Exploration prospective des mobilités résidentielles dans une agglomération urbaine au moyen d'un modèle de simulation multi-agents (MOBISIM)

Exploration of future changes of residential locations in an urban agglomeration using an individual-based simulation model (Mobisim)

• Auteur / Autrice : Joanne Hirtzel
• Direction : Pierre Frankhauser, Cécile Tannier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie et aménagement des territoires
• Date : Soutenance le 09/02/2015
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Langages, Espaces, Temps, Sociétés (Besançon ; 1991-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Théoriser et modéliser pour aménager (THEMA) (Besançon) - Théoriser et modéliser pour aménager
• Jury : Président / Présidente : Eric Cornelis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Frankhauser, Cécile Tannier, Eric Cornelis, Arnaud Banos, Françoise Dureau, Lena Sanders
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Banos, Françoise Dureau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aménagement du territoire

Lieu de résidence

Géographie

Simulation par ordinateur

Mobilité résidentielle

Mots clés libres

Modélisation

Simualtion

Mobilités résidentielles

Paramétrage

Analyse de sensibilité

Choix résidentiels

Satisfaction résidentielle

Mobisim

Modelling

Residential mobility

Calibration

Sensitivity analyses

Résumé

Proposer une offre en logements adaptée aux différents besoins et préférences des ménages représente un enjeu important pour les acteurs publics de l’aménagement. Ces besoins et préférences dépendent des caractéristiques des ménages et des changements qu’ils peuvent connaître dans leur cycle de vie (mise en couple, naissance, séparation…). Les facteurs participant aux choix résidentiels sont nombreux (attributs du logement, caractéristiques de l’environnement résidentiel) et interviennent différemment selon les types de ménages. Les dynamiques résidentielles impliquent ainsi une grande variété d’éléments, en interaction les uns avec les autres, et les relations de cause à effet sont difficiles à identifier. Par conséquent, il n’est pas possible de prévoir le comportement résidentiel des ménages pas plus que leurs évolutions possibles sans outil adapté.Pour étudier les dynamiques résidentielles intra-urbaines, nous utilisons dans cette thèse un modèle de simulation des mobilités résidentielles (Mobisim-MR) intégré dans une plateforme de simulation LUTI individu-centrée : Mobisim. Mobisim-MR permet de déterminer, pour chaque année de simulation, les ménages qui déménagent et leur nouvelle localisation résidentielle. En amont de Mobisim-MR, un modèle de simulation des évolutions démographiques (Mobisim-Démo) a été créé au sein de la plateforme Mobisim. Il permet de reproduire de manière dynamique et individu-centrée l’évolution des ménages dans leur cycle de vie. Une partie de la thèse est dédiée au paramétrage ces deux modèles, étape préalable nécessaire à la simulation de scénarios. Un autre volet de la thèse concerne l’exploration du comportement du modèle Mobisim-MR pour évaluer la stabilité des résultats de simulation et leur cohérence (analyse de sensibilité). L’utilisation de modèles individu-centrés est relativement récente en géographie, d’où l’absence de protocole standard pour l’exploration de tels modèles. Un protocole spécifique a été conçu pour explorer le comportement de Mobisim-MR. Ce protocole tient compte de la nature des paramètres du modèle, des contraintes techniques de simulation et de l’objectif pour lequel le modèle a été conçu.Le dernier volet de la thèse consiste en des analyses thématiques visant à étudier l’impact de deux scénarios de politiques de construction de logements sur l’agglomération du Grand Besançon. Ces analyses montrent la capacité de Mobisim-MR à répondre à des questions concrètes d’aménagement et à apporter des éléments de discussion aux acteurs publics en charge des politiques de logement.

To ensure that housing supply is suitable to households’ needs and preferences represents a major planning concern. These needs and preferences depend on the households’ characteristics and on their lifecycle changes (union, birth, divorce…). Residential choice factors are numerous (housing and residential environment characteristics) and their role is often different according to the types of households. Residential dynamics involve a great variety of elements, in interaction with each other, and the causal relationships are difficult to identify. Thus, it is not possible to predict the households’ residential behaviour, nor their possible evolutions, without a suitable tool. To study intra-urban residential dynamics, we use a residential mobility simulation model (Mobisim-MR), integrated in an agent-based LUTI simulation platform: Mobisim. For each simulated year, Mobisim-MR allows for determination of households which move and their new residential location. Prior to Mobisim-MR, we created a demographic microsimulation model (Mobisim-Démo) within the Mobisim platform. It allows reproducing households lifecycle evolutions in a dynamic and agent-based way. A part of the thesis is dedicated to the calibration of both models, a required stage preliminary to scenarios simulation. Another part of the thesis concerns the exploration of Mobisim-MR model behaviour, in order to assess the simulation results’ stability and their consistency (sensitivity analysis). Agent-based models use is quite recent in geography, explaining the lack of standard protocol to explore such models. A specific protocol has been designed to explore the behaviour of Mobisim-MR. This protocol takes into consideration the parameters characteristics, simulation technical constraints, and the initial design for which the model has been built.The last part of the thesis consists of thematic analyses aimed at studying the impact of two housing construction planning scenarios in the urban region of Besançon (named le Grand Besançon). These analyses highlight the ability of Mobisim-MR to answer concrete planning questions and to initiate discussion among urban planners.