Thèse Mobius - Identification et Évaluation des Opportunités de Mutualisation des Ressources de Mobilité dans les Territoires Peu Denses H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : IMT Mines Albi École doctorale : SYSTEMES Laboratoire de recherche : CGI - Centre de Génie Industriel Direction de la thèse : Eva PETITDEMANGE ORCID 0000000300320446 Début de la thèse : 2027-09-01 Date limite de candidature : 2026-11-16T23:59:59 Les territoires ruraux et peu denses font face à un paradoxe structurel : les habitants disposent de peu d'alternatives à la voiture individuelle, alors que des ressources de transport déjà présentes sur le territoire peuvent rester partiellement sous-utilisées. Services réguliers, transport à la demande, véhicules communaux ou associatifs, transport scolaire, capacités logistiques ou infrastructures de correspondance sont généralement exploités par des organisations différentes, pour des usages spécifiques et selon des contraintes propres. Cette fragmentation rend difficile l'identification de complémentarités et conduit souvent à raisonner en création de nouvelles offres plutôt qu'en meilleure utilisation des ressources existantes.

La thèse MOBIUS vise à déterminer dans quelles conditions des ressources de mobilité hétérogènes peuvent être mutualisées afin d'améliorer simultanément l'accessibilité territoriale, l'utilisation des capacités, la performance économique et l'impact environnemental des systèmes de transport en zone peu dense. L'objectif n'est pas de supposer que toute capacité inutilisée est partageable : les contraintes spatiales et temporelles, la capacité, la qualité de service, l'accessibilité, la réglementation, la propriété des ressources, la gouvernance et l'acceptabilité peuvent rendre certaines mutualisations impossibles ou non souhaitables. Le problème scientifique consiste précisément à représenter ces dimensions dans un cadre commun et à identifier les configurations pour lesquelles une mutualisation mérite d'être approfondie.La méthodologie comportera quatre étapes. Premièrement, une typologie des besoins de mobilité et des ressources territoriales sera construite à partir de la littérature, de données ouvertes, de descriptions de services et d'échanges avec des acteurs territoriaux. Deuxièmement, un modèle ontologique et multicouche représentera conjointement besoins, ressources, services, infrastructures, acteurs et contraintes. Troisièmement, des métriques de compatibilité et d'opportunité seront développées pour évaluer les possibilités de mutualisation selon plusieurs dimensions : compatibilité spatiale, temporelle et capacitaire, faisabilité technique et organisationnelle, impacts économiques et environnementaux, qualité de service et accessibilité. L'incertitude et l'incomplétude des données rurales seront explicitement prises en compte. Enfin, le cadre sera évalué sur des territoires français et allemands afin d'étudier sa robustesse et sa transférabilité entre contextes institutionnels différents.

Le résultat attendu est un cadre générique d'aide à la décision permettant à une collectivité ou à un opérateur d'identifier où, entre quelles ressources et pour quels besoins une mutualisation apparaît pertinente avant d'engager une étude opérationnelle détaillée. Le projet s'inscrit directement dans le pilier 3 de BEST : il contribue à la transition durable des mobilités par une utilisation plus efficiente des ressources territoriales existantes. Mobility in rural and low-density territories remains characterised by high car dependency, dispersed demand, long travel distances and limited public transport alternatives. Research has explored a wide range of responses, including demand-responsive transport, shared mobility and Mobility-as-a-Service. However, the economic sustainability of these solutions remains difficult when low and heterogeneous demand is addressed through separate services and organisational silos [1-4].

Existing research increasingly points toward integration as a possible response. Rural MaaS approaches seek to coordinate multiple mobility services, while passenger-freight integration investigates whether different transport demands can share vehicles or transport capacity [4,5]. Physical Internet research introduces complementary principles of modularity, interoperability and resource sharing across transport networks [6]. Previous research at IMT Mines Albi has also investigated synchromodal and hyperconnected transport systems in low-density areas [7,8].

These research streams nevertheless address only part of the problem. MaaS primarily integrates access to existing services; passenger-freight research generally focuses on two predefined categories of flows; and Physical Internet research has mainly addressed freight systems. At territorial level, resources are considerably more heterogeneous: scheduled public transport, school transport, demand-responsive services, municipal or community vehicles, logistics vehicles and other available transport capacities may coexist while being managed independently.

MOBIUS therefore shifts the perspective from integrating predefined transport services or flow categories to identifying the sharing potential of territorial mobility resources themselves. The scientific gap lies in the absence of an established generic framework able to jointly represent heterogeneous mobility needs and resources, assess their compatibility under technical and organisational constraints, and determine whether a potential sharing configuration is sufficiently beneficial and robust to justify further investigation.

The contribution is deliberately positioned upstream of operational transport optimisation. MOBIUS does not aim to optimise every possible shared service or vehicle route. Instead, it addresses the prior decision problem: which resources should be considered for sharing, for which needs, under which conditions, and with what expected benefits? The main objective of MOBIUS is to develop a generic decision-support framework for identifying and assessing opportunities to share heterogeneous mobility resources in low-density territories.

More specifically, the PhD will:

Characterise heterogeneous territorial mobility needs and resources and define a common taxonomy able to describe their spatial, temporal, capacitary, technical and organisational properties.
Develop an ontological and multi-layer representation connecting mobility needs, resources, services, infrastructure, stakeholders and territorial constraints.
Define interpretable compatibility and opportunity metrics to determine when resource sharing is technically feasible, organisationally realistic and beneficial from environmental, economic and accessibility perspectives.
Explicitly account for incomplete, uncertain and heterogeneous data, a key limitation when analysing mobility systems in rural territories.
Evaluate the framework in French and German low-density territories and identify which determinants of resource sharing are generic and which depend on local governance, regulation and service organisation.
Produce an upstream decision-support approach allowing territorial stakeholders to identify promising mutualisation opportunities before engaging in detailed routing, scheduling or service-design studies. The research will follow four complementary stages.

1. Territorial characterisation and taxonomy. A structured literature review will first identify existing forms of mobility-resource sharing and the characteristics used to describe mobility needs and resources. French and German case studies will then be analysed using open mobility and territorial data, service descriptions, available fleet and timetable information, and interviews or workshops with relevant stakeholders. This stage will establish a taxonomy of mobility needs, transport resources and constraints.

2. Common knowledge representation. An ontological and multi-layer model will be developed to jointly represent mobility needs, resources, services, infrastructures, actors and territorial characteristics. Particular attention will be paid to the distinction between a resource's theoretical capacity and its actually shareable capacity. For instance, unused seats on a vehicle do not constitute an available resource if regulatory, contractual, accessibility or service-quality constraints prevent their use by additional passengers.

3. Resource-sharing opportunity assessment. Compatibility and opportunity metrics will be developed to assess candidate sharing configurations. The assessment will consider spatial and temporal compatibility, available capacity, technical requirements, service-quality impacts, organisational and regulatory feasibility, economic performance, environmental impacts and accessibility. Multicriteria decision-support methods and approaches for reasoning under incomplete or uncertain information will be used to retain the multidimensional nature of the decision rather than reducing every opportunity to a single opaque score.

4. Validation and cross-territorial transferability. The framework will be evaluated on contrasting French and German territories. Validation will combine expert assessment, comparison with known feasible and infeasible sharing situations, scenario analysis and sensitivity analysis to data quality. The comparison will investigate whether identified sharing mechanisms remain valid across different territorial, institutional and governance contexts and will establish the minimum data requirements for applying the framework to new territories.

Le ou la candidate devra être titulaire d'un Master, diplôme d'ingénieur ou diplôme équivalent en génie industriel, transport et mobilité, recherche opérationnelle, logistique, sciences de la décision, science des données, ingénierie des connaissances ou dans un domaine connexe. Une bonne capacité à formaliser des situations complexes sous forme de modèles, critères et hypothèses de recherche est attendue, ainsi qu'un intérêt marqué pour les problématiques de mobilité durable, de territoires ruraux et peu denses et de mutualisation de ressources. Des compétences en modélisation, analyse de données, programmation (notamment Python), graphes, ontologies, aide multicritère à la décision ou méthodes de traitement de l'incertitude constitueront des atouts, sans qu'une maîtrise préalable de l'ensemble de ces approches soit requise. Le sujet nécessitant des interactions avec des collectivités, opérateurs de mobilité et partenaires académiques, le ou la candidate devra également être capable de comprendre des problématiques de terrain et de les traduire en objets scientifiques formalisés. Rigueur analytique, autonomie, curiosité, capacité de synthèse et aptitude à travailler dans un environnement interdisciplinaire et international sont essentielles. Une très bonne maîtrise écrite et orale de l'anglais est requise. La connaissance du français est appréciée mais n'est pas indispensable. Le ou la doctorante devra enfin être disposée à effectuer une mobilité de recherche en Allemagne auprès du Fraunhofer IESE et à participer à des conférences et activités scientifiques internationales.