ALONSO Lucille

Le changement climatique est un phénomène contemporain majeur aux conséquences multiples. L’un de ses effets est l’augmentation de la fréquence et de l'intensité des vagues de chaleur. Celles-ci sont exacerbées en ville en raison de l'effet d'îlot de chaleur urbain et constituent ainsi une menace accrue pour la santé des populations. La connaissance des gradients thermiques urbains et de leurs déterminants dans une optique de réduction de la surchauffe urbaine est ainsi une priorité, tout comme l'identification des personnes les plus vulnérables, dans le but d’une gestion globale du risque aux fortes chaleurs afin de mettre en place des politiques publiques d’aménagement et de santé, ciblées et coordonnées.
Ce travail de doctorat de géographie-aménagement porte ainsi sur les raisons de cette surchauffe urbaine et la modélisation des gradients thermiques associés sur les territoires de Lyon et de Tokyo. Ce travail est complété par une analyse des vulnérabilités socio-économiques et physiologiques aux fortes chaleurs afin de proposer des analyses de risque dans le but de fournir des pistes dans la construction d’une ville intelligente et durable.
La méthodologie abordée dans ce manuscrit repose sur une approche pluridisciplinaire, au croisement de la géographie sociale et de la géographie physique, avec un traitement et une analyse spatiale et géostatistique d’une part, et une approche sociale dans la détermination des vulnérabilités territoriales. A ce titre, ce travail de recherche se fonde sur une littérature internationale, que ce soit pour la modélisation de la température de l’air ou encore pour la détermination des vulnérabilités physiologiques et socio-économiques. La première est déterminée grâce au recours de mesures mobiles, de mesures participatives et de données satellitaires et LiDAR. Par la suite, l’utilisation de modèles de régression et de machine learning permet de modéliser le microclimat urbain. D’une manière complémentaire, l’évaluation des vulnérabilités physiologiques et socio-économiques met l’accent sur l’utilisation de l’Analytic Hierarchy Process qui est une méthode d’aide à la décision et de prise en compte d’avis d’experts issus du monde médical et sur l’utilisation de l’analyse en composantes principales.
Les résultats obtenus sur la modélisation de la température de l’air sont confrontés aux vulnérabilités, afin élaborer des cartes de risques liés à la surchauffe urbaine en proposant notamment deux indicateurs novateurs, le Heat Physiological Risk Index et le Heat Socio-economic Risk Index. Dans ce contexte de changement climatique, ces sorties analytiques peuvent contribuer à améliorer la conception de l’aménagement du territoire et des requalifications associées sur les deux zones d’étude en vue de limiter localement les surchauffes urbaines. Cette étude globale se veut ainsi être un véritable outil d’aide à la décision pour les professionnels de la ville.

Mots-clés : Risque aux fortes chaleurs – Microclimat urbain – Mesure – Modélisation – Vulnérabilité socio-économique – Vulnérabilité physiologique

Climate change is a major contemporary phenomenon with multiple consequences. One of its effects is an increase in the frequency and intensity of heat waves. These are accentuated in cities due to the urban heat island effect and thus pose an increased threat to the health of the population. Knowledge of urban thermal gradients and their determinants with a view to reducing urban overheating is therefore a priority, as is the identification of the most vulnerable people, with the aim of global management of the risk of heat waves in order to put in place targeted and coordinated public planning and health policies.
This PhD research in geography and planning thus focuses on the reasons for this urban overheating and the modelling of the associated thermal gradients on the areas of Lyon and Tokyo. This work is supplemented by an analysis of socio-economic and physiological vulnerabilities to high temperatures in order to propose risk analyses with the aim of providing guidelines for the construction of an intelligent and sustainable city.
The methodology addressed in this manuscript is based on a multidisciplinary approach, at the interface of social and physical geography, with a spatial and geostatistical treatment and analysis on the one hand, and a social approach in the determination of territorial vulnerabilities on the other. In this respect, this research work is based on international literature, both for modelling air temperature and for determining physiological and socio-economic vulnerabilities. The first is determined through the use of mobile measurements, participatory measurements and satellite and LiDAR data. Subsequently, the use of regression models and machine learning enables the modelling of the urban microclimate. In a complementary approach, the assessment of physiological and socio-economic vulnerabilities emphasises the use of the Analytic Hierarchy Process, which is a method of decision support and taking into account the opinions of experts from the medical world, and the use of principal component analysis.
The results obtained on air temperature modelling are faced with vulnerabilities, in order to elaborate risk maps related to urban overheating by proposing in particular two innovative indicators, the Heat Physiological Risk Index and the Heat Socio-economic Risk Index. In this context of climate change, these analytical outputs can contribute to improving the design of land use planning and associated requalifications in the two study areas with a view to limiting urban overheating.

Keywords : Risk of heat wave – Urban microclimate – Measurement – Modelling – Socio-economic vulnerability – Physiological vulnerability

Directeur(trice) de thèse : Jacques COMBY

Membres du jury :
- M. Jacques COMBY, Directeur de thèse, Professeur des universités, Université Jean Moulin Lyon 3,
- M. Florent RENARD, Co-directeur de thèse, Maître de conférences, Université Jean Moulin Lyon 3,
- M. Olivier CANTAT, Rapporteur, Maître de conférences habilité à diriger des recherches, Université de Caen-Normandie,
- M. Yves RICHARD, Professeur des universités, Université de Bourgogne, Dijon,
- Mme Sandra ROME, Maître de conférences, Université Grenoble Alpes,
- M. Sylvain BIGOT, Professeur des universités, Université Grenoble Alpes.

Président(e) du jury : Sylvain BIGOT