Analyse socio-spatiale de l’exposition des populations à la pollution atmosphérique en zone urbaine, par une approche de modélisation dynamique basée sur l’individu et intégrant les pratiques de mobilité.

Socio-spatial analysis of the population's exposure to atmospheric pollution in urban areas, using a dynamic individual-based modeling approach integrating mobility practices.

• Auteur / Autrice : Taos Benoussaïd
• Direction : Isabelle Coll, Hélène Charreire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'Univers et Environnement
• Date : Soutenance le 27/03/2023
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphériques (Créteil ; 1997-....) - Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques / LISA (UMR_7583)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Gros
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Coll, Hélène Charreire, Arnaud Banos, Alain Clappier, Florent Le Néchet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Banos, Alain Clappier
• DOI : 10.70675/88e3bd3azfcc0z45bbz889fzba9ad735f591

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pollution atmosphérique

Modèles mathématiques

Transport

Mots clés libres

Aide à la décision

Comportements de mobilité

Modélisation 3D

Caractéristiques socio-Spatiales

Inégalités environnementales

Environmental inequalities

Decision support

Mobility behaviours

Socio-Spatial characteristics

3D Modelling

Résumé

Le caractère non homogène de la pollution atmosphérique est à l’origine de nombreuses disparités d'exposition qui posent la question des inégalités environnementales. L'exposition étant l'une des questions clés pour évaluer les impacts sanitaires de la pollution, il est désormais nécessaire de considérer l'exposition au niveau individuel afin de mettre en évidence les inégalités sociales liées à l'exposition, et d'évaluer les formes d'action publique qui peuvent contribuer à les réduire.L’objectif général de cette thèse est de proposer une analyse sociale et géographique de l’exposition à la pollution de l’air. Pour répondre à cet objectif, ma recherche s’appuie sur une analyse des pratiques de mobilité - leviers de la différenciation de cette exposition, la modélisation de ces pratiques socialement discriminées dans un modèle multi-agents, et la conduite de modélisations aboutissant à la production de données d’exposition. Ma démarche fait appel à une plateforme de modélisation urbaine développée dans mon équipe, dans le cadre de précédents projets de recherche pluridisciplinaires. Dans cette chaîne de modélisation, la configuration de l'espace urbain ainsi que les pratiques individuelles émettrices qui s'y déroulent (mobilité et consommation d'énergie dans les bâtiments) sont simulées par le modèle d'émissions OLYMPUS. OLYMPUS produit des données d'émissions qui alimentent les simulations de qualité de l'air du CTM CHIMERE. Les champs de concentration horaire produits par CHIMERE sont ensuite raffinés à l'échelle de la rue par une méthode de descente d'échelle statistique. Cette plateforme permet le couplage des concentrations avec la mobilité d'OLYMPUS pour produire une exposition dynamique individuelle.Les développements que j’ai menés au cours de cette thèse sont pluriels et ont consisté à (i) enrichir la caractérisation des individus modélisés dans le modèle OLYMPUS en intégrant des paramètres socio-économiques dans leur profil et à (ii) implémenter la modélisation des comportements de mobilité socio-différenciés afin (iii) de proposer des données et analyses nouvelles sur la distribution des inégalités d’exposition des individus d’une grande aire urbaine. Ces développements ont été testés dans une situation contemporaine et dans un scénario de mobilité urbaine.

The non-homogeneous nature of air pollution leads to a wide range of exposure disparities that raise the question of environmental inequalities. As exposure is one of the key issues in assessing the health impacts of pollution, it is now necessary to consider exposure at the individual level in order to highlight the social inequalities linked to exposure, and to evaluate the forms of public action that can help reduce them.The general objective of this thesis is to propose a social and geographical analysis of exposure to air pollution. To achieve this objective, my research is based on an analysis of mobility practices – which are levers of differentiation of this exposure, the modelling of these socially discriminated practices in a multi-agent model, and the set-up of an urban modelling process leading to the production of exposure data. My approach makes use of an urban modelling platform developed in my team, in the framework of previous multidisciplinary research projects. In this modelling chain, the configuration of the urban space as well as the individual emitting practices (mobility and energy consumption in buildings) are simulated by the OLYMPUS emission model. OLYMPUS produces emissions data that feed the CHIMERE CTM air quality simulations. The hourly concentration fields produced by CHIMERE are then refined to the street scale using a statistical downscaling method. This platform allows the coupling of concentrations with OLYMPUS mobility to produce individual dynamic exposure.The developments that I carried out during this thesis are plural and consisted in (i) enriching the characterization of the individuals modelled with OLYMPUS, by integrating socio-economic parameters in their profile and (ii) implementing the modelling of socio-differentiated mobility behaviours in order to (iii) propose new data and analyses on the distribution of exposure inequalities of individuals in a large urban area. These developments were tested in a contemporary situation and in an urban mobility scenario.