Monétiser les externalités de la conduite automatisée - une évaluation de la durabilité du cycle de vie des systèmes de transport

Monetizing the externalities of automated driving – a life cycle sustainability assessment of transportation systems

• Auteur / Autrice : Nicole Nicole van den Boom
• Direction : Guy Fournier, Tobias Viere
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie industriel
• Date : Inscription en doctorat le 27/04/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Génie Industriel
• Partenaire(s) de recherche : référent : CentraleSupélec

Mots clés

Mots clés libres

Nouvelle mobilité

Véhicules automatisés

Coûts externes

Analyse de durabilité du cycle de vie

New Mobility

Automated Vehicles

External Costs

Life Cycle Sustainability Assessment

Résumé

La technologie de la conduite automatisée a évolué de la théorie à la pratique. Elle pourrait avoir un impact significatif sur la durabilité de la mobilité en remplaçant les voitures particulières et en offrant des avantages, mais elle peut également concurrencer les transports publics et augmenter les coûts externes. L'évaluation de son impact dépend du cas d'utilisation et n'est pas encore bien comprise, car l'accent a été mis sur la technologie ou le véhicule plutôt que sur le système de transport dans son ensemble. Cette recherche évalue la durabilité du cycle de vie (LCSA) des systèmes de mobilité avec conduite automatisée dans trois villes européennes: Oslo, Genève et Herford. Oslo a été fortement touchée par le COVID-19, ce qui a entraîné des sièges vides dans les transports en commun. Genève dispose d'un système de transport public sûr et efficace, mais fait face à une pénurie de main-d'œuvre. Herford, quant à elle, est une ville de taille moyenne avec des zones rurales, suburbaines et urbaines. Ces trois villes offrent une diversité de solutions en Europe. Pour évaluer l'impact, l'utilisation des ressources, les émissions, les améliorations de la sécurité et les coûts et avantages économiques seront pris en compte. Cette étude examinera en particulier les avantages et les défis potentiels de l'intégration de la technologie de conduite automatisée dans les nouveaux services de mobilité tels que MaaS (Mobility-as-a-Service), qui visent à fournir aux individus des trajets efficaces et fluides sans qu'ils aient besoin de posséder une voiture, afin de mieux comprendre la durabilité de ces systèmes de mobilité. Les résultats de cette recherche aideront les citoyens, les décideurs politiques, les acteurs de l'industrie et les chercheurs à prendre des décisions éclairées sur la mobilité et l'intégration de la technologie de conduite automatisée dans les systèmes de mobilité. La thèse de doctorat se compose de trois parties. La première partie analyse le cycle de vie environnemental du système de transport des villes européennes mentionnées, ainsi que la monétisation de ces résultats. La deuxième partie évalue la situation actuelle et propose un scénario futur idéal incluant la conduite automatisée. Ce scénario est créé à partir de la littérature, d'enquêtes auprès des habitants et d'entretiens avec des experts. L'unité fonctionnelle de l'analyse du cycle de vie doit refléter la demande et les besoins de mobilité, tels que le nombre total de passagers-kilomètres desservis par an. La deuxième partie du texte aborde l'analyse du cycle de vie social (S-LCA) et la monétisation de ses résultats. La S-LCA suit les normes ISO 14040 et 14044 et examine les effets sociaux et socio-économiques d'un produit ou d'un service tout au long de son cycle de vie. Les parties prenantes concernées sont les travailleurs, les consommateurs et la communauté locale, et les aspects pris en compte incluent le déploiement, la santé et la sécurité, les relations avec les fournisseurs, la vie privée, la transparence, la discrimination, la corruption et le développement technologique. La troisième partie du texte examine le coût du cycle de vie (CCV) en utilisant les résultats monétisés de l'E-LCA et de la S-LCA. Le CCV se concentre sur les coûts externes tout au long du cycle de vie d'un produit, du point de vue de la société. Il diffère des limites du coût du cycle de vie (LCC) habituellement utilisées, qui incluent les coûts directs. L'objectif est de calculer les coûts des dommages environnementaux et sociaux supportés par la société, tels que le changement climatique, le bruit, les accidents et la congestion

Automated vehicles have gone from theoretical concepts to practical applications. Automated driving technology could drastically affect mobility sustainability, possibly replacing private cars and enabling positive externalities but also compete with public transport and increasing external costs. The assessment depends on the use case and is merely not well understood as the focus until yet was more on the impact of the technology or vehicle and not on the transport system or the city as a whole. Thus, this research conducts a Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) of mobility systems with automated driving in Oslo (Norway), Geneva (Switzerland), and Herford (Germany). Oslo's public transport system has been heavily impacted by COVID19, with many empty seats due to passengers not returning. This is particularly true in suburban areas. Other European cities face similar passenger problems, making Oslo an interesting case study. Geneva has a safe and efficient public transport system, cross-border commuting due to its proximity to France, and a labour shortage that affects the public transport network. Herford is unlike the two other cases a medium-sized city but has in a similar way rural, suburban and urban areas. The three cities will give a good overview of the diversity of solutions within Europe. To assess the impact, environmental, social, and economic effects over the entire life cycle, including resource use, emissions, safety improvements, and economic costs and benefits will be considered. To gain insights into the sustainability of these mobility systems, this study will explore in particular the potential benefits and challenges associated with integrating automated driving technology with new mobility services such as MaaS (Mobility-as-a-Service), which aim to provide individuals with efficient and seamless journeys without the need to own a car. The findings from this research will support citizen, policy makers, industry stakeholders, and researchers in making informed decisions regarding mobility and the integration of automated driving technology into mobility systems. The PhD thesis consists accordingly of three parts: The first part performs an Environmental Life Cycle Assessment (E-LCA) of the transportation system of the mentioned cities in Europe and the monetization of these results. First, the status quo situation is assessed to then create a possible ideal future scenario including automated driving for the second assessment and comparison. The ideal future scenario is created with literature, resident surveys, and expert interviews. The functional unit for the E-LCA should display the mobility demand/ needs, for example total passenger kilometres served per year. The second part covers Social Life Cycle Assessment (S-LCA) and monetizing its results. The S-LCA follows ISO 14040 and 14044 standards and examines the social and socio-economic effects of a product/service life cycle, which may (in)directly affect stakeholders. Stakeholders include workers, consumers, and the local community. Aspects affecting them include deployment, health and safety, supplier relationships, privacy, transparency, discrimination, corruption, and tech development. The third part examines Life Cycle Costing (LCC) with the monetised results of the E-LCA and S-LCA and their interpretation. The LCC focuses on external costs throughout the life cycle, from the society's perspective. This differs from the LCC boundaries usually found in literature, which include direct costs. The aim is to calculate costs from environmental and social damage borne by society (e.g. climate change, noise, accidents, congestion). Additionally, the calculated monetized results from the E-LCA and the S-LCA will be included to have one end result. The interpretation of the results and their generalization to how they could serve other cities and their transportation systems conclude this thesis.