Optimisation économique d'un programme de redéveloppement de friches à échelle régionale

Economic optimization of a brownfield redevelopment program at a regional scale

• Auteur / Autrice : Joaquin Ameller
• Direction : Jean-Daniel Rinaudo, Corinne Merly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Soutenance le 17/11/2020
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Economie Gestion de Montpellier (2015-.... ; Montpellier)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR G-eau (Gestion de l'eau, acteurs et usages, Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Anne Rozan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Daniel Rinaudo, Corinne Merly, Anne Rozan, Manuel Pulido-Velazquez, Nina Graveline
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Rozan, Manuel Pulido-Velazquez

Mots clés

Mots clés libres

Redéveloppement de friches

Programmation mathematique

Evaluation des bénéfices

Coûts de réhabilitation

Analyse coût bénéfice

Optimisation économique

Brownfields redeveloppement

Mathematical programming

Benefits evaluation

Rehabilitation costs

Cost-Benefit analysis

Economic optimization

Résumé

Le redéveloppement des friches (RF) est une question qui préoccupe de plus en plus les urbanistes du monde entier. De plus en plus de friches, sites sur lesquels fleurissaient autrefois d'intenses activités économiques ou industrielles, sont désormais abandonnés ou sous-utilisés. Les friches industrielles sont souvent une source de nuisances pour les populations qui résident dans leur voisinage. En même temps, les friches industrielles situées dans les zones métropolitaines offrent de réelles opportunités de densification des villes. Le coût de déconstruction des bâtiments abandonnés, la gestion des déchets qui en sont issus et celle des polluants chimiques présents dans le sol et les eaux souterraines peut largement dépasser les bénéfices financiers escomptés sur lesquels les investisseurs privés fondent leurs décisions. L'existence de nombreux bénéfices économiques, sociaux et environnementaux, non pris en compte par les investisseurs privés, peuvent justifier un investissement public dans de tels projets, mais sont difficiles à évaluer en termes monétaires. Comme le montre la revue de littérature présentée au chapitre I, la plupart des analyses et des outils d'aide à la décision portant sur le RF sont réalisés au niveau des sites. L'objectif principal de cette recherche est de développer un modèle d'optimisation économique d'un programme de réaménagement d'un ensemble de friches à l'échelle régionale, et de vérifier sa pertinence comme outil d'aide à la décision auprès d'une grande collectivité. La mise en œuvre du modèle est illustrée de manière empirique dans la Vallée de la Chimie, qui est présentée au chapitre II, et comporte l'identification et la caractérisation de 30 friches industrielles et de 9 futures activités d'utilisation des sols. Le chapitre III présent l'évaluation des coûts de réhabilitation, où l'incertitude est traitée en utilisant une approche basée sur la connaissance subjective des experts. Quatre sources de coûts ont été identifiées : la décontamination des sols, la gestion des sols excavés, la déconstruction des bâtiments abandonnés, et le reconditionnement des sols. Le chapitre IV porte sur l'évaluation en termes monétaires des bénéfices privés, sociaux et environnementaux du RF. L'approche est basée sur le transfert de bénéfice pour estimer les multiples bénéfices d'un portefeuille de plusieurs sites et de plusieurs options de réaménagement. Le modèle, présenté dans le chapitre V, utilise l'analyse coût-bénéfices pour comparer différentes options de RF et pour identifier la combinaison optimale afin de maximiser le bénéfice net global sur une période de 20 ans. Le modèle tient également compte des interactions entre les projets et les sites, ce qui permet d'identifier un meilleur résultat qu'une approche site par site. Le chapitre VI présente d'abord une approche stochastique pour tester la sensibilité des résultats en ce qui concerne l'incertitude des données d'entrée, illustrée avec les intervalles des coûts de réhabilitation. Ensuite, le chapitre présente la mise en œuvre et la simulation de différents scénarios. Dans l'ensemble, cette recherche démontre de manière cohérente la pertinence des analyses économiques pour la prise de décision en matière de RF, et comment les facteurs d'incertitude peuvent être gérés pour porter les approches économiques à l'échelle régionale.

Brownfield Redevelopment (BFR) is an issue of growing concern for urban planners all over the world. Brownfields are sites which once supported economic or industrial activities, but are now vacant, abandoned or underutilized. Their number is likely to increase, especially in former industrialized regions of Europe. Brownfields are often a source of nuisance for nearby residents, particularly in the case of contaminated sites (environmental and human health risks). At the same time, brownfields located within metropolitan areas offer genuine opportunities for urban development by reinvigorating distressed neighborhoods and avoiding costs linked to urban sprawl. The cost of removing derelict buildings and chemical pollutants in soil and groundwater may significantly exceed the expected financial benefits on which private investors base their decisions. Many indirect benefits (environmental, social, avoided public expenses), which could justify public investment in such projects, are hard to assess in monetary terms. As shown in the literature review presented in Chapter 1, most analyses and decision-support tools addressing BFR are carried at the site level. In view of assisting policy makers to design a portfolio of redevelopment projects that could maximize social welfare, the objective of this research is therefore to develop a model for the economic optimization of a BFR program at a regional scale. The implementation of the model is empirically illustrated in the Valley of Chemical Industry (Vallée de la Chimie in French), which is presented in Chapter 2, and includes the identification and characterization of 30 brownfield sites and 9 future land use activities. Chapter 3 presents the assessments of rehabilitation costs, where uncertainty is addressed using an approach built on the subjective knowledge of experts. Four sources of costs were identified: soil decontamination, management of excavated soil, deconstruction of derelict buildings, and soil reconditioning. Chapter 4 focuses on valuing in monetary terms the private, social and environmental benefits of BFR. The approach is based on benefit transfer to deal with the multiple benefits of a portfolio of several sites and several redevelopment options. Chapter 5 presents how the model, based on mathematical programming, uses cost-benefit analysis to compare different redevelopment options for brownfield sites, and to identify the optimal combination of BFR alternatives to maximize the overall net benefit over a 20-year period. The model also accounts for interactions between projects and sites, allowing to identify a better outcome than a site-by-site approach. Chapter 6 first presents a stochastic approach to test the sensibility of results in regard to the uncertainty of the input data illustrated with the intervals of rehabilitation costs. Then, the chapter presents the implementation and simulation of various scenarios. Overall, this research consistently demonstrates the relevance of economic analyses for BFR decision-making, and how can uncertainty factors be managed to carry economic approaches at the regional scale.