Titre: « Algorithmes d’optimisation et modélisation mathématique pour des problèmes liés à l’urbanisme ».

Promoteur de thèse: Monsieur Hadrien MELOT et co-promoteur: Monsieur David LAPLUME

Résumé de la dissertation :En vue d’une densification urbaine durable, un outil ayant pour but d’évaluer et d’assister la conception d’îlots urbains compacts pourvus d’une densité de population cible a été créé et testé dans le cadre du projet CoMod (Compacité urbaine sous l’angle de la modélisation mathématique). Le concept de compacité spatiale est appliqué ici, à l’échelle architecturale, sur le bâti, le non-bâti et les deux combinés. Cette approche encourage les typo-morphologies économes en terrains et en ressources matérielles tout en étant efficaces d’un point de vue énergétique. Afin d’éviter une potentielle exagération de ce concept, divers critères notamment relatifs aux espaces verts, aux ombres ainsi que des distances et surfaces minimales sont considérés. Cependant, viser la compacité urbaine rencontre une conciliation difficile entre les divers critères quantitatifs et qualitatifs. L’objectif de cette thèse est double. Premièrement, nous étudions des problématiques liées à la compacité urbaine à travers le prisme de modèles algorithmiques et mathématiques. En particulier, nous utilisons des modèles basés sur des notions de théorie des jeux , de théorie des graphes et sur divers problèmes d’optimisation (Facility Location Problem, Knapsack Problem, etc.). Ces modèles ont comme premier avantage d’être particulièrement adaptés à la gestion des critères conflictuels. Deuxièmement, ils sont très généraux et flexibles. Il est donc aisé de les appliquer à diverses problématiques, en particulier urbanistiques. La seconde contribution de cette thèse est l’implémentation d’un outil, CUBE (Compact Urban Block Explorer), basé sur ces modèles. Cet outil a pour objectif d’automatiser l’optimisation des divers critères de compacité. Ainsi, CUBE fournit divers outils assistant l’utilisateur dans la conception d’îlots compacts.