Analysis of urban environments : Cost evaluation of road traffic related air pollution and algorithmic delineation

Analyses des Environnements Urbains : évaluation des coûts de la pollution de l'air liée au trafic routier et délimitations algorithmiques Cette thèse d'économie propose une analyse approfondie des environnements urbains, en mettant l'accent sur les impacts économiques et environnementaux de la pollution atmosphérique due au trafic routier. À travers des approches méthodologiques innovantes, elle combine modélisation intégrée et délimitations algorithmiques pour évaluer les effets de diverses politiques de réduction des émissions dans des contextes urbains spécifiques. Bien que son ancrage soit économique, elle mobilise des méthodologies et des modèles provenant de différents domaines, tels que les sciences environnementales, l'ingénierie, la géomatique et la géographie.Le premier chapitre s'intéresse à La Réunion. L'étude développe une chaîne de modèles intégrés, incluant la simulation du trafic, les émissions de polluants, la dispersion atmosphérique et l'exposition de la population. Ce cadre permet de quantifier les coûts économiques de la pollution liée aux transports. Les scénarios évalués incluent le remplacement des véhicules thermiques par des véhicules électriques et l'introduction de la flexibilité des horaires de travail. Les résultats montrent que ces mesures réduisent l'exposition aux polluants, générant des gains économiques significatifs grâce à la réduction des impacts sanitaires.Le deuxième chapitre explore les effets des politiques de limitation de la vitesse sur la qualité de l'air en Île-de-France, région caractérisée par une forte densité de population et un trafic routier intense. Le modèle METRO-TRACE, utilisé pour simuler l'impact des restrictions de vitesse, permet d'analyser les variations des concentrations de polluants et l'exposition des habitants en fonction des politiques mises en œuvre. Les résultats indiquent que des réductions ciblées de la vitesse maximale peuvent diminuer significativement les émissions de NOx, de PM2.5 et de CO2, réduisant ainsi les coûts sanitaires associés à la pollution de l'air dans la région.Le troisième chapitre élargit la portée de l'analyse à l'échelle mondiale, en développant une méthode de cartographie algorithmique pour identifier et comparer les zones urbaines à travers le monde. Cette méthode, innovante par son approche de comparaison homogène des zones urbaines, permet de suivre l'évolution de l'urbanisation et d'identifier les zones où les efforts de réduction des émissions doivent être intensifiés. Elle fournit ainsi un cadre pour analyser les dynamiques urbaines et les relations entre densité urbaine, pollution de l'air, et les coûts qui leur sont associés.En intégrant des modèles de simulation détaillés et une approche de cartographie algorithmique, cette thèse apporte une contribution significative à la compréhension des coûts économiques de la pollution de l'air liée aux transports. Elle offre également des outils pour l'évaluation des politiques publiques en matière de qualité de l'air et propose des pistes pour une urbanisation durable. En fournissant des modèles applicables à des contextes variés, elle contribue aux recherches sur la durabilité urbaine et la réduction des inégalités environnementales, tout en favorisant le bien-être des populations.