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Le projet SOFT, sobriété énergétique par les formes urbaines et le transport, a abordé la question de la stratégieénergétique d’un territoire à l’aide d’un concept d’aménagement multi-échelle utilisant la géométrie fractale. Eneffet, les gains d’efficience classique (rénovation du bâti, performance des modes de transport, production localed’énergie) ne suffisent pas aujourd’hui pour assurer aux territoires une trajectoire carbone appropriée. Il estnécessaire de s’appuyer sur la sobriété énergétique, approche qui consiste à assurer la même qualité de vie auxhabitants, mais avec une baisse des consommations énergétiques qui peut s’accompagner d’une évolution despratiques. L’approche de la sobriété suppose de repenser la forme de la ville pour s’adapter à des contraintesmultiples : 1/ préservations des trames vertes et bleues, voire renforcement, puisqu’elles participent aurafraîchissement urbain, à la qualité de vie des habitants, et sont compatibles avec des pratiques de circuit courtcomme le maraîchage et l’agriculture urbaine, 2/ diversité des densité de logement et de population, de manièreà pouvoir mutualiser plus facilement des sources locale de production d’énergie, sans entraîner les inconvénientsdus à la densité (congestion, renchérissement des logements, îlots de chaleur), et 3/ organisation hiérarchiquedes centralités, des commerces, des emplois et des aménités, de manière à maximiser les mobilités douces, touten assurant la rentabilité économique des centres secondaires.L’approche développée dans SOFT repose sur le modèle fractalopolis, concept d’aménagement, auquel estassocié un logiciel opérationnel diffusé en open source. Les outils de fractalopolis permettent de créer au cas parcas un zonage multi-échelle adapté à chaque territoire, préservant des lacunes à différentes échelles pour lacontinuité des trames vertes et bleues, qui constitue une sorte de plan local d’urbanisme multi-échelle, décrivantune organisation hiérarchique fonctionnelle du territoire. Sur la base de ce zonage, il est possible d’estimer etd’ajuster un modèle de population pour avoir une répartition des logements en adéquation avec la hiérarchiespatiale proposée. Des évaluations d’accessibilité aux commerces et services sont effectuées, s’appuyant sur uneclassification fondée sur une hiérarchie théorique de besoin ainsi que sur les normes d’accessibilité présentesdans les documents d’urbanisme. Enfin, il est possible de faire évoluer la population, pour simuler une croissanceurbaine, ou de reconfigurer la répartition spatiale des services, de manière à comparer des scénarios.Le projet SOFT a appliqué ce concept au territoire d’Est-Ensemble, établissement public territorial situé à l’est deParis. La phase de diagnostic a révélé un territoire déjà dense, mais avec des diversités de paysages, fort de troisarcs verts, et avec une population très porteuse de changements, avec des associations des actives, y comprisdans le domaine de l’énergie. Le scénario spatial proposé vise donc à préserver et renforcer ces atouts, et s’appuiesur le prolongement à venir de la ligne 11 du métro qui modifiera les centralités existantes. Ce scénario laisse uneplace importante pour la production locale d’énergie, l’agriculture urbaine et le maraîchage, traditionnellementdéveloppés au sud du territoire. La piste du recyclage des excretas, plus novatrice et très cohérente avec ladynamique en place, a été explorée en détail. Les résultats des analyses incitent à préserver et renforcer lesspécificités du territoire. Les initiatives locales en faveur de l’énergie pourraient par ailleurs être soutenues par lamonnaie locale, la Pêche, ce qui renforcerait encore la cohésion et l’image de ce territoire en transition.Une partie des outils développés dans SOFT seront mobilisés à l’avenir en appui de bureaux d’études, notammentgrâce à l’implication d’Efficacity, partenaire du projet.

Evaluating the performance of sustainable drainage systems (SuDS) in a field context presents a number of methodological problems. For this reason, as a part of three French research projects focused on this type of evaluation, Matriochkas, Micromegas and Roulepur, a working group on methodological harmonisation was established in order to facilitate the inter-comparison of results between the projects and propose a methodological guideline for practitioners carrying out such evaluations. The guideline proposes an approach where performance is evaluated with respect to a service function that the SuDS aims to achieve, itself identified from local issues. Its first section presents the various service functions which may be assigned to these devices. Next, performance indicators are defined for a selection of the identified service functions, common within the French context and studied as a part of the three projects. Three categories of indicators are identified: hydrologic indicators (relative to water flows), pollutant indicators and socio-technical indicators. Examples of instrumentation and of the application of the proposed indicators drawn from the experience of the three projects are also presented., L'évaluation in situ des performances des ouvrages de maîtrise à la source des eaux pluviales pose un grand nombre de questions d'ordre méthodologique. Ainsi, dans le cadre de trois projets de recherche français dédiés à ce type d'évaluation, Matriochkas, Micromegas et Roulépur, un groupe de travail sur l'harmonisation des méthodes a été constitué afin de faciliter l'inter-comparaison des résultats issus des projets, mais aussi de rédiger un guide méthodologique à destination des acteurs opérationnels pouvant être amenés à faire ce type d'étude. Ce guide propose une démarche où la performance est évaluée pour chaque fonction de service visée pour l'ouvrage, en réponse à des enjeux locaux. La première partie du guide détaille les fonctions de service pouvant être attendues de ce type d'ouvrage. Ensuite, des indicateurs de performance sont déclinés pour une sélection de fonctions de service couramment rencontrées dans le contexte français et qui ont pu être abordées au cours des projets. Ces indicateurs se regroupent en trois catégories : les indicateurs hydrologiques (relatifs aux flux d'eau), les indicateurs pollutifs (relatifs aux polluants) et les indicateurs sociotechniques. Le guide s'appuie sur des exemples issus des trois projets pour présenter des cas pratiques de dispositifs métrologiques et d'application des indicateurs proposés.

Novatech 2019, LYON, FRANCE, 01-/07/2019 - 05/07/2019; Evaluating the performance of sustainable drainage systems (SuDS) in a field context presents a number of methodological problems. For this reason, as a part of three French research projects focused on this type of evaluation, Matriochkas, Micromegas and Roulepur, a working group on methodological harmonisation was established in order to facilitate the inter-comparison of results between the projects and propose a methodological guideline for practitioners carrying out such evaluations. The guideline proposes an approach where performance is evaluated with respect to a service function that the SuDS aims to achieve, itself identified from local issues. Its first section presents the various service functions which may be assigned to these devices. Next, performance indicators are defined for a selection of the identified service functions, common within the French context and studied as a part of the three projects. Three categories of indicators are identified: hydrologic indicators (relative to water flows), pollutant indicators and socio-technical indicators. Examples of instrumentation and of the application of the proposed indicators drawn from the experience of the three projects are also presented.; L'évaluation in situ des performances des ouvrages de maîtrise à la source des eaux pluviales pose un grand nombre de questions d'ordre méthodologique. Ainsi, dans le cadre de trois projets de recherche français dédiés à ce type d'évaluation, Matriochkas, Micromegas et Roulépur, un groupe de travail sur l'harmonisation des méthodes a été constitué afin de faciliter l'inter-comparaison des résultats issus des projets, mais aussi de rédiger un guide méthodologique à destination des acteurs opérationnels pouvant être amenés à faire ce type d'étude. Ce guide propose une démarche où la performance est évaluée pour chaque fonction de service visée pour l'ouvrage, en réponse à des enjeux locaux. La première partie du guide détaille les fonctions de service pouvant être attendues de ce type d'ouvrage. Ensuite, des indicateurs de performance sont déclinés pour une sélection de fonctions de service couramment rencontrées dans le contexte français et qui ont pu être abordées au cours des projets. Ces indicateurs se regroupent en trois catégories: les indicateurs hydrologiques (relatifs aux flux d'eau), les indicateurs pollutifs (relatifs aux polluants) et les indicateurs sociotechniques. Le guide s'appuie sur des exemples issus des trois projets pour présenter des cas pratiques de dispositifs métrologiques et d'application des indicateurs proposés.

International audience; The Cosmet'eau project (2015-2018) investigates the " changes in the personal care product (PCP) consumption practices: from whistle-blowers to impacts on aquatic environments. " In this project, the example of PCPs will be used to understand how public health concerns related to micropollutants can be addressed by public authorities – including local authorities –, industries and consumers. The project aims to characterize the possible changes in PCP consumption practices and to evaluate the impact of their implementation on aquatic contamination. Our goals are to study the whistle-blowers, the risk perception of consumers linked with their practices and the contamination in parabens and their substitutes, triclosan and triclocarban from wastewater to surface water. The project investigates the following potential solutions: modifications of industrial formulation or changes in consumption practices. The final purpose is to provide policy instruments for local authorities aiming at building effective strategies to fight against micropollutants in receiving waters.

This paper describes preliminary results of an on-going research project aiming at investigating whether Green Blue Infrastructure (GBI) implementation may be considered as an effective way to protecting water bodies and to recover the natural water cycle in a metropolitan region. It focuses on assessing the benefits that may be provided by a GBI approach in hydrological, ecological and urbanistic terms with the aim of protecting lakes and reservoirs that are relevant at a metropolitan scale. The research project focuses on the Metropolitan Region of Belo Horizonte (RMBH for the acronym in Portuguese), in Brazil, a large conurbation for which a strategic planning process is being developed since 2010. Results from a preliminary application of GIS analysis of catchment characteristics and land use patters as well as a proposal for GBI implementation are presented and briefly discusses., Les infrastructures vertes et bleues à l'échelle métropolitaine : une approche de la gestion durable de l'eau dans la région métropolitaine de Belo Horizonte (Brésil) RÉSUMÉ Cet article décrit les résultats préliminaires d'un projet de recherche en cours qui a comme objectif d'examiner si les infrastructures vertes et bleues (IVB) peuvent être considérées comme un moyen efficace pour la protection des milieux aquatiques et pour le retour vers un cycle plus naturel de l'eau dans une région métropolitaine. Il vise à évaluer les bénéfices qui peuvent être obtenus par une approche IVB en termes hydrologiques, écologiques et urbanistiques dans le but de protéger les lacs et les réservoirs important à l'échelle métropolitaine. Le projet de recherche porte sur la région métropolitaine de Belo Horizonte (RMBH), au Brésil, une grande agglomération pour laquelle un processus de planification stratégique est en cours d'élaboration depuis 2010. Les résultats obtenus par une analyse préliminaire des caractéristiques et de l'occupation des sols d'un bassin versant ainsi que d'une proposition de mise en oeuvre d'IVB sont présentés et discutés brièvement.

International audience

International audience; Today, urban runoff is considered as an important source of environmental pollution. Roofing materials, in particular, the metallic ones, are considered as a major source of urban runoff metal contaminations. In the context of theEuropean Water Directive (2000/60 CE), an accurate evaluation of contaminant flows from roofs is thus required on thecity scale, and therefore the development of assessment tools is needed. However, on this scale, there is an important diversity of roofing materials. In addition, given the size of a city, a complete census of the materials of the different roofing elements represents a difficult task. Information relating roofing materials and their surfaces on an urban district do not currently exist in urban databases. The objective of this paper is to develop a new method of evaluating annual contaminant flow emissions from the different roofing material elements (e.g., gutter, rooftop) on the city scale. This method is based on using and adapting existing urban databases combined with a statistical approach. Different rules for identifying the materials of the different roofing elements on the city scale have been defined. The methodology is explained through its application to the evaluation of zinc emissions on the scale of the city of Créteil.

International audience; En 1993, le consortium Aguas Argentinas SA (AASA) mené par le groupe Lyonnaise des eaux (LDE) obtenait la concession des services d’eau et d’assainissement de l’agglomération de Buenos Aires. Il s’agissait de la plus importante concession à un opérateur privé, présentée alors comme exemplaire sur la scène internationale. Pourtant en mars 2006, le contrat de concession est rompu par les autorités argentines. La cause généralement présentée comme expliquant la fin de cette concession est la crise économique majeure de la fin de l’année 2001 qui mit un terme à la parité peso-dollar rendant « intenable » l’équation économique de la concession. Cet article vise à montrer que, au-delà de cet élément important de changement de contexte économique, la mise en échec de la concession résulte d’un processus plus profond de dé-légitimation progressive de la figure de l’opérateur privé, processus qui s’échelonne sur l’intégralité de la durée de la concession. L’article retrace ce processus selon une triple perspective : économique, sociale et politique.

International audience

L’hydrologie urbaine, en tant que discipline scientifique a vocation appliquee, s’est progressivement developpee en France a travers des reseaux qui associent professionnels des services d’assainissement des collectivites locales et scientifiques des laboratoires de recherche. Les observatoires d’hydrologie urbaine (OPUR en region parisienne, l’OTHU a Lyon, et l’Onevu a Nantes) sont la derniere etape de ce processus d’institutionnalisation. L’article montre comment ces nouveaux acteurs collectifs influencent le processus d’innovation dans la gestion des eaux pluviales : ils transforment les logiques d’action des services urbains de ces metropoles, en insufflant une culture du suivi et de l’evaluation appuyee sur une « rationalite analytique ». Un peu en marge de ce reseaux scientifiques et techniques, des collectivites de taille plus modeste (Rennes et le Douaisis) revelent d’autres modes de production de l’innovation, privilegiant une approche « fonctionnelle et pragmatique » et la mise en place de solutions locales. Nous montrons ainsi comment Rennes et le Douaisis donnent a voir une innovation assez radicale, qui se passe a priori de (pre)caution scientifique, alors que le modele des metropoles adossees aux observatoires favorise une innovation plus precautionneuse.La realite est cependant plus nuancee : l’expertise produite par OPUR, l’OTHU et l’Onevu est diffusee bien au-dela de leur propre reseau, rendant de fait la prise de risques des collectivites « sans observatoires » plus limitee.

National audience; Les toitures végétalisées sont devenues une technique de gestion des eaux pluviales de plus en plus diffusée. Afin d'optimiser l'utilisation de cette technique, il est nécessaire de quantifier ses performances vis-à-vis du ruissellement, d'appréhender la variabilité de ces dernières et fournir un outil d'aide au choix de toitures les plus adaptées en fonction d'objectifs définis de gestion des eaux pluviales. Pour cela, un suivi de deux ans a été réalisé sur 6 différentes toitures végétalisées. Ce suivi a permis de confirmer la capacité des toitures à diminuer le ruissellement mais a aussi mis en évidence les fortes variations inter-évènements des capacités de rétention, suivant les saisons et le type de la toiture. A partir des données acquises lors de ce suivi, un modèle fonctionnel nommé FAVEUR-Modèle a été développé. Ce modèle préfigure la base de l'outil d'aide au choix de toitures végétalisées.

International audience

International audience; This study compares the effectiveness of two different thickness of green roof substrate with respect to nutrient and heavy metal retention and release. To understand and evaluate the long term behaviour of green roofs, substrate columns with the same structure and composition as the green roofs, were exposed in laboratory to artificial rain. The roofs act as a sink for C, N, P, zinc and copper for small rain events if the previous period was principally dry. Otherwise the roofs may behave as a source of pollutants, principally for carbon and phosphorus. Both field and column studies showed an important retention for Zn and Cu. The column showed, however, lower SS, DOC and metal concentrations in the percolate than could be observed in the field even if corrected for run-off. This is most probably due to the difference in exposition history and weathering processes. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

International audience

L’utilisation de ressources alternatives a l’eau potable suscite un interet croissant en France depuis deja plusieurs annees. Parmi ces ressources, deux plus particulierement peuvent etre produites, utilisees et stockees a l’echelle du bâtiment : l’eau de pluie en provenance des toitures et les eaux grises domestiques (eaux usees domestiques a l’exception des eaux de vannes et des eaux de cuisine). Si de nombreuses etudes les caracterisant existent dans la litterature, peu portent sur leur evolution au cours du temps pendant le stockage. L’objectif de cet article est de caracteriser et d’etudier l’evolution de la qualite microbiologique de ces eaux stockees en tant qu’eaux brutes (i.e. avant tout traitement). Des experiences preliminaires ont ete menees sur ces deux sources d’eau alternatives au sein du bâtiment experimental AQUASIM du CSTB a Nantes. Le temps de suivi a ete adapte au type d’eau. Pour l’eau de pluie, le suivi s’est echelonne sur 3 mois (avril-juin 2012) ; pour l’eau grise, le suivi a ete limite a une semaine (decembre 2011). Les resultats montrent que les eaux grises presentent une plus forte charge bacterienne globale et fecale que l’eau de pluie, ce qui est en accord avec la litterature. Des pathogenes ont aussi ete detectes dans l’eau de pluie et l’eau grise.

International audience; On a 23 ha urban watershed, 10 km East of Paris, rainwater tanks have been installed on 1/3 of the private parcels to prevent stormwater sewer overflows. This paper investigates the macroscopic effect of rainwater harvesting on runoff, and thus the potential of this technique for stormwater source control. The analysis is performed using the SWMM 5 model, calibrated on rainfall- runoff measures from two measurement campaigns, before and after the equipment. The availability of two data-sets allows to point out changes in the catchment's behaviour. The main findings are that: (1) catchment's evolution, mainly caused by individual land-cover modifications, produces non-stationarity of the hydrologic behaviour; (2) the rainwater tanks installed, although they affect the catchment hydrology for usual rain events, are too small and too few to prevent sewer overflows in case of heavy rain events.

International audience; La récupération de l’eau de pluie est une technique qui fait, depuis quelques temps, nombre d’émules dans le monde en général et en France en particulier. Dans cet article, nous nous interrogerons, à partir d’enquêtes menées dans le cadre du programme de recherche SR-Util, sur les effets des incitations publiques françaises sur le développement de la récupération et de l’utilisation de l’eau de pluie. Ces incitations agissent à plusieurs niveaux, à la fois nationalement par l’intermédiaire de la législation et localement par l’action de collectivités territoriales mobilisées par le sujet. Ainsi,une réglementation spécifique concernant la récupération et l’utilisation de l’eau de pluie a vu le jour, d’abord sous la forme d’un crédit d’impôt accordé aux particuliers investissant dans des dispositifs de récupération, puis par l’encadrement des usages autorisés de cette eau de pluie, des utilisations extérieures, de puis le 21 août 2008, jusqu’au raccordement intérieur. Et par ailleurs, plusieurs collectivités locales (municipalités, départements, régions) ont lancé de leur côté des politiques locales d’incitation financière qui sont avant tout marquées par une grande hétérogénéité. Celle-ci se donne à voir aussi bien à travers une dispersion géographique remarquable, une grande variété de formules de financement (allant de la vente de cuves à prix réduit au remboursement d’une partie du montant investi, en passant par des installations gratuites à domicile des particuliers) et, enfin, un nombre aussi varié que conséquent de conditions d’attributions spécifiquement déterminées par chaque promoteur de l’incitation financière. En observant comment la réglementation s’est mise progressivement en place et sous quelles formes – hétérogènes – les politiques d’incitation financière à la récupération et à l’utilisation d’eau de pluie se sont développées localement, nous pourrons soulever quelques pistes novatrices sur les conditions de possibilité du développement de cette pratique de préservation de la ressource naturelle eau.

International audience; This paper discusses the provision of water and sanitation services and the related urban impacts in Buenos Aires circa 2005. The first part of the paper focuses on the metropolitan region (BAMR) which is larger than the area served by the Aguas Argentinas S.A. (AASA) concession (i.e. the capital and its conurbano). It highlights a form of institutional fragmentation that is reflected in the diverse management practices of the numerous service providers and results in differentiated levels of and access to services. The paper discusses the technical, economic and regulatory factors that have historically resulted in this institutional fragmentation. The second part of the article focuses on AASA's water concession agreement. it demonstrates that, although the agreement had an in-built splintering logic, its implementation led to a more "integrated approach" based on the "reality on the ground". On the whole, the conclusion regarding the application of the splintering urbanism concept to Buenos Aires is a mixed one and depends on the scale of observation. Although at regional level (BAMR), a form of "institutional fragmentation" Would appear to be obvious, it is the result of a long and complex historical process and, while recent neo-liberal reforms in service provisions have "cemented" this fragmentation, they did not actually cause it. If we take the AASA service area in isolation, the trend in the decade following the contracting out of the service has been one of improved service provision and access-although this was not achieved through increased integration of the supply system. Finally, in the case of the Buenos Aires metropolitan region, the splintering urbanism thesis defended by Marvin and Graham needs to be nuanced in several significant ways. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

This thesis aims to develop a general method for modelling roofing materials emissions on the city scale. This method is based on an original scaling approach integrating different tools within the engineering sciences and social sciences.The work includes the creation of a bibliographic database describing new and old roofing materials and their associated contaminants.The scaling approach - from roof to the city scale – is based on a new concept called typical-situation of contaminant emission from roofing material on the roof. For each typical situation a contaminant annual runoff rate is associated. This concept allows the transition between the roof scale and the city scale. To facilitate contaminant flow calculation on the city scale, different methodological principles are adopted to exploit and adapt existing urban databases (land use database, numerical cadastre, and aerial images) with respect to the specific issue of roofing material emissions. Thus, dividing and crossing principles are used to divide the city into homogeneous units. A unit is a cluster of buildings characterized by a specific roofing materials distribution. These units are obtained by crossing a typological buildings study (developed from the land use database) with the city urban history and the roofing material historical evolution. Defining empirical rules is necessary to quantify the distribution of the material in the different roofing elements on the city scale. These rules are developed from a survey made by conducting interviews with experts of the roofing material sector (industrials, masters of work, architects...) as well as a historical study and a market study for roofing materials.The full development of the method makes it essential to choose a study site and a contaminant in order to illustrate in detail all the calculation steps. Créteil city was selected because it presents a big diversity and a large number of buildings in order to represent most of the urban functions of any city in France. In the city of Créteil, zinc annual runoff rates have been produced for different metallic materials for the maximum of zinc typical-situation. A statistical approach was developed to complete empirical rules to compute roofing materials area distribution on the city scale. This approach is based on a stratified random sampling technique in conjunction with aerial images interpretation of the different roofing material element applied for each unit. Given the roofing material distribution and the zinc typical-situations, annual zinc flow from roofing material at Créteil city was estimated namely 813 kg.an-1 with an uncertainty of 16.6%.The developed method can be applied to other cities and other contaminants. In this context, the operational procedure of the application of this method was described at the end of this work. Our method can be used as a decision-making tool by urban planners at three levels to implement policies in order to reduce roofing pollutants emissions. In order to apply this method to any contaminant, different tracks were drawn to define an optimized approach to produce of runoff rates for different typical situations.; Ce travail de thèse vise à développer une méthode générale d’évaluation des flux de contaminants issus des ruissellements des matériaux de toiture à l’échelle urbaine. Cette méthode est fondée sur une démarche originale de changement d’échelles intégrant différents outils relevant des sciences de l’ingénieur et des sciences sociales.Le travail comprend la création d’une base de données bibliographique qui permet de disposer d’une vision synoptique des matériaux de toiture nouveaux et anciens utilisés à l’échelle urbaine, ainsi que des contaminants associés. La démarche de changement d’échelle – du toit à l’échelle urbaine – repose sur la notion de situation-type d’émission d’un contaminant par un matériau de toiture à laquelle est associé un flux unitaire unique. Cette notion propose une nouvelle définition de l’émission à l’échelle du toit incluant uniquement les paramètres pertinents à l’échelle urbaine. Afin de faciliter le calcul du flux à l’échelle urbaine, différents principes méthodologiques sont adoptés pour exploiter des bases de données urbaines existantes (base des modes d’occupation du sol, cadastre, images aériennes) et les adapter ou les interpréter au prisme de la problématique particulière des émissions de toitures. Ainsi, les principes de découpage et de croisement sont utilisés pour diviser l’échelle urbaine en entités homogènes. Une entité consiste en un regroupement de bâtiments, caractérisée par une répartition propre de matériaux de toitures. Ces entités sont obtenues en croisant une étude typologique des bâtiments (élaborée à partir de la base des modes d’occupation du sol) avec l’histoire urbaine et avec l’histoire des matériaux de toiture. La définition d’un ensemble de règles empiriques est nécessaire pour permettre la quantification des matériaux des différents éléments de toitures à l’échelle de la ville. Ces règles sont élaborées à partir d’une enquête et d’entretiens menés auprès d’experts des matériaux de toitures (fabricants, syndicats…) ainsi que d’une étude historique et d’une étude du marché des matériaux de toiture. Le développement intégral de la méthode jusqu’au calcul final rend indispensable le choix d’un terrain d’étude et d’un contaminant afin d’en illustrer en détail toutes les étapes de calcul. La ville de Créteil a été choisie car elle présente une mixité urbaine et historique suffisante pour embrasser la plupart des situations urbaines susceptibles d’être rencontrées en France. Elle offre également l’avantage de disposer d’un maximum de situations-types d’émissions renseignées pour le contaminant zinc qui a donc été retenu. Complétant les règles empiriques générales, une méthode statistique est développée sur ce cas d’étude. Croisée à une interprétation visuelle des matériaux de toiture à partir des images aériennes, elle permet d’évaluer la distribution des matériaux de toiture à partir d’un échantillonnage aléatoire simple de bâtiments appliqué à chaque entité homogène de la ville. Le couplage de cette distribution avec les situations-types concernées permet alors une estimation du flux de zinc émis par l’ensemble des toitures de Créteil, à savoir 813 kg.an-1 avec une incertitude de 16,6%. La méthode élaborée est généralisable à d’autres villes et d’autres contaminants. Dans cette optique, la démarche opérationnelle à suivre a été formulée de manière synthétique en fin de travail. Son utilisation peut permettre, d’une part d’évaluer à coût réduit l’impact des toitures d’une métropole ou d’une zone urbanisée sur l’environnement et, d’autre part, d’orienter les pratiques de gestion et l’utilisation des eaux de ruissellement en limitant l’apport de contaminants par les matériaux de toitures. Afin de pouvoir appliquer cette méthode à tout contaminant, des pistes ont été dressées pour définir une approche optimisant l’acquisition de données de flux annuels unitaires pour les différentes situations-types.

This thesis aims to develop a general method for modelling roofing materials emissions on the city scale. This method is based on an original scaling approach integrating different tools within the engineering sciences and social sciences. The work includes the creation of a bibliographic database describing new and old roofing materials and their associated contaminants.The scaling approach - from roof to the city scale – is based on a new concept called typical-situation of contaminant emission from roofing material on the roof. For each typical situation a contaminant annual runoff rate is associated. This concept allows the transition between the roof scale and the city scale. To facilitate contaminant flow calculation on the city scale, different methodological principles are adopted to exploit and adapt existing urban databases (land use database, numerical cadastre, and aerial images) with respect to the specific issue of roofing material emissions. Thus, dividing and crossing principles are used to divide the city into homogeneous units. A unit is a cluster of buildings characterized by a specific roofing materials distribution. These units are obtained by crossing a typological buildings study (developed from the land use database) with the city urban history and the roofing material historical evolution. Defining empirical rules is necessary to quantify the distribution of the material in the different roofing elements on the city scale. These rules are developed from a survey made by conducting interviews with experts of the roofing material sector (industrials, masters of work, architects...) as well as a historical study and a market study for roofing materials.The full development of the method makes it essential to choose a study site and a contaminant in order to illustrate in detail all the calculation steps. Créteil city was selected because it presents a big diversity and a large number of buildings in order to represent most of the urban functions of any city in France. In the city of Créteil, zinc annual runoff rates have been produced for different metallic materials for the maximum of zinc typical-situation. A statistical approach was developed to complete empirical rules to compute roofing materials area distribution on the city scale. This approach is based on a stratified random sampling technique in conjunction with aerial images interpretation of the different roofing material element applied for each unit. Given the roofing material distribution and the zinc typical-situations, annual zinc flow from roofing material at Créteil city was estimated namely 813 kg.an-1 with an uncertainty of 16.6%.The developed method can be applied to other cities and other contaminants. In this context, the operational procedure of the application of this method was described at the end of this work. Our method can be used as a decision-making tool by urban planners at three levels to implement policies in order to reduce roofing pollutants emissions. In order to apply this method to any contaminant, different tracks were drawn to define an optimized approach to produce of runoff rates for different typical situations, Ce travail de thèse vise à développer une méthode générale d'évaluation des flux de contaminants issus des ruissellements des matériaux de toiture à l'échelle urbaine. Cette méthode est fondée sur une démarche originale de changement d'échelles intégrant différents outils relevant des sciences de l'ingénieur et des sciences sociales. Le travail comprend la création d'une base de données bibliographique qui permet de disposer d'une vision synoptique des matériaux de toiture nouveaux et anciens utilisés à l'échelle urbaine, ainsi que des contaminants associés. La démarche de changement d'échelle – du toit à l'échelle urbaine – repose sur la notion de situation-type d'émission d'un contaminant par un matériau de toiture à laquelle est associé un flux unitaire unique. Cette notion propose une nouvelle définition de l'émission à l'échelle du toit incluant uniquement les paramètres pertinents à l'échelle urbaine. Afin de faciliter le calcul du flux à l'échelle urbaine, différents principes méthodologiques sont adoptés pour exploiter des bases de données urbaines existantes (base des modes d'occupation du sol, cadastre, images aériennes) et les adapter ou les interpréter au prisme de la problématique particulière des émissions de toitures. Ainsi, les principes de découpage et de croisement sont utilisés pour diviser l'échelle urbaine en entités homogènes. Une entité consiste en un regroupement de bâtiments, caractérisée par une répartition propre de matériaux de toitures. Ces entités sont obtenues en croisant une étude typologique des bâtiments (élaborée à partir de la base des modes d'occupation du sol) avec l'histoire urbaine et avec l'histoire des matériaux de toiture. La définition d'un ensemble de règles empiriques est nécessaire pour permettre la quantification des matériaux des différents éléments de toitures à l'échelle de la ville. Ces règles sont élaborées à partir d'une enquête et d'entretiens menés auprès d'experts des matériaux de toitures (fabricants, syndicats…) ainsi que d'une étude historique et d'une étude du marché des matériaux de toiture.Le développement intégral de la méthode jusqu'au calcul final rend indispensable le choix d'un terrain d'étude et d'un contaminant afin d'en illustrer en détail toutes les étapes de calcul. La ville de Créteil a été choisie car elle présente une mixité urbaine et historique suffisante pour embrasser la plupart des situations urbaines susceptibles d'être rencontrées en France. Elle offre également l'avantage de disposer d'un maximum de situations-types d'émissions renseignées pour le contaminant zinc qui a donc été retenu. Complétant les règles empiriques générales, une méthode statistique est développée sur ce cas d'étude. Croisée à une interprétation visuelle des matériaux de toiture à partir des images aériennes, elle permet d'évaluer la distribution des matériaux de toiture à partir d'un échantillonnage aléatoire simple de bâtiments appliqué à chaque entité homogène de la ville. Le couplage de cette distribution avec les situations-types concernées permet alors une estimation du flux de zinc émis par l'ensemble des toitures de Créteil, à savoir 813 kg.an-1 avec une incertitude de 16,6%.La méthode élaborée est généralisable à d'autres villes et d'autres contaminants. Dans cette optique, la démarche opérationnelle à suivre a été formulée de manière synthétique en fin de travail. Son utilisation peut permettre, d'une part d'évaluer à coût réduit l'impact des toitures d'une métropole ou d'une zone urbanisée sur l'environnement et, d'autre part, d'orienter les pratiques de gestion et l'utilisation des eaux de ruissellement en limitant l'apport de contaminants par les matériaux de toitures. Afin de pouvoir appliquer cette méthode à tout contaminant, des pistes ont été dressées pour définir une approche optimisant l'acquisition de données de flux annuels unitaires pour les différentes situations-types