ÉCO-CONCEPTION DES ENSEMBLES BÂTIS ET DES INFRASTRUCTURES

Les recherches de la Chaire à l’Ecole des Ponts

Principaux résultats des recherches du cycle 2008-2018

Les recherches du cycle 2014-2018 L’essentiel des travaux de la 2e séquence de recherche de la Chaire Eco-conception est présenté dans ce Tome 2 dans 4 parties depuis les méthodes d’éco-conception jusqu’aux innovations techniques, en passant par la prise en compte du facteur humain et l’usage de la simulation numérique. L’ouvrage s’adresse tant aux ingénieurs qu’aux managers, et tant aux chercheurs qu’aux étudiants. Pendant ce cycle 2014-2018, deux thèses rattachées au LVMT, Ecole des ponts ParisTech ont été soutenues : la thèse d’Anne de Bortoli, sur l’analyse en cycle de vie de l’entretien routier et la thèse d’Houda Boujnah, sur la modélisation du stationnement pour la planification de la mobilité urbaine.	rg
Les recherches du cycle 2009-2013 L’essentiel des travaux de la 1ère séquence de recherche de la Chaire Eco-conception est présenté dans ce Tome 1 autour des trois axes de la chaire : l’évaluation de la qualité environnementale des bâtiments et des quartiers ; l’analyse en cycle de vie des infrastructures de transport et leurs impacts ; l’agencement des bâtiments et des transports et la régulation de leur usage pour une protection optimisée de l’environnement. L’ouvrage s’adresse aux collectivités territoriales, bureaux d’études, maîtres d’ouvrage, enseignants chercheurs et toute personne intéressée par la qualité environnementale de nos lieux de vie.

De manière générale, les recherches en écoconception de l’équipe des Ponts concernent l’aménagement territorial et les systèmes de transport :

• L’aménagement territorial comprend la distribution des fonctions urbaines (logements, emplois, commerces, services…) dans les lieux, avec des densités locales et des configurations plus larges, ainsi que l’agencement des bâtiments relativement à la voirie (notamment les fonctions d’accès et de stationnement) et l’organisation des circulations

• Le système de transport comprend des infrastructures, des véhicules et des protocoles de fonctionnement (notamment l’organisation des transports collectifs), pour la mobilité des personnes et des biens.

Chaque sous-système présente des « leviers d’action » pour influencer les performances environnementales, économiques et sociales. Il convient donc de connaître, en les modélisant, le fonctionnement par sous-système, avec ses impacts et ses performances. A plus haut niveau, l’organisation générale dans l’espace et la coordination de plusieurs sous-systèmes sont des leviers puissants :

• en particulier, la coordination des divers modes de transport, individuels ou collectifs, actifs ou motorisés, est cruciale pour orienter la répartition de la mobilité entre les modes, donc les performances par déplacement et surtout par unité de distance parcourue. Il faut utiliser les modes de transport selon leur performance respective, en massifiant (lignes d’autobus ou ferroviaires) là où le potentiel de demande est suffisamment élevé pour « rentabiliser » l’investissement à la fois au plan socioéconomique et au plan environnemental.

• La distribution des fonctions urbaines dans les lieux motive les activités humaines, donc les déplacements entre les lieux. Elle influence à la fois la mobilité et son émission d’impacts, et la présence des individus dans les lieux donc leur exposition aux impacts.

Dans le détail, les recherches traitent d’analyse systémique, de modélisation technico-économique et spatialisée des systèmes, de modélisation des impacts, et de méthodes pour attribuer les impacts aux lieux et aux flux. La figure 1 montre les sujets traités dans la phase 2008-2013 de la Chaire ; ces sujets font l’objet d’approfondissement dans la phase 2013-2018 de la Chaire.

Les formations de la Chaire

La Chaire assure, inspire et soutient trois sortes de formation :

1. La formation doctorale : parmi les doctorants, ceux qui travaillent à l’Ecole des ponts ParisTech sont rattachés à l’Ecole doctorale Ville Transport Territoires d’Université Paris-Est. Voir les thèses d’Anne de Bortoli, sur l’analyse en cycle de vie (ACV) de l’entretien routier et d’Houda Boujnah, sur la modélisation du stationnement pour la planification de la mobilité urbaine.

En savoir plus sur la médaille d’or d’Anne de Bortoli décernée en 2019 pour son travail sur l’ACV

2. La formation continue, à travers la valorisation et la diffusion des connaissances acquises pendant les recherches

3. La formation d’élèves-ingénieurs dans les trois écoles impliquées. A l’Ecole des Ponts ParisTech, la Chaire soutient la filière en « Ecoconception pour la ville durable », proposée par le département d’enseignement Ville-Environnement-Transport en 3ème année.

En cycle master, une filière en « Analyse des systèmes territoriaux » comprend 3 semestres :

 au premier semestre : le cours Modèles d’Analyse des Systèmes Territoriaux (MASYT) traite les diverses « facettes » démographiques, sociales et économiques des territoires en tant que systèmes, et enseigne leur modélisation par un modèle de simulation de la population, de sa mobilité et de ses impacts.

 au deuxième semestre, le cours Transport et Aménagement en Milieu Urbain et Régional (TAMUR) approfondit l’évaluation technico-économique ainsi que la planification territoriale. Le cours Economie des villes et des territoires (ECOGT) traite d’économie foncière, d’économie urbaine (notamment le marché du logement), d’économie des transports et d’économie territoriale (circulation des produits / services et des flux monétaires afférents entre les acteurs et les lieux).

 au troisième semestre, une voie d’approfondissement « Ecoconception pour la ville durable » permet de se spécialiser. Elle comporte quatre cours spécifiques, respectivement Conception et insertion urbaine (CISUR), Analyse de Cycle de Vie des Modes de Transport Urbains (ACVMU), Méthodologies de Modélisation et Applications Urbaines (MMAUR), Big Data (MOBCO). A cela s’ajoute un projet en équipe réalisé à mi-temps, intitulé « Projet d’écoconception ». Le thème de 2015-2016 a été la conception urbaine du « Quartier de l’Echangeur », au nord de la Cité Descartes, en termes de plan masse, de conception des bâtiments et de production d’énergies renouvelables, de fonctionnalisation des lieux et de mobilité par divers modes de transport, d’hydrologie et de biodiversité. Les outils d’évaluation de la Chaire ont été mobilisés pour évaluer une première variante de conception et stimuler la conception d’une seconde variante.

Communication scientifique, diffusion des connaissances et valorisation.

Les principaux résultats de recherche sont publiés dans des revues scientifiques internationales : pour les sujets des Ponts, Transportation Research Part C (modèle ParkCap), Research in Transportatuion Economics (impacts sociaux productifs et redistributifs d’une politique de mobilité pour un territoire), ETRR (second modèle de stationnement), Elsevier Procedia in Social Sciences (modèle ParkCap, modèle DREAM, méthode d’attribution aux zones des impacts environnementaux).
La Chaire interagit aussi avec la communauté scientifique internationale à l’occasion de congrès européens (SBE, ETC, EWGT) et mondiaux (TRB, WCTR, IBPTA). En particulier, la Chaire a co-organisé les conférences suivantes :
 en 2009, la conférence IBPTA a été tenue début novembre à l’Ecole des Mines.
 en 2012, le congrès EWGT XV (avec un intérêt spécial pour l’efficacité énergétique en transport et dans les systèmes de mobilité), tenu en septembre à la Cité Descartes ; l’équipe des Ponts a co-édité les Actes choisis qui ont été publiés par Elsevier in « Procedia in Social Sciences ».

Les résultats des recherches durant la première phase quinquennale de la Chaire ont fait l’objet d’un ouvrage collectif, publié aux Presses des Mines fin 2013, puis en version anglaise aux éditions CRC Press (mi 2016) sous le titre « Ecodesign of buildings and infrastructure ».

Le livre est organisé en trois parties : primo les principes, domaine par domaine ; secundo les méthodes d’application ; tertio, une étude de cas. La contribution de l’équipe des Ponts est signalée par des astérisques dans le sommaire.

SOMMAIRE
– Partie 1 : Bases méthodologiques
Chapitre 1 : revue des approches d’éco-conception Chap. 2 : analyse de cycle de vie Chap. 3 : études d’impact Chap. 4 : L’équipement territorial au prisme de l’écoconception : quels principes et quelles méthodes pour l’aménagement et le transport ? (*)

– Partie 2 : Mise en pratique de l’éco-conception
Chap. 5 : Economie urbaine et transport de voyageurs : massifier les flux, concevoir les lignes (*) Chap. 6 : écoconception d’un système de stationnement (*) Chap. 7 : éco-circulation du trafic routier (*) Chap. 8 : transports collectifs (*) Chap. 9 : ICV de matériaux (*) Chap. 10 : réhabilitation des bâtiments Chap. 11 : gestion énergétique des bâtiments Chap. 12 : biodiversité

– Partie 3 : Application sur une étude de cas, la Cité Descartes
Chap. 13 : La Cité Descartes Elargie : un territoire d’écoconception (*) Chap. 14 : Territoire et transport en contexte métropolitain (*) Chap. 15 : Activités, accessibilités et mobilités à l’échelle du quartier (*) Chap. 16 : comparaison de morphologies urbaines Chap. 17 : biodiversité
Conclusions et perspectives (*)

Des Ateliers spécialisés de recherche sont organisés ponctuellement pour traiter d’un sujet particulier, avec des collègues français et étrangers. Les ateliers récents ont abordé :
 Workshop international d’experts sur les indicateurs ACV (15 décembre 2015),
 Workshop international d’experts sur la modélisation urbaine (16 janvier 2015),
 Conférence sur l’économie circulaire (12 décembre 2016).

Chaque année d’activité de la Chaire a été ponctuée par une conférence anniversaire appelée depuis 2012 « Université d’Automne », tenue en octobre ou novembre en région parisienne. Cette conférence est destinée à un public élargi : chercheurs, enseignants, ingénieurs et chargés d’études en bureau d’étude, collectivité territoriale, constructeurs, équipementiers, opérateurs etc.

Les thèmes successifs des Universités d’Automne ont été :
 « Première Université d’Automne de la Chaire Ecoconception » (2-3 octobre 2012)
 « Éco-conception de territoire, applications au quartier de la Cité Descartes » (8 novembre 2012)
 « Seconde Université d’Automne de la Chaire Ecoconception » (7-8 novembre 2013)
 « 3ème Université d’Automne : Ecoconception et comportements » (13-14 novembre 2014)
 « 4ème Université d’Automne : Performance des outils d’écoconception » (23-24 septembre 2015)
 « 5ème Université d’Automne : de l’écoconception aux solutions » (19-20 octobre 2016)

Enfin, une fois par trimestre, une « Soirée technique » rassemble une cinquantaine de chercheurs des équipes de la Chaire, d’’ingénieurs et managers des diverses filiales du groupe Vinci, entre constructeurs, promoteurs, opérateurs d’autoroutes, de parkings, d’aéroports etc, autour d’un thème d’intérêt partagé, pour présenter les réflexions de la Chaire en dialogue avec les enjeux et besoins du monde « opérationnel ».

Les thèmes de l’année 2015-2016 ont été :
 04/11/2015 Biodiversité : comment compenser dans une démarche ERC ?
 14/03/2016 Garantie de performance énergétique (à Villeurbanne)
 20/06/2016 Economie circulaire (à Rueil Malmaison)
 22/09/2016 Véhicules autonomes, transformation numérique : quelles perspectives pour la mobilité (à Rueil Malmaison)