segments de rues).Nous modélisons d’abord cette zone urbaine par un graphe où les sommets désignent les carrefours et les arcs représentent les portions de rues. Les paramètres essentiels pour notre modèle de réseau urbain sont la capacité de stationnement et le temps de parcours des portions de rue.L’originalité et l’aspect innovant de notre approche s’appuient sur deux principes.Le premier principe concerne le guidage comme une ressource : il ne s’agit pas de guider vers une place libre mais de proposer un parcours qui optimise l’espérance de temps de trouver une telle place. Pour cela nous déterminons dans une zone centrée sur une destination donnée, le parcours à effectuer par un véhicule pour minimiser son espérance de temps de trouver une place destationnement le plus rapidement possible.Ainsi nous avons mis en œuvre un algorithme d’apprentissage par renforcement basée sur la méthode LRI (Linear Reward Inaction) et la méthode Monte Carlo pour minimiser l’espérance de temps de trouver une place de stationnement en zone urbaine.Nous avons comparé cet algorithme avec une approche globale basée sur l’évaluation arborescente à profondeur bornée.Le second principe repose sur la prédiction des places de stationnement disponibles par périodes de temps homogènes où on ne s’intéresse pas à une place de stationnement en temps réel mais aux places de stationnement par zones. Il s’agit alors pour le système de pouvoir prédire le potentiel de places libres dans chacune des ressources pour les prochaines périodes. On ne vise donc pas ici la prédiction de la disponibilité de chaque place ; chaque ressource sera considérée comme une zone de stockage dont la disponibilité sera établie en grande partie en fonction des flux d’entrée et de sortie de la portion. Pour ce principe, nous avons donc déterminé par algorithmes de calculs et d’apprentissages la probabilité qu’il y ait au moins une place libre pour stationner dans un tronçon de rue pour un créneau de temps donné. Les principales données nécessaires pour effectuer ces calculs sont les séries temporelles d’entrée sortie de chaque véhicule aux intersections des rues et les variations des places de stationnement au cours du temps.Nous avons évalué les performances de notre approche par simulations sur des données générées aléatoirement et des données réelles obtenues sur un quartier de Versailles. / The objective of this thesis is to develop, to integrate and to test a new algorithmic approach to help parking in urban centers.Given the different types of deployed infrastructure : from input-output detection of vehicles to time variation of the number of available places within each street segment, we propose an efficient method to determine an itinerary that minimize the time expectation to find an available place and also to predict the availability of the parking places.We have chosen an urban area and we have considered it as a set of parking resources called street segments. More exactly, this urban area is considered as a graph where the vertexes represent the crossroads and the arcs represent the street segments. The essential parameters of our urban area model are the parking capacity and the time crossing of each street segment. The originality and the innovation of our approach are based on two principles.The first one is the guidance as a resource, i.e., it means that the proposed itinerary is not the one that lead to an available parking place but rather the one that minimized the time expectation to find an available parking place. In order to achieve that we determine, in a an area centered on a given destination, the itinerary to follow by the vehicle in order minimize its time expectation to find an available parking place as quickly aspossible.We have designed and realized a reinforcement learning algorithm based on the LRI method (Linear Reward Inaction) and a Monte Carlo method to minimize the time expectation to find an available parking place in the urban area. We have compared this algorithm to a global approach based on tree evaluation with bounded depth. The second principle is based on the prediction of the parking places by homogeneous time period where we are not interestedon a parking place in real time but rather on the parking places byarea. In other terms, the system predict the potential available parkingplaces by resource for the next time periods. Thus, we don’t aim to predict the availability of each parking place, i.e., each resource is considered as stock area and its availability is assessed in major part in function of the street segment input-output flow. For this principle, we have determined by a learning algorithm the probability that there is at least one available parking place in a street segment within a given time. The major data needed to compute this probability are the time series of input-output of each vehicle in street intersections, and the variation of the available parking places through the time.We have evaluated the performance of this approach by simulation based on random generated data and on real data of a district in Versailles.

Etude des spécifications fonctionnelles puis opérationnelles du cahier des charges. Représentation du cahier des charges à l'aide du GRAFCET. Conception du modèle fonctionnel du pilote automatique. Analyse quantitative du modèle. Analyse de la sécurité.

La gestion du stationnement se présente comme un levier phare pour l’orientation modale des déplacements urbains : en effet les restrictions par la rareté ou le prix pénalisent le mode automobile et renforcent l’attrait des autres modes de déplacement, plus économes en impacts sur l’environnement. Cependant une gestion restrictive augmente la difficulté de trouver une place, les parcours de recherche et les gênes à la circulation, ce qui accroît l’impact environnemental de chacun des déplacements automobiles subsidiaires. Cette thèse traite la problématique quantitative de l’offre et de la demande de stationnement automobile en milieu urbain, au prisme de l’éco-conception pour rendre la planification plus soutenable. Elle propose un modèle de simulation qui permet d’étudier des plans de gestion de stationnement, en privilégiant le fonctionnement technique du système et son interaction avec la circulation. La première partie propose une analyse de l’évolution du stationnement urbain dans les politiques publiques en France, suivie d’une analyse théorique mettant en avant les enjeux et des défis que soulève une démarche d’éco-conception. Une exploration systémique du stationnement, centrée sur ses dimensions physiques, fonctionnelles et spatiales, est ensuite présentée. De plus, une méthodologie pour diagnostiquer l’état du stationnement à l’échelle d’une agglomération, sur la base d’une Enquête Ménages Déplacements, est développée Elle est illustrée par une application à l’Île-de-France en 2010.La deuxième partie est consacrée à la modélisation spatialisée du système de stationnement. Elle commence par une revue de littérature spécifique. Puis nous proposons un traitement statique des interactions entre stationnement et circulation routière, à l’échelle locale. Un modèle spatialisé d’affection de trafic à l’équilibre (modèle ParkCap) est développé. Il permet de modéliser les choix conjoints d’itinéraire et de lot de stationnement, en considérant explicitement les contraintes de capacités de l’offre et le phénomène de recherche de places sur le réseau routier. Pour démontrer le fonctionnement du modèle deux exemples numériques sont traités, avant de décrire brièvement la structure du simulateur informatique. La troisième et dernière partie fournit une application du modèle à la planification stratégique du stationnement dans le quartier de la cité Descartes. Après un diagnostic territorial du site et de son système de stationnement, une simulation de l’état de référence de 2010 est mise en œuvre. L’application permet d’illustrer la méthode opératoire et de démontrer les capacités de l’outil ParkCap à reproduire une situation réelle et d’évaluer plusieurs variantes alternatives de gestion locale de stationnement. Nous l’étendons à une étude prospective de l’évolution du système de stationnement à l’horizon de 2030. En anticipant les transformations urbaines associées au projet urbain du Grand Paris Express, trois scénarios contrastés d’offre de stationnement sont comparés et évalués / Parking management is a key lever for the modal orientation of urban travel. Indeed, restrictions by scarcity or price penalize the automobile mode and increase the attractiveness of alternative travel modes, which have less impact on the environment. However, restrictive management increases the difficulty of finding an available spot, cruising for parking and traffic congestion, which raises the environmental effect of each of the subsidiary car journeys. This thesis deals with the quantitative problem of the supply and demand of car parking in urban areas through the prism of eco-design to make planning more sustainable. It proposes a simulation model which allows to study parking management plans, focusing on the technical functioning of the system and its interaction with road traffic. The first part proposes a comprehensive overview of the evolution of urban parking in public policies in France, followed by a theoretical analysis of the issues and the challenges raised by an eco-design approach of parking. A systemic exploration centered on its physical, functional and spatial dimensions is then given. Finally, a methodology for diagnosing parking practices at the level of an agglomeration based on a household travel survey is developed and illustrated by an application to the Île-de-France in 2010.The second part is devoted to the spatial modeling of the parking system. It begins with a review of specific literature. Then, we propose a static treatment of the interactions between parking and road traffic at the local level. A spatialized network assignment model (ParkCap model) is developed. It enables to model the joint choices of network route and parking lot and explicitly considers supply capacities constraints and the phenomenon of cruising for parking on the road network. The model’s performance is demonstrated by two numerical examples. Lastly, the structure of the computer simulator prototype is briefly presented. The third and final part provides an application of the model to the strategic planning of parking in the district of Cité Descartes. After a territorial diagnosis of the study area and its parking system, a simulation of the 2010 reference state is implemented. The application demonstrates the ability of the ParkCap tool to simulate a real network and to evaluate several parking management plans. We extend it to a prospective study of the parking system by 2030. By anticipating the urban transformations associated with the Greater Paris Express project, three contrasting scenarios of parking supply are compared and evaluated

Au début de la décennie 2000, en France, les intercommunalités d'agglomération deviennent compétentes afin d'élaborer les politiques urbaines de transport et de déplacements. Ce changement pose la question des objectifs prioritaires assignés à ces politiques urbaines. Pour qui et pour quoi sont élaborées les politiques urbaines de transport et de déplacements ? Ce travail de thèse pose l'hypothèse d'une différenciation des objectifs prioritaires de ces politiques urbaines selon l'histoire sociale, économique et urbaine des territoires urbains. La confrontation systématique des objectifs prioritaires des politiques urbaines de transport et de déplacements aux identités territoriales des territoires intercommunaux aboutit au résultat central de ce travail, à savoir une opposition idéale typique de la substance des politiques urbaines de transport et de déplacements. D'un côté, des territoires à l'histoire ouvrière et industrielle, en quête de solidarité, déploient des politiques urbaines de transport et de déplacements qui s'emploient à réactualiser la dimension sociale de la mobilité dans un contexte de ville motorisée. De l'autre côté, des territoires à l'histoire bourgeoise, en quête d'attractivité, déploient des politiques de transport et de déplacements dominées par l'impératif du rayonnement et de l'attractivité de la ville-centre à l'échelle de la région urbaine. Ce résultat de recherche interroge directement les registres de la solidarité métropolitaines qui émergeront de la future métropole Aix-Marseille-Provence. / During the first decade of the 21 century, in France, responsibility for the planning of urban transportation and mobility policies was transferred to the inter-municipal institutions. This major evolution now raises the question of the priorities assigned to these urban policies. For whom and why are these urban transport and mobility policies developed? In this context, this thesis is based on the assumption of a diferentiation in these urban policies priorities related to the social, economic and urban history of the urban territories. We will first describe the four supra-communal Marseille Urban Region identities. Then we will analyze the urban public transit and parking regulation policies implemented since the early 2000s by these four inter-municipal institutions. The systematic confrontation of these urban identities with the key objectives of these urban transport and mobility policies brings us to the central result of this work: a typical ideal opposition of the substance of these urban policies. On the one hand, industrial and working class territories, seeking more solidarity, develop urban transport and mobility policies putting forward the social dimension of mobility in a motorized city context. On the other hand, the bourgeois territories, in search of more attractiveness, devise urban transport and mobility policies dominated by the imperative of influence and attractiveness of the core city over the urban region. This research result directly brings up questions about the nature of the metropolitan solidarity that will emerge from the future Aix-Marseille-Provence metropolitan institution.

La corrosion des armatures, provoquée par la pénétration des chlorures, est une des causes principales de la dégradation des structures de béton armé en Amérique du Nord. La prédiction de la pénétration de ces ions dans le béton par un modèle numérique permettra, à terme, de planifier et quantifier correctement les interventions à réaliser sur une structure dégradée ou vieillissante. Plusieurs facteurs, telles que la température et l’humidité relative de l’air, ont un effet marqué sur le mouvement des ions chlorures à l’intérieur du béton. Leurs effets, de même que le degré réel d’exposition des structures aux chlorures, sont encore mals compris. Ce projet de recherche a comme objectif d’évaluer l’influence des conditions extérieures auxquelles les structures sont soumises sur l’intensité et la vitesse de pénétration des ions chlorures dans le béton. Il a aussi pour but la validation du modèle par éléments finis STADIUM® sous ces nouvelles conditions limites. L’effet de la température, de la variation de l’humidité relative de l’air et de l’application de certains types de protection du béton ont été mesurés en laboratoire par des profils de pénétration des chlorures dans le béton. Des simulations numériques ont été réalisées en imposant les mêmes conditions d’exposition que celles étudiées. La comparaison des résultats expérimentaux et numériques ont permis de constater la précision du modèle à prédire les concentrations en chlorures au niveau des armatures. Un volet in situ a porté sur les conditions d’exposition de structures de stationnements multiétagés en service. La température et l’humidité relative de l’air à l’intérieur des ouvrages ont été mesurées. Bien que la quantité de sels apportée par les voitures sur les dalles des stationnements soit une donnée inconnue, les concentrations en chlorures présentes dans les différentes phases de l’eau à la surface du béton ont été mesurées régulièrement pendant trois hivers. La variabilité et l’intensité des résultats obtenus offrent une vision unique et nouvelle des conditions d’exposition réelles des stationnements multiétagés. / The corrosion of steel in reinforced concrete by the penetration of chlorides is one of the primary causes of concrete degradation in North America. The prediction of chloride ingress in concrete by numerical modeling will lead to better planning and evaluation of the repair and maintenance needs of degrading and aging structures. Several factors, such as air temperature and relative humidity, affect the movement of chloride ions inside concrete. Their effects and the real exposure conditions of structures to chlorides are still not well understood. The goal of this research project is to evaluate the influence of the exposure conditions of structures on the penetration of chloride ions. The objective is also to validate the finite element model STADIUM® under the new exposure conditions. The effect of temperature, variation of air’s relative humidity and application of certain types of protection on concrete surfaces were measured by chloride profiles in laboratory. Numerical simulations were conducted, imposing similar exposure conditions to those studied. The comparison between experimental and numerical results shows the precision level of the model in predicting the chloride concentration at rebar level. The in situ part of the program concentred on exposure conditions of in service multistage parking structures. The air temperature and the relative humidity inside the structures were measured. The amount of salt brought by cars on the parking’s slabs is unknown, however, chloride concentrations in the various phases of water present at the surface of the concrete have been measured regularly during three winters. The variability and intensity of the results obtained offer a unique and new vision of real exposure conditions of multistage parking structures.

Etudiée comme un système d'acteurs qui partagent et élaborent des connaissances et des savoir-faire, l'expertise française en planification des déplacements urbains est ici considérée comme une construction répondant aux évolutions de la demande sociale (du développement de l'offre motorisée à celui des modes alternatifs à l'automobile) et du contexte institutionnel dans les métropoles urbaines françaises (transfert de l'autorité sur les transports des administrations de l'Etat et des opérateurs de réseaux vers les collectivités locales). Comment l'expertise française innove-t-elle ? Cette thèse présente les résultats d'une enquête auprès de douze bureaux d'études concurrentiels d'envergure nationale ayant participé aux plans de déplacements urbains (Altermodal, Codra, Isis, Iter Conseil, MTI Conseil, Mva, Sareco, Semaly, Setec, Systra, Thalès I&C, Transitec). Les cloisonnements entre modes de transport ainsi qu'entre la planification, la conception et l'exploitation s'estompent. A coté d'une expertise objectivante fondée sur la modélisation des déplacements, apparaît une expertise plus qualitative qui interagit fréquemment avec les acteurs locaux et articule davantage les différentes temporalités et échelles territoriales. Les organismes nationaux de diffusion de l'innovation, notamment le Certu continuent de jouer un rôle prépondérant, cependant l'apport des fournisseurs de logiciels développés en Europe ou en Amérique du Nord formate la modélisation et l'essentiel de l'expertise relative aux modes non motorisés se construit au sein d'un « forum hybride» regroupant professionnels, élus locaux et associations d'usagers. Au vu des situations allemande et britannique et de la mise en concurrence de l'expertise publique, ces évolutions pourraient préfigurer une recomposition du système français d'expertise en transport et mobilité.

L'aménagement des centres-villes est ici rapproché des mutations politiques, économiques, sociales et religieuses qui ont marqué l'évolution de notre société et ont progressivement transformé la structure et les usages de la ville. Alors que celle-ci s'organisait auparavant autour d'un centre unique, puissant, fédérateur et symbolique, elle s'articule aujourd'hui, sous l'effet de la métropolisation, autour de plusieurs lieux de centralité obéissant chacun à des logiques et à des finalités propres. Face à ces changements structurels, le centre-ville fait l'objet de nouvelles formes d'appropriation qui tendent à remettre en cause son rôle dans le système urbain. Moteur de la cité, le centre ne fonctionne pas en autarcie : bien au contraire, il est dans un rapport constant avec ce qui l'entoure et doit être appréhendé dans sa globalité. Aménager le centre-ville suppose de comprendre la relation unissant ce lieu, reflet d'une certaine fixité du fait de fortes densités urbaines, avec le reste de la ville, caractérisé à l'inverse par une mobilité généralisée. A l'appui d'une analyse rétrospective, cette approche systémique s'inscrit à contre courant de la vision sectorielle du droit de l'urbanisme et vise à démontrer la relation entre l'échec des politiques d'aménagement des centres-villes et celui des politiques d'urbanisation de la périphérie. Parallèlement, le retour à la ville « compacte » préconisé par les pouvoirs publics en vue de limiter l'étalement urbain et les déplacements automobiles soulève une problématique récurrente de l'aménagement des centres : celle de concilier leurs densités et leur accessibilité / In this study, core-city planning is compared with the major political, economic, social and religious mutations that have marked the evolution of our society and have gradually transformed the structure and uses of the city. While it was previously organized around a single powerful, unifying and symbolic centre, today as a result of metropolisation the city is structured around several poles of centrality each in accordance with a specific logic and purpose. Faced with these structural changes, the core-city is subject to new forms of appropriation, which challenge its role in the urban system. As the driving force of the city, the core-city does not exist in isolation: on the contrary, it is in constant interaction with its surroundings and so must be apprehended in its globality. Urban planning and development requires understanding the link between this core, which reflects a certain stability due to high urban density, and the rest of the city, characterized on the contrary by generalized mobility. Based on a retrospective analysis, this systemic approach goes counter to the sectoral vision of urban planning laws and is intended to demonstrate the relationship between the failure of both the core-city planning policies and the planning policies of the periphery. At the same time, a government-advocated return to the "compact city" in order to limit urban sprawl and automobile traffic raises a recurring problem in core-city planning: how to reconcile their density with their accessibility

Cette thèse s'intéresse à la réconciliation entre le défi mondial du changement climatique et les solutions locales et sectorielles qu'il convient de bien articuler pour contribuer, efficacement, équitablement et de la manière la plus acceptable, à la réduction des émissions de CO2. Plus précisément, nous étudions les conditions pour une mise en place réussie de la politique climatique à l'échelle de la mobilité urbaine des personnes. / This PhD thesis deals with the reconciliation of the global challenge that is climate change and the local and sectoral solutions that need to be accurately designed to remedy to it the most efficiently, equitably and acceptably possible. More specifically, we investigate the conditions for a successful implementation of climate policy at the scale of the urban mobility of passengers.

L'objectif de nos travaux est de développer un cadre méthodique afin de modéliser les préférences, les changements de comportement des individus ainsi que leurs impacts sur l'état d'un système complexe dans un contexte dynamique. L'utilisateur doit simuler les conséquences des politiques de transports et d'urbanisme sur l'offre et demande de stationnement, étape essentielle. Modéliser les préférences hétérogènes des usagers, intégrer des connaissances, selon des logiques comportementales différentes, ont justifié l'approche multi agents. Afin d'avoir des représentations adaptatives et évolutives des comportements des agents individus, les processus décisionnels et d'apprentissage sont modélisés au moyen d'un panier d'outils issus de l'optimisation des procédés industriels, des techniques Data Mining, de marketing. L'emploi personnalisé du simulateur avec l'interactivité utilisateursimulateur a motivé l'adaptation de ce cadre méthodique à la simulation des systèmes complexes sociétaux.