Energy and environmental footprints of urban travel: The case of the city of Montreal

The transportation sector in Canada is the second largest source of greenhouse gases (GHGs) and the leading source of some criteria air pollutants, especially nitrogen oxides and carbon monoxide. These emissions pose severe threats to the environment and the human health, encouraging researchers and practitioners to quantify these emissions accurately and take them into account in transport policy evaluations. However, studies have found that transport users are generally unaware of their energy and environmental footprints and are not able to link their personal transport activities to their travel-related impacts. To address this knowledge gap, this study examines the feasibility of providing energy and environmental costs of travel to Montreal transport users.One key objective of this thesis is to simulate and estimate fuel consumption and emissions resulting from driving in Montreal, under various traffic conditions. In this regard, I combine the results of a macroscopic travel demand model (EMME) and a motor vehicle emissions simulator (MOVES) to determine emission/fuel rates. Next, I monetize the estimated rates using the average 2017 fuel price, the marginal social damage cost of carbon, and the associated health-related costs of major criteria-air pollutants. In addition, for travel time cost calculations, I use the Montreal residents' average value of travel time based on a survey I designed and conducted in Montreal. Using all the aforementioned information, I calculate a general travel cost ($/km) for each Montreal borough. The resulting average estimates range from $0.12/km to $0.7/km for fuel costs, $0.018/km to $0.13/km for GHG costs, $0.02/km to $0.08/km for air pollution health-related costs, and from $0.27/km to $3.25/km for travel time costs, representing immense cost variations depending on the time of day and the geographical location.In the second part of the thesis, I conducted a survey on Montreal transport users to assess their perceptions, preferences, and behavior regarding fuel costs, GHG social costs, and air pollution health-related costs. Based on the survey results, approximately 85% of the respondents were not able to estimate GHG social costs and health-related air pollution costs across different modes. Other respondents generally overestimated these costs, and they interestingly reported higher environmental costs for public transport (metro) compared to personal cars. In addition, the respondents preferred to receive such information in monetary units rather than their own (original) units (gram, liter, etc.) and through mobile applications over other tools/means. I also found that the provision of fuel and environmental information could influence travel decisions, especially route choice behavior. Finally, 70% of the respondents would use such information, and 30% would be willing to pay an average of $7/month to the information. The findings of this thesis are promising in terms of raising awareness on substantial travel costs that transport users do not generally perceive and in terms of inducing environmental-friendly travel behavior decisions.Le secteur du transport est la deuxième source d'émission de gaz à effet de serre la plus importante au Canada et la première source de certains polluants atmosphériques, notamment, les oxydes de nitrogène et les monoxydes de carbone. Ces émissions sont des menaces sévères envers l'environnement et la santé de la population. Celles-ci encouragent les chercheurs et les praticiens à les quantifier avec précision et à les inclure dans leurs évaluations des politiques du transport. Cependant, les études démontrent que les usagers de la route ne sont généralement pas conscients de l'énergie et des impacts environnementaux qu'ils utilisent et n'arrivent pas à relier leurs déplacements personnels et les impacts qui en ressortent. Pour répondre à ce manque, cette étude examine la faisabilité de produire des coûts énergétiques et environnementaux aux déplacements des usagers de la route à Montréal.L'objectif est de simuler et d'estimer la consommation de carburant et les émissions qui résultent de la conduite à Montréal sous différentes conditions. En ce sens, j'ai combiné les résultats d'un modèle de demande de voyage au niveau macroscopique (EMME) et d'un simulateur d'émissions des véhicules motorisés (MOVES) pour déterminer les taux d'émissions. Ensuite, j'ai monétarisé les taux obtenus en utilisant le prix moyen du carburant pour l'année 2017, le coût marginal social du carbone et les coûts associés des majeurs polluants atmosphériques qui affectent la santé de la population. De plus, les calculs du coût de temps de voyage ont été obtenus grâce à un sondage auprès des résidents de Montréal sur leurs valeurs du temps. Grâce à ces informations, j'ai calculé le coût de déplacement général ($/km) pour chaque région de Montréal. La moyenne résultante varie de 0.12$/km à 0.7$/km pour les coûts de carburant, 0.018$/km à 0.13$/km pour les coûts des gaz à effet de serre, 0.002$/km àX0.08$/km pour les coûts de la pollution associée à la santé de la population, et de 0.27$/km à 3.25$/km pour les coûts du temps de déplacement qui varient grandement selon le temps de la journée et les localisations.J'ai mené un sondage sur les usagers de la route à Montréal pour analyser les perceptions, les préférences et les comportements en lien avec les coûts du carburant, les coûts sociaux des gaz à effet de serre et les coûts de la pollution associée à la santé de la population. Suite aux résultats du sondage, approximativement 85% des répondants ne pouvaient pas estimer les coûts sociaux des gaz à effet de serre et les coûts de la pollution associée à la santé de la population à travers différents modes. D'autres répondants ont surestimé ces coûts et ont présenté des coûts environnementaux plus élevés pour le transport en commun (métro) que pour les véhicules personnels. De plus, les répondants préfèrent recevoir ce type d'information en unités monétaires plutôt que les unités originales (grammes, litres, etc.) et préfèrent recevoir l'information par les applications mobiles. J'ai pu observer que les informations sur les impacts environnementaux et les consommations de carburant peuvent influencer les décisions de déplacements des répondants et surtout leur comportement sur le choix de routes. Finalement, 70% des répondants utiliseraient ce type d'information et 30% seraient prêts à payer en moyenne 7$/mois pour obtenir de telles informations