Household daily mobility expenditures : an urban form approach

La mobilité quotidienne est au cœur des réflexions sur la durabilité des villes. Moyen de réaliser ses activités quotidiennes et clé de voute des relations sociales, ses aspects économiques, et notamment ce que doivent dépenser les ménages pour se déplacer, sont un enjeu actuel majeur.Cette thèse propose une réflexion sur les interactions entre forme urbaine et mobilité quotidienne au travers du prisme des dépenses de mobilité. Pour questionner ces interactions, deux méthodes sont utilisées, indissociables l’une de l’autre.La première méthode consiste à acquérir une compréhension des effets de l’environnement construit du lieu de résidence sur le budget mobilité des ménages. Les données présentes dans les Enquêtes Ménages Déplacements sont particulièrement adaptées à cet exercice, car elles contiennent une richesse d’information importante sur les individus ainsi que leur mobilité,équipements, opinions et lieu d’habitation. Le terrain d’étude de ce travail est l’aire urbaine de Lyon, qui abrite une grande diversité de territoires et de modes de transport et où sont disponibles de nombreuses bases de données.Tout d’abord, une typologie de territoires a été construite, basée sur les principaux déterminants de la mobilité : densité, iversité, design, accessibilité aux destinations, distance aux transports collectifs et démographie. Ensuite, un cadre d’analyse systémique des relations entre forme urbaine et mobilité quotidienne a été élaboré afin d’identifier trois indicateurs qui permettent de les appréhender : la motorisation, le choix modal et les distances parcourues par modes. La typologiede territoires se révèle fortement explicative sur ces trois indicateurs. Une analyse des évolutions des mobilités entre 1995 et 2015 permet également d’identifier de nouveaux enjeux liés à l’évolution des prix, des comportements et de la démographie.Ce questionnement est ensuite prolongé à travers l’expression et la mesure des mécanismes d’intervention des caractéristiques du lieu de résidence sur le budget mobilité. A l’aide de la technique des modèles d’équations structurelles, les chemins causaux existant entre la forme urbaine locale et le budget mobilité sont explicités. Cette méthode est appliquée sur différentespopulations et types de territoires – ménages actifs puis retraités sur l’agglomération de Lyon puis sur les territoires périurbains – afin d’acquérir une compréhension fine du budget mobilité des ménages.La seconde méthode consiste à tester diverses organisations morphologiques et fonctionnelles du territoire à l’échelle du bassin de vie, afin de mesurer les effets sur le budget mobilité des ménages. Ce travail est réalisé à l’aide d’un modèle d’interaction transport-urbanisme, SIMBAD, qui permet de conduire une analyse systémique et multi-échelles des effets de la forme urbaine sur le budget mobilité. Divers scénarios de forme urbaine sont simulés, participant ainsi au débat sur la durabilité des formes urbaine monocentrique compacte, étalée diffuse et polycentrique dans une logique de Transit Oriented Development.Par ailleurs, les enseignements de la première méthode, c’est-à-dire le traitement des Enquêtes Ménages Déplacements pour étudier les effets de la forme urbaine locale sur le budget mobilité, nous incitent à conduire une analyse multi-échelles des résultats des simulations : une réflexion sur la différenciation des impacts selon l’organisation du territoire et selon le lieu de résidence à l’intérieur de l’aire urbaine est ainsi menée.Ce travail de thèse apporte donc à la fois des éléments méthodologiques pour analyser les interactions entre forme urbaine et budget mobilité, avec la construction de modèles d’équations structurelles et l’usage d’un modèle d’interaction transport-urbanisme dans un objectif de simulation, ainsi que divers résultats et éclairages qui viennent prolonger la littérature scientifiqueexistante.Daily mobility is at the heart of debate on urban sustainability. A mean to carry out our daily activities and a key to social interactions, economic aspects and especially household expenditures linked to mobility are a major current issue.This thesis proposes a discussion on the interactions between urban form and daily mobility through mobility expenditures. Two interrelated methods of analysis are used to investigate these interactions.The first one relies on a comprehensive understanding of the effects of the built environment on daily mobility budgets. Household surveys are especially suited to this analysis because they provide a wealth of information on individuals’ attributes, their mobility, equipment, opinions and housing characteristics. Combined with various local or national databases, it is possible to estimate a household budget for every surveyed household. The case study for this analysis is the Lyon urban area. It contains very different built environments, and hosts a diverse array of transport modes. Furthermore, numerous databases are available for our analysis.First, we build a typology of territories based on the main daily mobility determinants: density, diversity, design, accessibility to destinations, distance to transit and demography. Then, an analytical framework of relations between urban form and daily mobility is built to identify three indicators to apprehend them: motorization, modal choice and distance per mode. This typology of territories is tested on these three indicators and appears to be highly significant. An analysis of the mobility evolution between 1995 and 2015 also identify various new issues related to prices, behavioral and demographic evolutionsThis line of questioning is extended through the identification and quantification of the effects of built environment characteristics on household mobility budgets. Using a Structural Equation Modelling method, causal paths between local urban form and household expenditures are presented. This method is applied to different types of population and territories – workers and retired households of the Lyon agglomeration then on the same types in suburban areas – in order to understand householdmobility budgets.The second method consists of testing various morphological and functional organizations of the territory in order to measure their effects on daily mobility budgets. This work is conducted using a land use and interaction model (LUTI), SIMBAD, which allows us to conduct a systemic and multiscale analysis of urban form on daily mobility budgets. Different scenarios of urban form are thereafter simulated, contributing to the debate on the durability of monocentric, sprawled or polycentric citiesin a Transit Oriented Development urban form. Besides, lessons learned from data processing of Households Surveys encourage us to conduct a multiscale analysis. A discussion on the differentiation of impacts depending on the global form of the territory is conducted.This thesis work presents innovative methodological elements to analyze the interactions between urban form and mobility budgets, including the construction of structural equations models and the use of a LUTI model to simulate urban environments. It also offers novel results, which contribute to the current scientific literature