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Chapitre I : Introduction ____________________________________________________________________________

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UNIVERSITE PARIS XII

Institut d’Urbanisme de Paris

L’INFORMATION DES AUTOMOBILISTES COMME

MODE DE REGULATION DE L’USAGE DE LA ROUTE.

Le cas de SIRIUS.

18 Décembre 2003 Pascal JARDIN

THESE pour l’obtention du Doctorat en Urbanisme et Aménagement

sous la direction du Professeur Rémy PRUD’HOMME

Membres du jury : Jean-Paul CARRIERE : Professeur à l’Université de Tours. Michel CHARTIER : Directeur du SIER, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées Gilles DUFRENOT : Professeur à l’Université de Paris XII, Maître de Conférences à l’ENPC. Jean-Baptiste LESORT : Directeur de Recherche à l’INRETS, Directeur du LICIT. Jean-Pierre ORFEUIL : Professeur à l’Université de Paris XII. Rémy PRUD’HOMME : Professeur émérite à l’Université de Paris XII.


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A ma femme Hélène et mes deux enfants Camille et Alexandre


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« Des infrastructures normalisées à la régulation des flux »

Jean LATERRASSE 1992.


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TABLE DES MATIERES

CHAPITRE I : INTRODUCTION.............................................................................................. 7

I.1 L'INTEGRATION DU CALCUL ECONOMIQUE DANS LE DOMAINE DU TRANSPORT ROUTIER...................................................................................................................................... 9

I.1.1 Le contexte historique de décision des investissements routiers.................................................................. 10 I.1.2 Les effets des investissements sur le développement économique : les obligations de la LOTI (Loi d’Orientation des Transports Intérieurs)........................................................................................................ 13

I.2 NECESSITE DE LA PRISE EN COMPTE DE L'EXPLOITATION ROUTIERE DANS LE CALCUL DE LA RENTABILITE DES INVESTISSEMENTS ROUTIERS..................... 16

I.2.1 L'évolution de l’évaluation des investissements routiers. ............................................................................ 16 I.2.2 La congestion des réseaux routiers urbains................................................................................................. 21 I.2.3 Le développement de l’exploitation routière................................................................................................ 23

I.3 PROBLEMATIQUE ET PRESENTATION DU PLAN DE MA THESE..................................... 26 I.3.1 Problématique : le rôle des nouveaux systèmes d'exploitation dans l'optimisation des conditions de circulation routière. ......................................................................................................................... 26 I.3.2 Présentation du document............................................................................................................................ 28

CHAPITRE II : L’EXPLOITATION DE LA ROUTE........................................ 33

II.1 LE CONTEXTE DE L'EXPLOITATION DE LA ROUTE........................................................... 33 II.1.1 Le Schéma Directeur d’Exploitation de la Route (SDER).......................................................................... 34 II.1.2 Hiérarchisation des infrastructures routières............................................................................................. 38 II.1.3 Les niveaux de service. ............................................................................................................................... 41

II.2 ÉTAT DE L'ART EN MATIERE DE SIMULATION DE L'AFFECTATION DU TRAFIC ROUTIER. ............................................................................................................................................. 45

II.2.1 Affectation du trafic et répartition des flux de véhicules appliqué à un réseau routier.............................. 46 II.2.2 Exemples de modélisation de l'affectation à l'aide d'outils de simulation.................................................. 51 II.2.3 Enjeux et limites des modèles de simulations du trafic............................................................................... 64

II.3 LE CADRE D’EVALUATION DES INVESTISSEMENTS ROUTIERS.................................. 67 II.3.1 L’évaluation socio-économique.................................................................................................................. 69 II.3.2 Les deux principales méthodes d’évaluation socio-économique. ............................................................... 71 II.3.3 État de l’art en matière d’évaluation de l’exploitation. ............................................................................. 77

II.4 REMISE EN CAUSE DE L'HYPOTHESE D'UTILISATION OPTIMALE DES INFRASTRUCTURES. ........................................................................................................................................ 85

II.4.1 Rappel de la théorie économique classique................................................................................................ 86 II.4.2 L'analyse du phénomène de la congestion.................................................................................................. 92 II.4.3 La prise en compte de l’exploitation routière............................................................................................. 97

CHAPITRE III : LES AUTOROUTES ET LES VOIES RAPIDES EN ILE DE FRANCE ET LEUR UTILISATION ..................... 101

III.1 ÉVOLUTION DU CAPITAL ROUTIER D'ILE DE FRANCE. ............................................. 101 III.1.1 Le maillage du réseau francilien............................................................................................................. 104 III.1.2 Le Boulevard Périphérique de Paris (BP). ............................................................................................. 106 III.1.3 L'A86 : le périphérique d'Ile de France. ................................................................................................. 108

III.2 ÉVOLUTION DES CONDITIONS DE CIRCULATION. ......................................................... 110


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III.2.1 Analyse des déplacements des franciliens. .............................................................................................. 110 III.2.2 Analyse du trafic en région Ile de France. .............................................................................................. 115

III.3 PRESENTATION DES MESURES PRISES AU COURS DU TEMPS POUR AMELIORER LES CONDITIONS DE CIRCULATION......................................................................... 123

III.3.1 Le développement de l’information routière. .......................................................................................... 125 III.3.2 Les systèmes d'exploitation et d'information. .......................................................................................... 131 III.3.3 Les systèmes intégrés d'exploitation routière. ......................................................................................... 136

CHAPITRE IV : LE SYSTEME D'EXPLOITATION SIRIUS................ 138

IV.1 DES ORIGINES A NOS JOURS : DEROULEMENT HISTORIQUE DU PROJET SIRIUS. ............................................................................................................................................ 139

IV.1.1 Historique administratif et textes fondateurs........................................................................................... 140 IV.1.2 Les huit axes de la politique d’exploitation définie par le Service Interdépartemental d’Exploitation Routière. ....................................................................................................................................... 142

IV.2 ASPECTS TECHNIQUES DU SYSTEME SIRIUS................................................................. 144 IV.2.1 Le recueil des données du trafic. ............................................................................................................. 149 IV.2.2 Le traitement des informations trafic et la centralisation des données. .................................................. 152 IV.2.3 La diffusion de l’information................................................................................................................... 156

IV.3 LES GRANDS PRINCIPES D’AFFICHAGE DES MESSAGES SUR LES PANNEAUX A MESSAGE VARIABLE. ..................................................................................................... 162

IV.3.1 Les temps de parcours. ............................................................................................................................ 164 IV.3.2 Les grands principes d’affichage des messages sur le réseau francilien. ............................................... 167 IV.3.3 Les innovations de SIRIUS. ..................................................................................................................... 169

CHAPITRE V : ESTIMATION DES TAUX DE DELESTAGE SUR LE RESEAU ILE DE FRANCE .......................................... 172

V.1 LES ELEMENTS DE BASE DE L’INGENIERIE DU TRAFIC. ............................................... 172 V.1.1 Les variables macroscopiques caractéristiques........................................................................................ 173 V.1.2 La relation débit - concentration – vitesse................................................................................................ 176 V.1.3 Les bases de l’affectation dynamique : notion d’équilibre de Wardrop. .................................................. 178

V.2 APPROCHES D'EVALUATION DES CHANGEMENTS D'ITINERAIRE INDUITS PAR LA DIFFUSION D'INFORMATION DYNAMIQUE................................................... 183

V.2.1 Analyse des résultats d'enquêtes menées auprès des usagers................................................................... 183 V.2.2 Évaluation de l’impact des PMV à l’aide des résultats des enquêtes. ...................................................... 188 V.2.3 Liens entre choix individuel d’itinéraire et affectation du trafic. ............................................................. 190

V.3 DEMARCHE DE RECHERCHE SUIVIE. ...................................................................................... 196 V.3.1 Présentation des conditions générales de recherche. ............................................................................... 197 V.3.2 Étude et analyse des états de trafic........................................................................................................... 205 V.3.3 Étude d'une relation entre le taux de délestage et les différents paramètres du trafic. ............................ 211 V.3.4 Limites et perspectives .............................................................................................................................. 227

CHAPITRE VI : ÉVALUATION SOCIO-ECONOMIQUE DE SIRIUS - EST ...................................................................................................................................... 232

VI.1 DEMARCHE D'EVALUATION SOCIO-ECONOMIQUE DU SYSTEME D'EXPLOITATION ROUTIERE SIRIUS EST. .................................................................................... 234

VI.1.1 Décomposition et répartition des longueurs des bouchons récurrents.................................................... 234 VI.1.2 Reconstitution de la vitesse moyenne dans les bouchons sur les autoroutes en l'absence de l'information routière dynamique......................................................................................................................... 243

VI.2 RESULTATS ET ANALYSES. ......................................................................................................... 249


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VI.2.1 Évaluation du temps passé en circulation sur le réseau autoroutier de SIRIUS Est avec et sans l’information dynamique. ............................................................................................................................. 250 VI.2.2 Évaluation du temps passé en circulation, pour les usagers ayant emprunté le réseau associé. ................................................................................................................................................................. 254 VI.2.3 Résultats de l'évaluation.......................................................................................................................... 256 VI.2.4 Taux de rentabilité immédiate de SIRIUS Est. ........................................................................................ 260 VI.2.5 Limites et perspectives............................................................................................................................. 263

CHAPITRE VII : PROPOSITIONS POUR L'USAGE DE SIRIUS EN REGION ILE DE FRANCE.......................................................................... 268

VII.1 OPINION DES AUTOMOBILISTES SUR LES PMV DE SIRIUS. ............................... 268 VII.1.1 Les automobilistes franciliens. ............................................................................................................... 269 VII.1.2 Opinions des automobilistes sur les stratégies d'affichage. ................................................................... 272 VII.1.3 Évolution de la satisfaction des usagers. ............................................................................................... 277

VII.2 PROPOSITION D'OPTIMISATION DES STRATEGIES D'AFFICHAGE...................... 281 VII.2.1 Les règles à respecter pour la mise en oeuvre d'une stratégie d'affichage. ........................................... 282 VII.2.2 Les enseignements issus de notre recherche et des résultats des enquêtes. ........................................... 285 VII.2.3 Propositions pour l'amélioration des stratégies d'affichage sur les panneaux à message variable. ............................................................................................................................................................... 287

CHAPITRE VIII : CONCLUSION ........................................................................................ 298

VIII.1 LE DEVELOPPEMENT DE L'EXPLOITATION DES RESEAUX AUTOROUTIERS EN ZONE URBAINE ET PERIURBAINE............................................................... 298 VIII.2 CONTRIBUTION DE NOTRE RECHERCHE. ....................................................................... 301 VIII 3 PERSPECTIVES............................................................................................................................... 303

BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................... 308


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Chapitre I : INTRODUCTION

La route, telle que nous la connaissons aujourd’hui, est née à la fin du XIXème siècle

avec l’apparition de la voiture particulière et le développement de revêtements

nouveaux et de techniques d’entretien performantes.

Actuellement, le concept de route recouvre des domaines d’activités aussi vastes que

divers : de la construction et l’entretien des chaussées jusqu’à la gestion des trafics, la

sécurité, la qualité et le confort des déplacements, l’aménagement des paysages ainsi

que la protection contre les pollutions phoniques et atmosphériques.

Les progrès considérables, accomplis grâce aux ingénieurs, aux techniciens et aux

gestionnaires de l’administration ou des entreprises, ont fait de la route un produit

extrêmement complexe. Les usagers de la route sont progressivement devenus des

clients pour les sociétés et les collectivités qui la gèrent.

La mission principale de la route est de satisfaire les besoins de mobilité des personnes

et des biens dans les meilleures conditions de sécurité, de fluidité et de confort. De ce

fait, la route constitue une des bases de l’aménagement du territoire. Facteur de

solidarité et voie de communication au sens le plus large du terme, la route représente

un des éléments essentiels de la compétitivité économique d’un pays, du fait des

exigences de rapidité et de ponctualité rencontrées dans les transports de voyageurs et de

marchandises. Grâce aux transports de marchandises, les produits peuvent être expédiés

des usines aux marchés, les transports de voyageurs permettant, quant à eux, aux

citoyens de se rendre visite, d’aller au travail ou à l’école, et de participer à une

multitude d’activités économiques et sociales. L’amélioration de l’efficacité des

transports est plus que jamais l’un des moteurs de la croissance économique, de la

compétitivité et de l’emploi. Ces liens classiques entre transport et développement

économique se renforcent de plus en plus actuellement.

Depuis une quinzaine d’années, on voit apparaître et se développer des réseaux de voies

rapides urbaines et périurbaines dans les grandes agglomérations, à titre d’exemples

nous pouvons citer Paris, Lyon, Londres Tokyo, New York. Ces réseaux de routes et


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d’autoroutes sont planifiés pour satisfaire ou faciliter les déplacements de personnes et

de biens à l’intérieur des grandes métropoles mais aussi pour maintenir et promouvoir

les fonctions de ces agglomérations et pour assurer des liaisons rapides avec les autres

grandes métropoles adjacentes.

Le phénomène auquel on assiste actuellement dans de nombreuses villes françaises, à

commencer par la région Ile de France, est celui de la “périurbanisation”, dans lequel, à

population de l’agglomération à peu près stable, on constate un étalement de la ville au

détriment des zones rurales, avec urbanisation des zones périphériques, uniformisation

des densités résidentielles et dispersion des zones d’emploi et d’activités (Le Seannic,

1997). Le résultat de cette périurbanisation est un accroissement des trafics et un

allongement des parcours entraînant la réalisation d’infrastructures, qui elles-mêmes

poussent au développement de la péri-urbanisation qu’elles étaient chargées

d’accompagner (Quinet, 1998).

Un réseau routier est un ensemble de voies urbaines et interurbaines connectées entre

elles. Dans un réseau routier les trafics des différents axes sont interdépendants et les

situations de saturation provoquent des phénomènes analogues à ceux des vases

communicants. Le développement considérable de la motorisation à l’intérieur des

grandes agglomérations a rendu indispensable l’élaboration de méthodes de gestion de

la circulation.

Le domaine de l'exploitation routière est confronté à la nécessité d'accroître la capacité

des réseaux sans investissements nouveaux importants tout en améliorant le niveau de

sécurité et de confort des usagers. Différents systèmes d’exploitation routière ont été mis

en place dans certaines grandes agglomérations européennes, avec pour mission

principale d’améliorer les performances de l’exploitation des réseaux autoroutiers. Un

système d’exploitation routière a pour fonction principale d’informer l’usager de l’état

du trafic routier notamment lors de perturbations. La véritable mission d’un système

d’exploitation est de rendre la route plus sûre et plus efficace pour faire face à la

demande de mobilité qui ne cesse d’augmenter.

Dans le cas de l’information routière pendant le déplacement, l’objectif considéré

comme le dénominateur commun à l’ensemble des systèmes mis en place est l’annonce

aux usagers des conditions de circulation.


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L’information dynamique des usagers est indispensable ; elle doit permettre une

meilleure répartition des flux sur le réseau autoroutier et doit éviter aux usagers de se

diriger vers des axes saturés ou fermés.

Actuellement l’exploitation routière est un véritable secteur d’activité pour lequel il est

nécessaire de rechercher des outils et des méthodes d’évaluation de ces actions

d’exploitation particulièrement sur le plan socio-économique. Disposer d’outils

d’évaluation pour les systèmes d’information est un enjeu important : il s’agit de

mesurer et d’évaluer les performances, en terme de fluidification du trafic et

d’optimisation des conditions de circulation, d’un système nécessitant une infrastructure

technique et une organisation coûteuses.

De plus les décideurs ne disposent, à ce jour, d’aucun critère scientifique de choix entre

les différents types de systèmes proposés.

Différents acteurs parmi les pouvoirs publics, les gestionnaires des réseaux, les

organismes du réseau scientifique et technique se mobilisent sur les problèmes liés à la

gestion du trafic et à l’évaluation socio-économique des systèmes d’exploitation

routière. Ils essayent de trouver des solutions pour optimiser le fonctionnement des

autoroutes en terme de sécurité, de confort et de fluidité.

La plupart des exploitants s’accordent à penser que ces nouvelles pratiques et ces

nouveaux outils de gestion du trafic constituent de véritables enjeux stratégiques par le

large éventail d’actions qu’ils contribuent à assurer aussi bien pour les usagers, pour la

collectivité que pour eux-mêmes.

Jusqu’à présent les ordres de grandeurs des gains avancés sont estimés à partir de

sources empiriques, surtout des résultats de sondages et d’enquêtes auprès des

automobilistes.

Mais qu’en est-il réellement ? Les nouveaux systèmes d’exploitation routière sont-ils à

la hauteur des espoirs qu’ils ont engendrés notamment sur les réseaux autoroutiers des

grandes agglomérations ? Dans quelle mesure peuvent-ils être utilisés pour élaborer une

méthode scientifique de calcul de leur propre rentabilité économique ?

I.1 L'intégration du calcul économique dans le domaine du

transport routier.


10

Dans cette section, nous évoquons l’impact de la planification sur la politique des

transports. Nous montrons comment s’est élaborée l’organisation d’un dispositif

d’évaluation des investissements routiers et ses insuffisances dues à la nouvelle

conjoncture de l’exploitation routière.

I.1.1 Le contexte historique de décision des investissements routiers.

Selon les modes de transport, les pays et les époques, la prise en charge de la

construction des infrastructures a résulté de la mobilisation de financements publics et

parfois de l’initiative privée.

En France, après la seconde guerre mondiale et pendant les années qui suivirent, la

principale préoccupation des pouvoirs publics est la reconstruction du réseau routier et

des ouvrages d’art détériorés par les opérations militaires. La polémique entre partisans

et adversaires des autoroutes subsiste toujours malgré l’ampleur des travaux à réaliser

sur tout le territoire. Le manque de financement empêche les réalisations de se faire

rapidement.

La liaison Paris - Lille est le premier projet autoroutier sérieux et étudié, terminé en

1967. Les études de faisabilité du projet remontent à 1946. L’avant projet général est

finalement pris en considération en 1947 et soumis à l’enquête publique. Les travaux ne

sont déclarés d’utilité publique qu’en 1958.

La loi sur le statut des autoroutes (définition et existence légale) est votée et promulguée

le 18 avril 1955. Elle laisse la possibilité de recourir au péage à titre exceptionnel et

dans le cadre d’une concession à des collectivités territoriales ou des chambres de

commerce ou des sociétés d’économie mixtes à majorité publique.

Les premières sociétés d'autoroute d'économie mixte (SEMCA) ont aussi été constituées

dès 1955. On peut citer par exemple la société de l'Autoroute Estérel Côte d'Azur créée

en 1956 et celle de la Vallée du Rhône en 1957. Les sociétés d'autoroute d'économie

mixte (SEMCA) se bornaient à émettre les emprunts autorisés par les Finances et à

concevoir et gérer les plates-formes de péages.

En France, malgré le statut des autoroutes de 1955 et la création de sociétés d'autoroute

d'économie mixte (SEMCA), les services des Ponts et Chaussées ainsi que les


11

fonctionnaires des Finances ont gardé, jusqu'en 1970, l'entière maîtrise de la

construction, de l'exploitation et du rythme de financement des autoroutes concédées.

En 1969, Albin Chalandon nommé ministre de l'Équipement, décide de faire appel au

secteur privé pour accélérer la réalisation du réseau autoroutier français. Le 12 mai

1970, le décret 70-398 autorise l'État à concéder la construction et l'exploitation des

autoroutes à des sociétés entièrement privées. Le décret confie à Cofiroute (Cie

Financière et Industrielle des Autoroutes) la concession des autoroutes Paris Poitiers et

Paris Le Mans (soit 450 km d'autoroutes) pour une durée de 35 ans à compter de la

réalisation de la moitié du réseau. En faisant appel au secteur privé pour participer à la

réalisation du réseau d'autoroutes, Albin Chalandon poursuivait plusieurs objectifs :

- Trouver de nouvelles sources de financement pour accélérer la réalisation du

réseau et se libérer de la tutelle excessive du ministère des Finances.

- Réduire les délais de construction.

- Réduire les coûts : lors de l'attribution de la concession, le ministre avait déclaré

que les coûts étaient inférieurs d'environ 20 % à ceux des autoroutes construites

par les SEMCA.

- Stimuler le secteur public.(Cyna, 2000)

Le système de concession permet à l’autorité concédant de confier à un concessionnaire

le soin de construire et/ou d’exploiter l’infrastructure et d’assurer son financement, le

plus souvent moyennant la perception d’un péage. Le système de concession a permis à

plusieurs pays européens de développer un réseau autoroutier à haut niveau de service.

C’est alors qu’apparaissent des politiques des transports qui planifient les

investissements requis pour que les flux puissent circuler dans les meilleures conditions,

et que le territoire national devienne plus attractif. Les dépenses d’investissement en

infrastructures de transport font partie de ces dépenses publiques alors réputées

favorables à la croissance économique.

Or à partir des années 1970 un certain nombre d’événements remettent en cause cet

équilibre économique. Trois facteurs méritent d’être plus particulièrement soulignés :

** Les chocs pétroliers qui ont eut pour effet de rendre les acteurs du secteur des

transports davantage sensibles au coût des carburants. Des politiques furent


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mises en place pour limiter les importations d’hydrocarbures induisant des choix

en matière de transport. La politique des transports se devait d’intégrer cette

nouvelle préoccupation de nature économique.

** La progressive constitution du marché européen avec la signature du Traité de

Rome en 1957, puis l’Acte Unique de 1985 qui concrétisent la volonté des États

membres de constituer un espace où les hommes, les marchandises et les

capitaux circuleraient librement. Il en résulte logiquement que les règles

prévalant en matière de circulation au sein du grand Marché doivent être les

mêmes pour tous les États membres : la politique des transports va ainsi

dépendre de plus en plus des décisions prises par la Commission européenne à

Bruxelles.

** Le mouvement de déréglementation et de privatisation des Transports : il se

manifeste d’abord aux États Unis en matière de transport aérien. En raison du

poids de l’économie américaine et des choix opérés par certains États, ce

mouvement s’est propagé à l’ensemble des pays, où les monopoles publics

deviennent l’objet de nombreuses remises en cause, débouchant sur des

privatisations ou des ouvertures à la concurrence.

L’objectif central de la politique des transports de l’union européenne est la réalisation

de la mobilité durable. L’espace européen va introduire une économie de marché dans le

domaine des transports où la puissance publique reste très présente. Les différents

modes vont se concurrencer mais devront cependant coopérer pour faire progresser

simultanément leur développement pour une meilleure mobilité.

L’aménagement du territoire et la protection de l’environnement ont pour rôle d’initier

la cohérence des investissements de la politique des transports, à savoir : la

réglementation et son contrôle, le choix des investissements d’infrastructure ainsi que

leur financement et leur tarification.

Le respect de l’environnement est une préoccupation croissante de nos concitoyens. Il

s’agit de trouver les moyens de concilier croissance économique et respect de

l’environnement. Il en résulte un certain nombre de choix en matière de transport,

comme par exemple la recherche d’énergies propres.


13

La politique des transports en Ile de France s’est alors vue assignée de nouveaux

objectifs, non seulement dans le cadre du Schéma Directeur (adopté en 1994) prévus par

la loi d’aménagement du territoire mais aussi dans le cadre de la récente loi sur l’air et

de l’utilisation rationnelle de l’énergie (décembre 1996). Cette loi stipule que le Plan de

Déplacements Urbains (PDU) doit être compatible d’une part avec le Schéma Directeur

d’Ile de France et d’autre part avec le plan régional pour la qualité de l’air.

Le rôle du PDU est de définir les principes d’organisation des déplacements de

personnes, du transport des marchandises et du stationnement. L’horizon pour

l’évaluation du PDU étant fixé par la loi à cinq ans, il s’agit de mieux gérer l’existant.

I.1.2 Les effets des investissements sur le développement

économique : les obligations de la LOTI (Loi d’Orientation des Transports

Intérieurs).

Des évaluations de projets routiers étaient déjà pratiquées bien avant la LOTI. Citons

par exemple le "schéma de principe" des projets collectifs, en région Ile de France, dont

le fond et la forme ont été mis au point il y a plus de vingt ans. Ce document présente

les données physiques du projet ainsi que les principales variantes étudiées, les raisons

du choix de la variante retenue, les trafics prévus, les taux de rentabilité immédiate et de

rentabilité interne socio-économique, puis les conséquences du projet sur le compte

d'exploitation de l'entreprise avec chiffrage de l'indemnité compensatrice à attendre des

pouvoirs publics.

Dès les années 1960, on s’est préoccupé d’apprécier l’intérêt des projets de transports

pour fixer des priorités entre ces projets et établir des programmes. Des études portant

sur la rentabilité des investissements routiers ont été lancées par la Direction des Routes

du Ministère de l’Équipement et du Logement. Les procédures correspondantes ont été

codifiées dans des instructions relatives à chaque mode de transport, et mises à jour à

intervalles réguliers. Elles ont connu des développements et des enrichissements au

cours du temps.

A titre d’exemple on peut citer les "instructions relatives aux méthodes d'évaluation des

investissements routiers" de la Direction des Routes, dont les premières datent de 1964

et qui furent modifiées en 1970, 1981, 1986 et 1988 pour les rendre plus conformes à la

LOTI.


14

Depuis le début, le calcul de la rentabilité collective en constitue le cœur. Il consiste à

comparer le coût de l’investissement aux avantages qu’ils procurent. On s’est alors vite

aperçu dans la pratique quotidienne que ce calcul laissait de côté certaines conséquences

des investissements et pour combler ces lacunes, on a été conduit à développer des

analyses de type multicritères. Mais ces analyses multicritères restent insatisfaisantes

car, en raison de leur origine purement empirique elles n’assurent ni contre les oublis ni

contre les doubles comptes.

La politique des transports de la France s’inscrit aujourd’hui dans le cadre constitué

d’une part par la Loi d’Orientation des Transports Intérieurs (LOTI) et d’autre part par

l’Acte Unique Européen revu par le Traité de Maastricht (signé le 7 février 1992)

prévoyant le développement de réseaux trans-européens de transports et de

communications.

La Loi (N° 82-1153) d'Orientation sur les Transports Intérieurs du 30 décembre 1982

(LOTI) affirme le libre choix de l’usager et le droit au transport, son ambition dépasse

de beaucoup le simple souci de la réglementation du transport. Elle part des besoins de

l’usager et fixe au système de transport l’objectif premier de satisfaire ses besoins, mais

dans les conditions économiques et sociales les plus avantageuses pour la collectivité.

Cette loi, qui érige en principe le droit au transport, est articulée autour de plusieurs

idées fortes (énoncées dans son article 3), notamment :

-- la complémentarité et la concurrence intermodale ainsi que la protection de

l’environnement,

L’article 4 précise que "la politique globale des transports de personnes et de

marchandises assure le développement harmonieux et complémentaire des divers modes

de transports individuels et collectifs, en tenant compte de leurs avantages et

inconvénients en matière de développement régional, d’aménagement urbain, de

protection de l’environnement, de défense, d’utilisation rationnelle de l’énergie, de

sécurité et de leur spécificité. Elle tient compte des coûts économiques réels liés à la

création, à l’entretien et à l’usage des infrastructures, équipements et matériels de

transport et des coûts sociaux, supportés par les usagers et par les tiers".


15

Ce texte expose le principe fondamental de notre politique des transports tendant à ce

qu’aucun mode ne soit éliminé ou pénalisé.

-- l’efficacité économique et sociale,

Le premier objectif du système des transports est donc de satisfaire les besoins ou les

désirs de mobilité des usagers. Conscient des prétentions et des impatiences que peut

susciter cette proclamation, comme des difficultés à y répondre, le législateur précise,

dans l'article premier, que ce droit doit s'exercer "dans les conditions économiques et

sociales les plus avantageuses pour la collectivité" et dans l'article 2 que " la mise en

œuvre progressive du droit au transport permet aux usagers de se déplacer dans des

conditions raisonnables d'accès et de prix ainsi que le coût pour la collectivité (Carrere,

1997).

La LOTI comporte un article 14 qui prévoit que les grands projets d’infrastructures

doivent faire l’objet :

- d’une évaluation de leurs effets économiques et sociaux,

- d’un bilan des résultats économiques et sociaux présentés au plus tard 5 ans après la

mise en service, lorsque des fonds publics sont engagés dans l’opération. Ce bilan

est rendu public.

L'article 14 et son décret d'application (n° 84-617 du 17 juillet 1984) ont rendu

obligatoire l'évaluation des projets d'infrastructures de transport et défini les principes de

cette évaluation. Les grands projets d’infrastructures et les grands choix technologiques

sont évalués sur la base de critères homogènes permettant de procéder à des

comparaisons à l’intérieur d’un même mode de transport et entre différents modes ou

combinaisons de mode. Ces évaluations sont rendues publiques avant l’adoption

définitive des projets concernés.

L’article 14 est écrit toutefois en des termes suffisamment généraux pour que, dans les

faits, subsistent des méthodes et des présentations très différentes.

La LOTI prescrit également que des évaluations à posteriori soient faites pour les grands

projets afin de vérifier et d'améliorer la qualité des prévisions. En réalité, cette

disposition est appliquée inégalement selon les secteurs, et souvent de façon partielle


16

sous la forme d'une comparaison des prévisions et des réalisations du seul trafic à

l'exclusion d'autres éléments comme les coûts d'exploitation.

I.2 Nécessité de la prise en compte de l'exploitation routière dans

le calcul de la rentabilité des investissements routiers.

L’investissement routier a fait et fait toujours l’objet d’évaluations socio-économiques,

pour tout ce qui concerne la construction et l’aménagement d’infrastructures. En matière

de transport, les décideurs sont, de nos jours, souvent amenés à arbitrer entre les

opérations d’investissement et celles d’exploitations.

Le champ des études socio-économiques s’est élargi de telle sorte que ces études ne

peuvent plus se limiter à "l’économie interne" du projet c’est à dire son coût et le service

qu’il rendra. Elles doivent aujourd’hui prendre en compte des effets induits "externes"

(fonctionnement et développement urbains et régionaux, sécurité, environnement,...) qui

peuvent dépasser les abords immédiats du projet.

I.2.1 L'évolution de l’évaluation des investissements routiers.

Conscients de l’importance et du rôle de l’évaluation socio-économique dans le choix

des investissements routiers, les pouvoirs publics ont mené une réflexion dont les étapes

les plus récentes sont les suivantes :

--1992 : publication du rapport "Transports 2010", sous l'égide du Commissariat

Général du Plan.

Le groupe inter administratif « Transports » a été mis en place en octobre 1990 sous la

présidence du Commissaire au Plan pour faire des choix et se fixer une stratégie pour le

développement des transports dans les quinze à vingt années à venir jusqu’en 2010.

Ce rapport de synthèse intitulé « Transports 2010 » constate le manque d'homogénéité

des méthodes d'évaluation et recommande la constitution d'un groupe de travail dont le

mandat sera notamment d'expertiser les méthodes existantes et de formuler des

recommandations "en vue de l'adoption d'un système général, applicable aux différents

services".


17

Il propose que les méthodes de choix des investissements soient améliorées et met en

valeur les grands points sur lesquels les efforts vont devoir porter dans les prochaines

années.

** Le niveau des investissements doit être adapté de façon plus fine aux objectifs visés.

Le souci d’assurer de bonnes conditions de circulation doit se traduire en priorité par

une meilleure gestion des trafics. La maîtrise de la demande par une modulation tarifaire

appropriée, voire, dans certains cas, une hausse des tarifs visant à orienter les utilisateurs

vers d’autres itinéraires ou modes moins chargés, peuvent être des moyens à développer.

** Les méthodes de choix des projets d’investissements doivent être améliorées.

Les critères de décision doivent être adaptés à l’horizon retenu et aux niveaux des choix

en cause. Les décisions à long terme doivent obéir à des considérations stratégiques,

politiques et économiques. Le choix des investissements à réaliser doit obéir à des

critères de rentabilité socio-économique. L’ordre de réalisation de ceux-ci enfin, doit

obéir à des critères financiers de façon à réaliser en priorité les projets qui dégagent un

fort autofinancement.

--15 décembre 1992 : (Circulaire Bianco) "Conduite des grands projets nationaux

d'infrastructures de transports".

Cette circulaire vise à faire évoluer le dispositif de conduite des projets vers un

processus plus global que la seule enquête publique, et le processus classique de

consultation du public vers une véritable concertation sur l'opportunité et les fonctions

d'une infrastructure.

--1994 : publication du rapport "Transport : pour un meilleur choix des

investissements", sous l'égide du Commissariat Général du Plan (M. Boiteux).

Dans le prolongement des travaux du groupe « Transports 2010 » le Commissariat

Général du Plan a rassemblé, sous la direction de Marcel Boiteux, un groupe de travail

composé de hauts fonctionnaires et d’économistes afin de rendre plus rigoureuse

l’évaluation des projets et d’harmoniser les méthodes utilisées dans les différents modes

de transport. Le calcul économique reste indispensable pour évaluer les projets de

transport.

Ce rapport fait trois types de propositions :


18

** éclairer efficacement les décideurs en présentant mieux les éléments des choix tant

chiffrés que qualitatifs,

** harmoniser les hypothèses économiques et soumettre les évaluations des différents

modes de transport au jugement d’une cellule unique d’audit,

** mieux prendre en compte l’impact des projets sur la sécurité et l’environnement

grâce à des valeurs unitaires précises de la vie humaine épargnée et des nuisances

environnementales.

Ce groupe de travail a permis la remise à plat des pratiques françaises en matière

d’évaluation socio-économique des projets d’infrastructures. Ce ne sont pas vraiment les

principes de l’évaluation socio-économique qui ont fait l’objet de remise en cause, mais

plutôt la manière dont ces principes étaient appliqués. Les principales innovations du

rapport Boiteux et de la circulaire du 3 octobre 1995 en matière d'évaluation socio-

économique sont :

La notion de situation de référence,

L’évaluation socio-économique d’un projet d’infrastructures ne peut être que

différentielle, c’est à dire que l’objet de l’évaluation consiste à comparer deux

situations, dont l’une sert de référence. Le choix de la situation de référence peut faire

varier considérablement le résultat de l’évaluation, c’est pourquoi il importe de définir

avec précision la situation de référence, qui doit inclure les investissements en l’absence

du projet dans l’ensemble des modes mais aussi des hypothèses fiscales et tarifaires dans

tous ces modes. En pratique, il faut vérifier que la situation de référence optimale

choisie est effectivement possible, voire probable. En réalité cette vérification n’est pas

toujours aisée. C’est pourquoi le rapport conseille de raisonner dans le cadre, non pas

d’une optimisation globale de la situation de référence, mais d’une optimisation sous

contrainte de probabilité.

La révision de la valorisation des avantages de sécurité,

Le rapport Boiteux a examiné la révision de la valorisation de certains avantages non

marchands. Ainsi, les valeurs tutélaires en matière d’insécurité ont été relevées.

La monétarisation de certains effets externes environnementaux,


19

Ce rapport a également permis l’intégration dans le calcul économique de certains effets

externes environnementaux qui n’étaient autrefois pris en compte qu’au moyen d’une

approche multicritère.

Les effets externes qui ont fait l’objet d’une valorisation sont la pollution de l’air, le

bruit et l’effet de serre. Le rapport propose deux grands types de méthodes pour évaluer

ces effets externes :

** la valorisation par le coût des dommages créés. Une fois les dommages décrits et

quantifiés, on précise l’ampleur du dommage unitaire, ce qui est souvent difficile.

** la valorisation par le coût d’évitement : on étudie alors les techniques à mettre en

œuvre pour limiter les nuisances environnementales concernées. L’utilisation de cette

méthode nécessite la spécification de normes en dessous desquelles on peut considérer

que les personnes ne subissent pas de nuisances significatives.

Le groupe de travail est conscient des insuffisances de la méthodologie dans deux

domaines tout particulièrement :

-*- l’existence d’effets que l’on ne sait pas actuellement quantifier avec précision, donc

incorporer au calcul du bilan monétaire. Il s’agit notamment d’une partie des effets sur

l’environnement et de la totalité des effets sur le développement économique.

-*- la remise en cause, dans les faits, du principe de l’égalité de tous les agents

économiques : la monté du souci de la qualité de la vie, telle que celle de la compétition

entre collectivités territoriales, conduisent parfois à l’obligation d’arbitrer entre les

intérêts divergents de groupes de personnes que l’économiste nomme “ la collectivité ”.

La théorie économique n’est d’aucun secours dans l’arbitrage de questions qui relèvent

du pouvoir politique.

Le groupe recommande que les critères quantitatifs retenus soient les mêmes pour tous

les projets, afin de faciliter les comparaisons intermodales.

En permettant d’harmoniser les méthodes d’évaluation, ce rapport veut contribuer à un

meilleur choix des investissements de transport. La nouveauté introduite dans cette

approche des études socio-économiques résulte de la volonté de concevoir une politique

globale des transports.

--3 octobre 1995 : publication de « l’instruction cadre relative aux méthodes

d’évaluation économique des grands projets d’infrastructures de transports ».


20

Ses dispositions sont directement issues des travaux du Commissariat Général du Plan

et s’appliquent uniquement au transport interurbain.

--28 octobre 1998 : Circulaire 98-99 « Méthodes d’évaluation économique des

investissements routiers en rase campagne ».

Cette circulaire vise l’évolution du contexte économique, financier, social et européen

dans lequel s’inscrivent les projets routiers et impose d’adapter et d’enrichir de manière

significative la démarche d’évaluation socio-économique des investissements, en

particulier dans les domaines où s’expriment les préoccupations des usagers, des

collectivités locales et du public en général.

L’importance croissante donnée aux approches socio-économiques des grandes

infrastructures et notamment des projets d’investissement routier en milieu urbain et

périurbain s’inscrit dans le renouveau des démarches de planification. Ces dernières

redonnent du poids aux réflexions d’ensemble, embrassant des territoires suffisamment

larges, couvrant des thèmes et des problématiques multiples, et se préoccupant du

moyen aussi bien que du long terme.

L’évaluation socio-économique des projets routiers en zone urbaine est une tâche

délicate en ce sens qu’elle se réfère à des réalités multiples et diversifiées : chaque cas

est différent, en nature, en contexte d’élaboration et en impacts. Aussi faut-il à chaque

fois adapter les méthodes au cas étudié.

L’infrastructure routière doit ainsi trouver, au fur et à mesure de l’avancement, de

l’affinement des réflexions, sa justification par des critères équivalents concernant les

environnements humains ou sociaux, économiques ou urbains.

Parmi tous ces éléments à prendre en considération, certains sont quantifiables en

termes monétaires, directement ou en valeur équivalente et d’autres, bien sûr, ne

peuvent être que qualifiés et non quantifiés. La combinaison des seuls critères

quantifiables permet d’établir des bilans financiers et des critères de rentabilité

économique. La combinaison de tous les éléments, quantifiables ou non, permet une

« analyse multicritère » d’aide à la décision, puis de justification du projet qui doit

apparaître explicitement à tous les niveaux d’étude.


21

I.2.2 La congestion des réseaux routiers urbains.

De nos jours, le monde routier est de plus en plus confronté à des problèmes de

congestion, que se soient des pics saisonniers en interurbain ou des congestions

récurrentes aux heures de pointe en milieu urbain. Alors qu’elle concernait

essentiellement les heures de pointe du matin et du soir il y a quelques années, la

congestion tend aujourd’hui, dans certains secteurs ou sur certains axes à se généraliser

à l’ensemble de la journée! La figure I.1 illustre ce phénomène.

Figure I.1 : Évolution de la répartition journalière du trafic sur un axe autoroutier

francilien.

Source : Données DRE Ile de France / SIER.

On constate que le trafic sur le réseau d’Ile de France ne cesse de croître comme sur la

plupart des réseaux périurbains des autres agglomérations. Cet accroissement du trafic

s’est corrélativement accompagné d’une augmentation du nombre de perturbations de la

circulation. Ces dernières peuvent être de nature à réduire notablement le confort de

conduite des usagers et la fluidité des réseaux autoroutiers.

L’évolution des modes de vie et de travail, des loisirs et des pratiques de

consommations, l’élévation du niveau culturel, l’étalement urbain favorisent le

développement de la mobilité. Ces besoins sociaux se traduisent notamment par un

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 h à 1h

2 h à 3h

4 h à 5h

6 h à 7h

8 h à 9h

10 h à11 h

12 h à13 h

14 h à15 h

16 h à17 h

18 h à19 h

20 h à21 h

22 h à23 h

Te m ps chronologique

Dé

bit

ho

rair

e (

Vé

h /h

),,,,

,

A 4 (sens cumulés) 1985 BP - A 86 Sud 4 (sens cumulés) 1996 BP - A 86 Sud


22

éloignement des lieux de travail du domicile, une dispersion des familles et la multi-

motorisation.

L’augmentation des encombrements est la conséquence directe de l’accroissement du

nombre de véhicules dans l’espace limité des zones urbaines et périurbaines, où les

infrastructures routières sont souvent soumises à des surplus de demande temporels :

** soit récurrents et liés aux contraintes temporelles des activités citadines,

** soit ponctuels et souvent liés aux incidents de fonctionnement du réseau.

Ces situations impliquent pour les usagers des pertes de temps par rapport aux

conditions de circulation fluide.

Le volume de la demande continue de croître, ainsi que les exigences des usagers quant

à la qualité du service qui leur est offert à savoir : fluidité, fiabilité, disponibilité, confort

et sécurité.

Dans un contexte de limitation de l’espace et de fortes contraintes d’environnement

(zones urbaines et banlieues, corridors), les problèmes de congestion se concentrent

dans le temps et dans l’espace et apparaissent quand la demande dépasse l'offre

d'infrastructures disponibles. Dans cette situation tout usager supplémentaire de la voirie

réduit la vitesse moyenne de tous les autres, il accroît le temps global de trajet et apporte

une discontinuité dans le niveau de service.

Les encombrements ou bouchons sont des perturbations particulièrement bien connues

des voies rapides urbaines et périurbaines. Ainsi certaines sections des voies rapides

urbaines de l’Ile de France sont de plus en plus soumises à ce type de perturbations et ce

malgré les aménagements des voies existantes et la construction de nouvelles

infrastructures. D'un point de vue général, l'augmentation des encombrements résulte

non seulement de l'augmentation du trafic circulant sur les voies rapides mais aussi du

développement des techniques permettant un meilleur recensement des encombrements.

La constitution d’un réseau maillé d’autoroutes autour d’une agglomération apporte des

possibilités nouvelles d’exploitation. Les autoroutes urbaines et périurbaines constituent

une catégorie intermédiaire entre les autoroutes de liaison (en rase campagne) et la

voirie traditionnelle urbaine. L’autoroute périurbaine comporte plus de nœuds

d’échange qu’une autoroute de liaison sans toutefois avoir le niveau de maillage d’un

réseau urbain. La maîtrise des grands flux de circulation réclame non seulement une

meilleure connaissance de la réponse des infrastructures autoroutières à la demande de


23

trafic, mais aussi une meilleure appréhension de la part des gestionnaires, de l’impact

des aménagements aux mesures d’exploitation sur le réseau.

Les gestionnaires des réseaux urbains et périurbains se doivent d’intégrer la dimension

temps comme une donnée majeure. A travers la mise en œuvre de leur stratégie

d’exploitation, il leur appartient de contribuer à la maîtrise des temps de déplacement et

à la réduction des risques de perturbation pour aboutir à l’optimisation du

fonctionnement des réseaux maillés et par conséquent, augmenter la rentabilité des

investissements.

Les gestionnaires des réseaux, les chercheurs et différentes administrations telles que le

SETRA (Service d’Études Techniques des Routes et des Autoroutes), le CERTU

(Centre d’études sur les réseaux, les transports, l’urbanisme et les constructions

publiques), l’INRETS (Institut National de Recherche sur les Transports et leur

Sécurité) et le SIER (Service Interdépartemental d’Exploitation Routière) de la

Direction Régionale de l’Équipement d’Ile de France, mènent des réflexions sur les

problèmes liés aux traitements des incidents, à la gestion du trafic, et d’une manière

générale au fonctionnement des réseaux autoroutiers. Ils essayent de trouver des

solutions pour améliorer les conditions de circulation et la qualité du service à l’usager.

Une des solutions semble résider dans le développement de nouvelles pratiques de

gestion dynamique des réseaux maillés. Elle se traduit généralement par la planification

et la réalisation d’investissements liés à l’introduction des nouvelles technologies

d’information issues de la télématique routière et à l’informatisation des outils. La

plupart des exploitants s’accordent à penser que ces nouvelles pratiques et ces nouveaux

outils constituent de véritables enjeux stratégiques par le large éventail d’actions et de

service qu’ils contribuent à assurer (régulation du trafic, gestion des incidents, diffusion

d’information routière, etc.) aussi bien pour les usagers, pour la collectivité, que pour

eux-mêmes.

I.2.3 Le développement de l’exploitation routière.

En matière de mobilité comme dans les autres domaines de la vie économique et sociale

les évolutions ne sont pas commandées par un facteur unique, mais résulte d’une

pluralité de facteurs, qui plus est en interaction, si bien qu’ils “ font système ” (Orfeuil,

1997).


24

En France, après une période d’aménagement du territoire fondée sur la création de

réseaux entièrement nouveaux dans le cadre des programmes de grands travaux, nous

sommes passés progressivement dans une période où la réhabilitation et l’exploitation

optimale de l’existant prédominent. En effet, les capacités de financement des États et

des collectivités locales pour les investissements de long terme sont limitées. Par le biais

des contrats « État/région », le financement des investissements routiers dépend

actuellement fortement des régions. Cette contrainte rend difficile la réalisation des

infrastructures pour anticiper l’évolution de la demande, notamment en milieu urbain.

L’exploitation de la route et la gestion de la circulation routière visent à résoudre en

permanence des questions telles que : viabilité et sécurité des routes, fluidité et

régularité des parcours, confort et information des usagers. Elles mettent en œuvre un

ensemble d’actions destinées à optimiser l’utilisation d’un réseau de voies rapides. Les

principales actions d’exploitation sont :

** l’observation et la surveillance de la circulation

** la détection et le traitement des incidents

** l’information aux usagers

** la régulation de trafic.

En zone urbaine ou périurbaine, la réduction des congestions se traduit par :

- le maintient de la fluidité du trafic sur les différents axes du réseau,

- le retard de l’apparition des encombrements récurrents et le retour plus rapide à

la fluidité,

- le retour plus rapide à la fluidité lors d’une congestion due à un

incident/accident.

Elle permet aussi une amélioration du service sur le réseau de voies rapides qui se

concrétise par une augmentation du débit écoulé, de la distance moyenne parcourue, de

la vitesse moyenne et par conséquent une réduction du temps de parcours pour les

usagers.

La gestion du trafic est actuellement une préoccupation majeure des responsables des

autoroutes urbaines et périurbaines. En région Ile de France, elle connaît un

développement particulièrement rapide. L’exploitation du réseau francilien, faisant


25

largement appel à la télématique routière grâce au système intégré d’exploitation

SIRIUS (Système d’Information pour un Réseau Intelligible à l’Usager) permet de

connaître les conditions exactes de fonctionnement des autoroutes et d’en optimiser

l’usage, donc de tirer la meilleure rentabilité possible des investissements.

Le développement prometteur des systèmes d’information routière modifie en

profondeur les pratiques d’exploitation des infrastructures. Qu’elle soit à usage incitatif

ou prescriptible, l’information diffusée en temps réel a pour ambition de modifier les

comportements de certains usagers et de rendre la conduite plus sûre et plus confortable.

L’automobiliste informé devient ainsi un véritable acteur de son déplacement, capable

de modifier au mieux son itinéraire au gré des éléments dont il dispose (Cohen, 1996).

Actuellement les solutions pour l’optimisation de la gestion des réseaux routiers en

situation dégradée ainsi que la fluidification de la circulation passent par le

développement de nouvelles pratiques de gestion dynamique des réseaux et des services.

Cette modification des pratiques d’exploitation doit mener une gestion statique des

infrastructures à la gestion dynamique des incidents et du trafic.

La croissance du trafic, l’apparition des nouvelles technologies et le développement de

systèmes intégrés d’exploitation routière, ainsi que la demande des usagers pour

l’information concernant les conditions de circulation nécessitent une adaptation

permanente de l’exploitation routière et un renforcement de son efficacité. La gestion

dynamique du trafic et des incidents est une activité récente. La définition des outils

d’évaluation et de suivi des nouvelles pratiques d’exploitation routière s’avère donc

indispensable pour déterminer les technologies les plus adéquates et pour orienter les

choix futurs à retenir.

Actuellement on se trouve confronté à une insuffisance de connaissance des apports

réels de l’exploitation à la politique globale des transports, ce qui peut provoquer un

ralentissement de ses développements futurs.


26

I.3 Problématique et présentation du plan de ma thèse.

L’exploitation des autoroutes qui s’est, durant de nombreuses années, limitée à

l’entretien des infrastructures, connaît actuellement un essor important avec

l’implantation d’équipements nouveaux pour la gestion du trafic, la sécurité et

l’information des usagers. Ceux-ci intègrent les progrès des technologies nouvelles en

particulier de l’électronique et de l’informatique.

Depuis la fin des années 1980, de nouvelles techniques et stratégies d’exploitation

routière sont progressivement apparues avec l’amplification de la congestion. En outre,

elles ont profité de l’augmentation de l’offre en infrastructures et du maillage du réseau

autoroutier. En milieux urbain et périurbain des systèmes de gestion du trafic sont

progressivement mis en œuvre, d’abord en région parisienne (SIRIUS) puis en région

lyonnaise (CORALY), enfin dans d’autres agglomérations telles que Lille (ALLEGRO),

Bordeaux (ALIENOR), Toulouse (ERATO).

I.3.1 Problématique : le rôle des nouveaux systèmes d'exploitation

dans l'optimisation des conditions de circulation routière.

L’espoir apporté par les nouvelles technologies pour l’amélioration de la gestion du

trafic et de la sécurité routière a fait émerger l’opportunité de choix alternatifs, à savoir

équiper les réseaux existants pour les gérer au mieux ou réaliser des investissements de

capacité (construction de nouvelles infrastructures). Cependant de nombreux éléments

indiquent que les problèmes de congestion ne peuvent trouver leur unique solution dans

la simple extension des infrastructures. C’est pourquoi, les systèmes de gestion du trafic

routier et autoroutier se présentent comme étant une réponse au problème de

l’optimisation de l’usage du capital routier existant.

Les analyses des conditions de circulation, que nous avons brièvement évoquées,

montrent que l’exploitation des réseaux autoroutiers urbain et périurbains amène à

réfléchir sur des problèmes de tous ordres et plus particulièrement sur ceux de

l’utilisation optimale des opportunités offertes par le maillage des réseaux grâce aux

applications de la télématique routière aux transports routiers (ATT) et aux systèmes de


27

transports intelligents (STI). Parallèlement une réflexion se développe dans le domaine

socio-économique pour tenter de mesurer la rentabilité de ces nouveaux outils.

Notre réflexion a pour cadre général le réseau autoroutier de l’agglomération parisienne

qui est actuellement l’un des sites les plus avancés et les plus complets, à la fois par

l’importance du réseau équipé et par la cohérence des équipements. L’exploitation des

possibilités offertes par le maillage repose essentiellement sur le système d’exploitation

appelé SIRIUS, infrastructure d’information et de régulation destinée à suivre en temps

réel les conditions de circulation et à informer les usagers en leur permettant de choisir à

chaque instant le meilleur itinéraire. Il permet l’exploitation du trafic automobile 24h/24

et 7 jours sur 7.

L’information en temps réel est de plus en plus utilisée comme moyen privilégié

d’exploitation. Les systèmes d’information peuvent être dotés de différents outils :

information par radio, téléphone, Internet ou information par panneaux à message

variable. Souvent les panneaux à message variable (PMV) sont la première idée qui

vient à l’esprit de l’exploitant lorsqu’il souhaite donner des informations en temps réel

aux usagers de la route. Ceci explique pourquoi il est très important que ces panneaux

aient une efficacité optimale. L’évaluation doit permettre de déterminer dans quelle

mesure ce type d’information améliore la gestion de la circulation et limite la formation

des encombrements, en diffusant de manière dynamique des informations plus explicites

aux usagers.

L’évaluation de l’impact d’un système d’information utilisé dans un objectif d’annonce

des conditions de circulation est particulièrement complexe. L’impact d’une information

auprès des usagers de la route, qu’il se traduise par un changement de comportement

réel et momentané ou par un changement de comportement plus général (attitude) va

dépendre de nombreuses variables liées aux conditions de circulation, à l’histoire, au

vécu de l’usager et à l’environnement immédiat.

Une recherche pluridisciplinaire (en termes d’ingénierie du trafic, d’économie, de

sociologie...) semble nécessaire, compte tenu de la complexité du problème à traiter.

C’est à une telle recherche que contribuent nos travaux dans cette thèse. Elle a pour

objet principal l’élaboration d’un cadre méthodologique spécifique à l’évaluation des

actions d’information des usagers dans un réseau maillé équipé d’un système

d’exploitation routière.


28

I.3.2 Présentation du document.

L’objet de la thèse est multiple. Il s’agit d’une part de vérifier les hypothèses

d’amélioration des conditions de circulation grâce à la mesure du niveau de délestage à

l’aide d’une méthode de calcul scientifique. D’autre part la quantification de l’impact du

système d’information dynamique sur le comportement de l’usager est nécessaire et

indispensable au calcul de la rentabilité socio-économique.

Après avoir présenté une méthode d’évaluation socio-économique du système

d’exploitation routière SIRIUS, nous mettons en œuvre une simulation simplifiée de

l’évaluation du gain de temps en fonction du niveau de délestage.

Par ailleurs cette étude, nous a amené à réfléchir sur la problématique d’optimisation des

stratégies d’affichage sur les panneaux à message variable.

La présente recherche s’articule autour des thèmes suivants qui constituent les trois

parties du présent rapport :

Le contexte de l’usage des infrastructures :

Dans une première partie, nous abordons les caractéristiques de l’exploitation de la

route ainsi que les différentes approches d’évaluation socio-économique existantes. La

plupart des méthodologies d’évaluation socio-économique existantes sont basées sur

l’analyse coûts / avantages. Elles s’appliquent principalement dans les situations où les

objectifs peuvent être évaluables en terme monétaire. Fondées sur la théorie du surplus

économique (Dupuit), elles sont couramment utilisées en France comme à l’étranger.

Actuellement les approches économiques innovantes s’inscrivent à priori très nettement

dans la filiation théorique du calcul économique standard, à savoir l’économie du bien-

être et la théorie des choix rationnels. On peut distinguer d’une part les démarches qui

cherchent à améliorer la pertinence du modèle du calcul économique standard et d’autre

part les approches innovantes qui cherchent à enrichir le modèle ou à le confronter avec

les comportements individuels. Notre recherche relève principalement de la seconde

démarche (chapitre II).

Évaluation de l’information routière dynamique :

Nous présentons les développements des systèmes dynamiques d’exploitation routière,

qui sont des systèmes complexes du fait des éléments qui les composent et de leurs


29

multiples interactions. Le cas du réseau maillé d’Ile de France constitue un exemple

intéressant. Au travers de l’évolution de son réseau et de son système d’exploitation

(SIRIUS) on aborde le problème de la gestion dynamique du trafic à l’aide de

l’information des usagers en temps réel (chapitre III).

L’analyse des conditions de circulation actuelles apporte des éléments qui permettent de

mieux comprendre les interactions entre l’efficacité des actions d’exploitation routière et

le comportement de l’usager face aux difficultés de circulation rencontrées en milieu

urbain et périurbain. Après avoir rappelé les grandes étapes, qui ont marqué

l'implantation et la mise en œuvre du système d'exploitation routière SIRIUS sur le

réseau francilien, nous exposons les principales fonctionnalités du système qui

permettent la diffusion d'informations dynamiques sur les panneaux à message variable

auprès des usagers. L'information routière diffusée en temps réel est un domaine en

pleine évolution. A travers la présentation des grands principes d'affichage, nous

montrons comment l'information événementielle (bouchon / fluide) et l'information

temps de parcours participent à la gestion de flux de trafic. (chapitre IV)

Dans le chapitre V, nous présentons une méthode d’évaluation du comportement de

l’usager face aux informations dynamiques délivrées par les panneaux à message

variable sur le réseau francilien. Cette méthode d’évaluation doit permettre de mieux

quantifier le comportement de « délestage » des automobilistes durant la période où ils

reçoivent l’information et leur réaction en fonction du message reçu.

Après avoir analysé les concepts utilisés dans le domaine de l’ingénierie du trafic et les

techniques actuelles de mesure que procurent les systèmes d’exploitation routière, nous

proposons un cadre méthodologique de calcul du taux de délestage, qui vise à estimer

l'impact des actions d'information collectives utilisant les Panneaux à Message Variable

(PMV). L'objet de cette étude est de quantifier l'amélioration des performances d'un axe,

puis d'un réseau autoroutier par la mise en place d'un système de gestion du trafic

utilisant l'information dynamique en temps réel. Elle concerne essentiellement les

congestions récurrentes journalières qui se produisent le matin et le soir des jours ouvrés

sur le réseau d'Ile de France.

Les résultats de ces travaux de recherche doivent nous ramener dans le cadre des

méthodologies d’évaluation socio-économique des projets d’infrastructure et s’intégrer

dans le cadre de la démarche de l’analyse coûts / avantages ou de l’analyse multicritères.

Application au cadre de l’évaluation socio-économique et prospective


30

d’optimisation :

L'objet du chapitre VI est de proposer une réponse à la question relative à la rentabilité

socio-économique des nouveaux systèmes d'exploitation routière. Ce volet de la

recherche concerne une proposition d'évaluation économique qui doit permettre de

caractériser les performances des actions d'information dynamique des usagers. Après

avoir présenté la démarche de détermination quantitative du gain de temps passé en

circulation pour la collectivité, nous montrons qu'il est possible de valoriser les gains de

temps estimés en terme monétaire et de les intégrer dans le cadre d'une évaluation socio-

économique récente de SIRIUS Est.

L’évaluation socio-économique de l’impact de l’information routière dynamique sur les

conditions d’écoulement du trafic permet à l’exploitant d’avoir un aperçu synthétique

sur le niveau d’efficacité de la stratégie d’affichage et des actions d’exploitation mises

en jeu. Elle doit viser l’amélioration du rapport coût / efficacité pour optimiser le

résultat d’exploitation, tout en gardant l’impact le plus avantageux du point de vue de la

collectivité.

Les conclusions issues des recherches des chapitres V et VI confirment les enjeux socio-

économiques de l’information en temps réel des conditions de circulation sur les

autoroutes d’Ile de France. Elles mettent en évidence l’impact des actions d’information

dynamique des PMV sur l’écoulement du trafic et sur le comportement de délestage des

usagers. Actuellement l’information routière est de plus en plus considérée comme un

service minimal que les exploitants des infrastructures routières doivent fournir aux

usagers. En effet, si les usagers pensent que l’exploitant n’est pas en mesure d’éviter les

incidents ou de supprimer la totalité des bouchons, ils estiment qu’il est normal d’être

informés de leur existence et plus particulièrement de leur localisation spatiale et

temporaire.

Diverses enquêtes auprès des usagers, concernant l'information diffusée sur les PMV,

font apparaître un bon degré de satisfaction en terme de compréhension et d'incitation à

modifier son comportement de conduite. L'ensemble des résultats de ces enquêtes a

abouti à une meilleure compréhension de la réponse de l'usager. Dans l'immédiat elle

doit permettre d'affiner les stratégies existantes et leur impact en terme de gestion des

flux de trafic.

Dans le cadre de l’optimisation des politiques d’information sur les autoroutes urbaines

et périurbaines en région Ile de France, il apparaît opportun de rechercher des éléments

d’amélioration pour l’optimisation de la politique d’affichage sur les PMV de SIRIUS.


31

Des propositions d’amélioration de la stratégie d’affichage sur les PMV seront donc

énoncées dans le chapitre VII.


32


33

Chapitre II : L’exploitation de la route

La route permet, chaque année, à des millions d’automobilistes, français ou étrangers,

de se déplacer. Pourtant, il lui devient de plus en plus difficile d’absorber le nombre

croissant des usagers qui demandent des services de plus en plus performants. En effet,

arriver sans encombre à destination n’est plus le seul souci de l'automobiliste, il souhaite

à présent connaître la durée prévisible de son déplacement ainsi que les difficultés qu’il

risque de rencontrer au cours de ses pérégrinations. Les gestionnaires des réseaux en

zones urbaines et périurbaines ont donc développé de nouvelles pratiques de gestion

dynamique du trafic et des services pour satisfaire "une clientèle" de plus en plus

exigeante et diversifiée pour qui la maîtrise du temps est primordiale.

II.1 Le contexte de l'exploitation de la route.

L’exploitation de la route est définie comme l'ensemble de toutes les actions destinées à

améliorer ou faciliter l’utilisation d’un réseau routier existant. Se distinguant de

l’aménagement des infrastructures, de leur entretien ou des pouvoirs de police,

l’exploitation et la gestion de la circulation routière visent essentiellement à optimiser

l’usage de la voirie et à s'assurer de la bonne utilisation de l'infrastructure. Il s’agit de

résoudre en permanence des questions telles que : viabilité et sécurité des routes et des

autoroutes, fluidité et régularité des parcours, confort et information des usagers.

En matière d'exploitation routière, nous pouvons distinguer deux états : l'exploitation au

quotidien et l'exploitation en situation exceptionnelle plus communément appelée "état

de crise".

L'exploitation routière au quotidien a pour fonction de maintenir en permanence les

conditions de circulation les plus proches de la situation de trafic fluide. D'une manière

générale elle se compose de plusieurs actions telles que la surveillance du réseau routier,

l'intervention sur le terrain et le traitement des données recueillies. Pour les usagers de la


34

route les mots "congestion", "encombrement", "perturbation" sont synonymes de trop de

trafic, présence de bouchons ou de ralentissement et donc d'incertitude sur le temps de

déplacement.

Pour l'exploitant, deux types de congestion peuvent être identifiés :

** les congestions récurrentes ou répétitives. Sur le réseau maillé d'Ile de France,

elles sont principalement dues à un excès structurel de la demande sur l'offre durant les

périodes de pointes des jours ouvrables, les retours du dimanche soir et lors des grandes

migrations.

** les congestions non récurrentes ou aléatoires. Elles sont le plus souvent dues à

des accidents ou des incidents et parfois aux événements météorologiques (neige,

verglas).

Selon le "Glossaire de l'exploitation" (SETRA, 1996), la situation exceptionnelle

qualifie une situation anormale entraînant d'importantes perturbations. L'état de crise est

activé exceptionnellement lorsque la ou les perturbations atteignent une ampleur

exceptionnelle. A titre d'exemple, on peut citer les carambolages successifs et les

importantes perturbations météorologiques.

Dans les situations de crise interviennent un plus grand nombre d'acteurs et des flux

d'information plus importants s'échangent pour assurer leur coordination et leur

coopération. Dans ces conditions, il est nécessaire de maîtriser parfaitement la situation

avec la plus grande rapidité.

II.1.1 Le Schéma Directeur d’Exploitation de la Route (SDER).

Pour faire face aux problèmes de sécurité et d’encombrements, la Direction de la

sécurité et de la circulation routière (DSCR) a défini en 1991 un Schéma Directeur

d’Exploitation Routière (SDER) afin d’homogénéiser les services rendus aux usagers et

les orientations que doivent suivre les gestionnaires des infrastructures en matière

d’exploitation. Le SDER est un cadre qui vise à rationaliser les prestations des services

rendus aux utilisateurs des infrastructures routières à travers la spécification

d’indicateurs d’exploitation. Les travaux menés par deux services du Ministère de

l’Équipement, le SETRA (pour l’interurbain) et le CERTU (pour l’urbain), en

collaboration avec les gestionnaires des infrastructures routières (Sociétés d’Autoroute,


35

DDE…) ont donné lieu à deux guides méthodologiques [(SETRA, 1993) et (CERTU,

1996)].

Objectifs et missions de l’exploitation routière

Les objectifs de l’exploitation routière peuvent se résumer par les deux points suivants :

- le maintien des facilités de circulation pour les usagers (sécurité, rapidité, régularité

et confort),

- le maintien des capacités et services des réseaux pour les gestionnaires (viabilité,

fluidité et aide au déplacement).

Il s’agit de faire face à des événements perturbant et/ou dangereux qui entraînent une

modification des conditions de circulation pouvant occasionner un danger, une gêne ou

une perturbation qu’il faut prévenir ou dont il faut maîtriser les effets.

Les principales causes de perturbation sont :

- les accidents et incidents, aléatoires,

- les intempéries, parfois prévisibles,

- les travaux, généralement prévus et organisés,

- les manifestations diverses (sociales, sportives …),

- les saturations par excès de la demande, ou par suite des perturbations

précédemment citées qui diminuent la capacité des réseaux.

Les principaux effets des perturbations portent sur :

- la sécurité des déplacements, les atteintes ou les risques aux personnes et aux biens,

- la régularité des trajets, les retards et la gêne aux usagers,

- la charge de conduite, la fatigue ou la tension imposées aux conducteurs (Caubet,

1993).

On peut exprimer l’impact de ces effets sur les différents acteurs de la route, en se

référant à des "seuils de normalité ou d’acceptabilité" qui sont déterminés à partir de

leurs attentes et de leurs besoins :

- pour les usagers : des conditions de circulation plus ou moins acceptables,

- pour l’exploitant : un fonctionnement du réseau plus ou moins normal,

- pour la collectivité : une meilleure efficacité économique de la route sans

pénalisation des riverains.


36

Le SDER définit trois domaines d'exploitation cités ci-après auxquels sont rattachées

plusieurs missions à assurer : le maintien de la viabilité, la gestion du trafic et l’aide au

déplacement.

Le maintien de la viabilité recouvre l’ensemble des interventions destinées, en

cas de perturbation, à maintenir ou à rétablir des conditions d’utilisation de la voirie les

plus proches de la situation normale. Ce maintien comprend non seulement

l’information d’alerte des usagers sur les difficultés immédiates mais aussi l’information

des partenaires tels que les forces de l'ordre ou les services de secours. Cela implique,

pour l'exploitant :

-- des actions préventives par organisation préalable et planification des

interventions prévisibles,

-- des interventions curatives (balisage, dégagement d’obstacle) pour gérer les

perturbations aléatoires,

-- une surveillance du réseau et une centralisation de la connaissance de l’état du

réseau.

Les missions rattachées sont :

*-* La surveillance générale du réseau : elle permet un constat des perturbations

et des besoins d’intervention associés. Selon le niveau d’exploitation de la voirie, elle

peut être : non systématique, systématique, permanente. Elle est caractérisée par le délai

d’alerte, c'est à dire le temps s’écoulant entre le moment où un incident se produit et

celui où le gestionnaire en a connaissance.

*-* L'intervention d’urgence commence lorsqu’un agent du service arrive sur les

lieux d’un accident. Il peut mettre en place un balisage et/ou actionner tout autre

dispositif d’information d’alerte de proximité, il évalue l’intervention nécessaire et

déclenche une procédure. Cette mission est caractérisée par le délai d’intervention c'est à

dire le temps qui s’écoule entre le moment où le service a connaissance de l’événement

et celui où un agent du service est arrivé sur les lieux de l’événement.

*-* Le service hivernal : sablage en prévision de verglas ou de chute de neige.

*-* Maintenance des équipements : le fonctionnement des différents

équipements (recueil de données, information des usagers...) utilisés pour l'exploitation

de la route doit être d'autant plus fiable que le niveau d'exploitation est plus important et

complexe.


37

*-* Organisation des interventions prévisibles : les chantiers, les manifestations,

et les convois apportent des perturbations et doivent donc être connus à l'avance.

La gestion du trafic recouvre l'ensemble des dispositions destinées, dans le

cadre d’objectifs prédéfinis, à répartir et à maîtriser les flux de trafic dans l’espace et

dans le temps, afin d'éviter l'apparition de perturbations ou d’en atténuer les effets. Elle

comporte des actions d’information préventives, destinées à alerter les usagers

potentiels et à les inciter à modifier leur comportement (les actions de Bison Futé en

sont l'exemple typique). Elle nécessite aussi des actions de traitement des perturbations

et de régulation du trafic, par limitation d’accès ou de délestage sur des itinéraires

alternatifs. L’information des usagers et la diffusion des conseils, voire de prescriptions

y jouent un rôle fondamental.

La préparation de la gestion des flux de trafic consiste à définir des stratégies d’action.

Elle intègre le recensement des lieux de contraintes, l’élaboration de procédures ou de

plans de gestion du trafic. Elle consiste en :

*-* Actions préventives avant le déplacement : l’information routière dans ce cas

vise à modifier le comportement de l’usager (horaires de départ ou de retour,

modification d’itinéraires…). Les actions sont graduées en fonction des situations :

exceptionnelles ou autres, selon un calendrier prédéfini ou en temps réel. En milieu

urbain et périurbain, ces actions sont gérées en fonction de l’évolution des prévisions de

trafic, à l’aide de systèmes d’exploitation sophistiqués de type SIRIUS (autour de Paris)

ou CORALY (autour de Lyon).

*-* Traitement en temps réel des flux de trafic : il s’agit de réduire l’effet des

perturbations via le contrôle d’accès, la gestion des barrières de péage, l’affectation de

voies, les itinéraires “bis” ou de substitution, les déviations catégorielles ou totales,

l’information des usagers allant jusqu’à la prescription, le stockage ou la mise en convoi

des poids lourds, etc.

L’aide au déplacement recouvre l'ensemble des dispositions destinées à

améliorer le confort et la sécurité des usagers, non seulement par la diffusion

d'informations prévisionnelles ou constatées sur les conditions de circulation mais aussi

par l'organisation de services tels que le dépannage. Elle peut être liée à des systèmes

plus vastes de services destinés aux usagers de la route : conseils touristiques, Radio

dédiée à l’autoroute, information trafic consultable sur Internet. En milieu urbain et


38

périurbain, les liaisons avec le CRICR sont permanentes dans ce domaine. On peut

distinguer :

*-* Information prévisionnelle sur les conditions de circulation.

Il s’agit de diffuser à l'usager "potentiel" des informations concernant les travaux, les

manifestations, les conditions prévisibles de trafic et la météorologie. La qualité de

l’information varie en fonction de la précision et de la fréquence de mise à jour. En

région Ile de France, le Service Interdépartemental d’Exploitation Routière (SIER) de la

DREIF contribue à faciliter les déplacements des Franciliens en diffusant via son site

Internet (sytadin.equipement.gouv.fr) des informations sur les événements prévisibles.

*-* Information en temps réel au cours du déplacement.

Elle concerne les événements et leur évolution pour un itinéraire donné. Elle est

caractérisée par le délai durant lequel le service prend connaissance d’un événement et

celui pour lequel un message est délivré aux usagers. Ce service est actuellement assuré

grâce aux systèmes d'exploitation et d'information routière.

II.1.2 Hiérarchisation des infrastructures routières.

Le niveau d’exploitation est le terme qui, selon le "Glossaire de l'exploitation" (SETRA,

1996) désigne "l’ensemble des objectifs d’actions, pour l’exploitant d’une route, choisis

en fonction des caractéristiques de la voie, de sa fonction, du trafic qu’elle supporte et

des perturbations".

En terme d'objectifs, le développement des services d'exploitation doit être adapté à la

nature du trafic supporté par une voie, à la fréquence et à l'importance des perturbations

recensées. Le niveau d’exploitation permet non seulement de quantifier et de qualifier

les diverses prestations fournies aux automobilistes du point de vue de l’exploitant, mais

aussi de hiérarchiser les différentes voies composant le réseau routier national.

Les niveaux d’exploitation permettent de graduer les exigences et de répartir les efforts

selon :

Le type, le rôle et la fréquentation des réseaux,

La gravité, la durée et la fréquence des risques et des perturbations,

La sensibilité des zones et des périodes aux difficultés envisagées (Caubet,

1993).


39

Dans sa première circulaire (23 décembre 1991), la Direction de la Sécurité et de la

Circulation Routière (DSCR) a défini, dans l'objectif de classifier l'ensemble des

infrastructures routières du réseau national, quatre niveaux d'exploitation :

- niveau 1, les grandes agglomérations ;

- niveau 2, les corridors autoroutiers à fort trafic ;

- niveau 3, les axes structurants à trafic modéré ;

- niveau 4, le reste du réseau routier.

Cependant cette typologie a évolué en fonction des réflexions et des propositions des

différents exploitants (DDE, sociétés d'autoroute,...) et du croisement des différents

paramètres quantifiés :

- capacité des voies ;

- intensité du trafic (période de pointe horaire ou saisonnière) ;

- nature, fréquence et ampleur des perturbations ;

- conséquence géographique des perturbations ;

- statut des voies (Autoroute, Route Nationale,…)

- nombre de partenaires concernés (exploitants, police,...).

Actuellement, on identifie six niveaux d'exploitation possibles : deux pour les réseaux

des grandes agglomérations, et deux pour les axes structurants à trafic modéré, les autres

niveaux d'exploitation (2 et 4) restant inchangés.

Le niveau 1 A concerne les réseaux maillés des grandes agglomérations, et les

autoroutes périurbaines avec des volumes de trafic supérieurs à 80 000 véhicules par

jour à Paris, Lyon, Marseille et Lille. L’ampleur des perturbations et la multiplicité des

intervenants et des exploitants nécessitent la mise en place de systèmes complexes

d'exploitation et de gestion du trafic.

Le niveau 1 B concerne les réseaux de voies rapides des autres agglomérations

confrontées à des perturbations comparables dans leur nature à celles constatées dans les

agglomérations de niveau 1 A, mais qui n'atteignent cependant pas les mêmes

fréquences ou les mêmes intensités à l'exemple de Bordeaux, Toulouse, Nantes, Metz,

Nancy, Strasbourg, Rennes et Grenoble.

Pour ces deux niveaux, l'objectif d'exploitation est d'optimiser en permanence

l'utilisation du réseau. Les organisations sont opérationnelles 24 heures sur 24. La


40

surveillance, le traitement et la diffusion de l'information s'appuient largement sur des

systèmes automatiques de recueil et des équipements dynamiques.

Le niveau 2 correspond à la notion de "corridor" regroupant un axe autoroutier (dit

principal) qui joue un rôle stratégique pour l'économie nationale, et le réseau associé à

cet axe (routes parallèles et itinéraires de délestage) dont la capacité peut être mobilisée

en cas d'incident ou d'accident majeur se produisant sur cet axe principal. Le corridor

Nord-Sud (A1, A6 et A7) est classé à ce niveau.

L'objectif d'exploitation est d’assurer en permanence un certain niveau de fluidité du

trafic par une utilisation optimale du réseau. Cela suppose qu'une entité administrative

coordonne l'ensemble des exploitants concernés. Les organisations sont en veille

permanente. Les actions à mettre en œuvre et les missions de chaque partenaire sont,

dans ce cas, regroupées dans un document : le plan de gestion du trafic qui correspond à

un cahier de consignes dont l'élaboration est obligatoire. La situation typique de mise en

œuvre de telles actions est celle des plans PALOMAR (PAris LyOn MARseille). Cette

opération, placée sous l’autorité des préfets des départements concernés, mobilise

d’importants moyens de surveillance et d’intervention pour réguler les fortes et

périodiques demandes de circulation, pendant les jours les plus difficiles dans les

régions les plus sensibles.

Le niveau 3 A correspond aux voies ayant une forte logique d'itinéraire, qui nécessitent

de pouvoir activer en permanence une organisation particulière. La plupart des

autoroutes concédées non classées en niveau 2 et les principales autoroutes non

concédées relèvent de ce niveau.

L'objectif d'exploitation est, en cas de perturbation, de rétablir rapidement un niveau de

viabilité correct sur l'itinéraire et de mettre en place des mesures de gestion du trafic en

amont de la zone perturbée, tout en limitant la durée des déviations de l'itinéraire. A ce

niveau, un plan de gestion de trafic est élaboré et peut être activé en cas blocage

important.

Le niveau 3 B correspond aux voies qui nécessitent une organisation temporaire

saisonnière ou facilement activable (montée aux stations de ski ; voies entre plage et

agglomération) pour assurer les trois missions d'exploitation de la route citées


41

précédemment. Sous une forme rudimentaire, un plan de gestion de trafic est jugé

souhaitable. L’organisation n’est pas permanente pour ce niveau.

Le niveau 4 concerne les axes qui ont une fonction de desserte locale et sur lesquels la

mission de maintien de la viabilité est prépondérante. Cette catégorie comprend

pratiquement toutes les routes à une seule chaussée et un certain nombre de routes à 2x2

voies.

La DSCR actualise régulièrement la répartition des différentes routes et autoroutes selon

ces niveaux d'exploitation. Le tableau II.1 indique le kilométrage du réseau routier

français correspondant à chaque niveau d'exploitation pour l'année 2001.

Tableau II.1 : Longueur de voie par niveau d'exploitation du réseau routier français.

Niveau

d’exploitation

1 A 1 B 2 3 A 3 B 4

Longueur

de voie

(km)

1 000

700

2 070

dont 65 km

non concédés

2 200

9 800 dont 1 800 km

à 2 x 2 voies

15 900

Source : DSCR, 2001.

Ce tableau montre une forte proportion de voies classées dans les niveaux 3B et 4 pour

l'ensemble de la superficie nationale. Cependant avec 1000 km de voies en niveau 1A,

les réseaux maillés des grandes agglomérations représentent une part non négligeable du

réseau routier compte tenu du rapport des superficies.

II.1.3 Les niveaux de service.

La définition fournie par le "Glossaire de l'exploitation" (SETRA, 1996) indique que le

niveau de service désigne "l’ensemble des facteurs caractérisant l’environnement des

automobilistes sur une section donnée : la qualité du revêtement (confort de conduite),

la qualité de la signalisation (confort de circulation), la sécurité (taux d’accidents et

dangers en puissance), la présence d’équipements d’accueil, la diffusion d’information

routière, l’aisance de conduite, la densité de la circulation, le temps de parcours, la


42

liberté de manœuvre (c’est à dire le degré de liberté avec lequel peut agir l’automobiliste

pour conserver la vitesse de marche qu’il désire).

Le niveau de service, au sens du Highway Capacity Manual (HCM), est la qualification

des conditions de circulation et leur perception par les automobilistes compte tenu du

contexte d’exploitation et des caractéristiques physiques de l’infrastructure.

Chaque niveau de service doit être considéré comme un ensemble de conditions de

fonctionnement de la route, délimité par certaines valeurs de la vitesse de parcours et par

certaines valeurs des rapports débit / capacité. La démarcation entre niveau de service

est opérée quantitativement par des critères de taux d’occupation.

Il existe six niveaux de service (en anglais LOS pour "Level Of Service") désigné par A,

B, C, D, E, F (respectivement du meilleur au plus mauvais), qui couvrent toute la

gamme des conditions de circulation. Cet ordre correspond à une progression du niveau

d’encombrement de la route et parallèlement à une décroissance de la vitesse moyenne

de parcours.

Voici une description des six niveaux transcrite du HCM (1994) :

Niveau de service A décrit des conditions de circulation complètement dégagées.

Aucun véhicule n’est gêné d’une quelconque manière par les autres véhicules ; la liberté

de manœuvre est maximale ; la vitesse moyenne est proche de la vitesse libre.

Niveau de service B indique également un flux libre au sein duquel la présence

des autres véhicules commence à être sensible ; les conducteurs possèdent encore une

liberté de manœuvre raisonnable, mais ils commencent à être affectés par la présence

des autres usagers.

Niveau de service C qualifie une situation où les véhicules interfèrent

notablement les uns avec les autres ; la liberté de manœuvre s’en ressent, de même que

la vitesse possible qui vaut environ 70% de la vitesse libre.

Niveau de service D marque la frontière des régimes instables ; la congestion

restreint fortement la vitesse (à 60 % de la vitesse libre) et la liberté de manœuvre ; des

perturbations moyennes peuvent provoquer un passage à l’état service F.

Niveau de service E qualifie des régimes capacitifs et instables ; lorsque la

capacité est atteinte, les véhicules se suivent de très près, et si l’espacement se réduisait


43

encore, l’écoulement ne pourrait plus être homogène ; toute perturbation conduit à l’état

de service F.

Niveau de service F qualifie les écoulements forcés ; des goulots d’étranglement,

soit inscrits à l’avance dans la géométrie de la route, soit causés par la rencontre en aval

d’autres flux, soit encore provoqués par les retenues qui s’y forment ; les véhicules

concernés ne progressent que par bonds.

Dans la pratique, les niveaux de service sont généralement définis par les valeurs limites

de certains facteurs (débit, vitesse) comme le montrent le tableau II.2 et la figure II.1.

Tableau II.2 : Caractéristiques des niveaux de service pour une autoroute interurbaine.

Niveau de service

Vitesse moyenne

(km/h)

Concentration

(Véh/voie/km)

Débit / Capacité

Capacité = 2000

véh/voie/h

Niveau A

Écoulement libre

Niveau B

Écoulement stable

(vitesse élevée)

Niveau C

Écoulement stable

Niveau D

Écoulement approchant

l'instabilité

Niveau E

Écoulement instable (débit

proche de la capacité)

Niveau F

Écoulement forcé

>113 100%

>113 100%

>110 97%

>101 89%

>93 82%

<93 82%

< 6

< 10

< 15

< 20

< 25

> 25

< 0.30

< 0.49

< 0.71

< 0.88

< 1.00

Source : HCM, 1994.


44

Ce tableau présente pour chaque niveau de service une combinaison de quelques

facteurs caractéristiques du trafic : la vitesse moyenne, le débit rapporté à la capacité de

l'infrastructure et la concentration des véhicules.

On observe qu'en 1994, au voisinage de la capacité, la vitesse critique et la

concentration critique représentent respectivement 93 km/h, c'est à dire 82 % de la

vitesse à vide et 25 véh/voie/km.

Figure II.1 : Courbe débit - vitesse et niveau de service pour une autoroute interurbaine.

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

1 1 0

1 2 0

1 3 0

0 0 ,1 0 ,2 0 ,3 0 ,4 0 ,5 0 ,6 0 ,7 0 ,8 0 ,9 1 1 ,1 1 ,2

Dé b it / C a p a c it é

Vite

sse

(km

/h)

A B C D

E

F

Source : HCM, 1994.

La figure II.1 montre qu'une même route peut fonctionner à différents niveaux de

service, selon les variations des flux de trafic au cours d'une heure ou du débit horaire au

cours d'une journée, des jours de la semaine ou des périodes de l'année.

Les deux concepts complémentaires de niveaux d'exploitation et de niveaux de

service permettent d'évaluer la qualité du service de l'exploitation routière du point de

vue de deux acteurs, respectivement celui de l'exploitant qui produit le service ainsi que

celui de l'automobiliste pour qui le service est rendu.

Le niveau d’exploitation traduit le point de vue de l'exploitant sur les moyens mis en

œuvre pour assurer le service de l'exploitation ; il permet de quantifier et qualifier les

diverses prestations fournies aux usagers du point de vue de l'exploitant. Le niveau de

service traduit le point de vue de l'usager sur le résultat final du service de l'exploitation


45

routière : les conditions de circulation sur le réseau emprunté (jugement portant sur la

sécurité du réseau, le confort de conduite et la fluidité du réseau).

L'exemple de la mise en place des systèmes dynamiques d'information routière sur les

réseaux routiers et autoroutiers illustre la relation entre le niveau de service et la

classification de l'infrastructure. En effet, la mise en œuvre des nouvelles stratégies

d'information dynamique qui se traduit par l'implantation progressive des systèmes

d'information permet aux exploitants d'améliorer le niveau de l'exploitation assuré :

détection plus rapide des perturbations, diffusion plus rapide des informations routières.

A travers la diffusion d'information sur les conditions de circulation, les exploitants

communiquent directement avec les usagers qui peuvent alors anticiper leur

déplacement ou leur comportement de conduite au cours du déplacement. La diffusion

d'information routière dynamique peut donc permettre aux usagers d'améliorer leur

sécurité, leur confort de conduite par une réduction de leur "stress", et de diminuer leur

temps de parcours après avoir emprunté un itinéraire plus fluide,…En un mot,

l'information routière peut leur permettre d'améliorer le niveau de service ressenti.

II.2 État de l'art en matière de simulation de l'affectation du trafic routier.

Dans cette section, nous présentons une analyse du problème dans ces différents aspects,

à savoir la modélisation de l'affectation du trafic et le cas particulier de la modélisation

des effets de l'information routière. Le recours à la simulation semble s'imposer dans le

domaine du trafic routier, comme un moyen d'investigation privilégié. La modélisation

est de plus en plus nécessaire non seulement pour la construction de nouvelles

infrastructures, mais surtout pour une meilleure utilisation du réseau existant.

Nous évoquons à travers deux exemples d’étude, les méthodes de simulation de

l’affectation du trafic à l’aide du modèle de simulation INTEGRATION.

L’intérêt de la première étude est de pouvoir évaluer à priori le bénéfice que l’on peut

tirer d’un système en comparant les résultats de simulation obtenus avec et sans

information des automobilistes. La seconde étude montre l’utilisation de la simulation


46

du trafic pour évaluer différentes possibilités d’aménagements des infrastructures

existantes.

Les modèles sont destinés aussi bien à améliorer la connaissance de la réalité qu’à être

un moyen pour pouvoir tester et évaluer des processus de commande et des stratégies

d’exploitation. En guise de conclusion, nous montrons qu’il existe des obstacles et des

limites au développement des outils de simulation pour l’exploitation routière

opérationnelle.

II.2.1 Affectation du trafic et répartition des flux de véhicules

appliqué à un réseau routier.

Le gestionnaire d'un réseau autoroutier, en milieu urbain ou périurbain, doit entre autre

gérer le flux des véhicules qui empruntent sont réseau. Il doit surtout essayer de limiter

la congestion résultant d'une demande trop forte par rapport à la capacité du réseau. Pour

ce faire, il dispose de moyens traditionnels tels que les feux de la circulation qui

permettent de limiter l'écoulement d'un flux, mais aussi de moyens de régulation pour

dévier un flux afin de lui faire éviter un point de congestion par exemple. Ces derniers

moyens peuvent aller de la simple information de la présence d'un bouchon à des

mesures plus coercitives comme l'interdiction pour certaines catégories de véhicules de

circuler sur certains axes. Un second moyen d'action à plus long terme, est d'accroître la

capacité du réseau en réalisant des travaux d'aménagement (planification d'autoroutes,

maillage du réseau, etc.).

L'intérêt de cette sous-section porte sur un des outils dont dispose l'exploitant : il s'agit

de la simulation dynamique du trafic. Pour choisir les mesures d'exploitation

appropriées, le gestionnaire dispose de modèles qui lui permettent

- d'appréhender et de comprendre le trafic ;

- d'analyser ou d'évaluer une infrastructure ;

- de prévoir l'évolution d'une situation.

Dans le domaine du trafic, un nombre important de modèles d'écoulement ont été

développés en vue de la régulation. Depuis quelques années, on assiste à un important

essor des nouvelles technologies de régulation du trafic comme par exemple les

systèmes d'information dynamiques des usagers. Par conséquent les modèles de


47

simulation ont évolué pour pouvoir prendre en compte la modélisation de l'affectation

du trafic sur un réseau ayant plusieurs origines-destinations.

Dans cette perspective, deux objectifs sont visés par la simulation du trafic routier et

autoroutier :

- le développement de modèles permettant de reproduire l'évolution

dynamique du trafic sur un réseau routier et autoroutier,

- la modélisation de l'affectation dynamique du trafic sur un réseau routier

ayant plusieurs origines-destinations.

On entend par affectation l’estimation des déplacements des usagers d’une origine O

vers une destination D utilisant plusieurs itinéraires concurrents. La demande de trafic

aux origines est décrite par une matrice origine – destination (O / D).

L'affectation dynamique joue un rôle important dans la régulation du trafic sur un réseau

autoroutier périurbain. En effet les voies d'accès et de sorties autoroutières sont des

zones de communication entre le réseau autoroutier et le réseau urbain parallèle (centre

ville). Il semble pertinent de penser qu'une distribution adéquate des véhicules, selon

leurs destinations et les conditions dynamiques de la circulation, permettre d'améliorer

les conditions globales de circulation sur les voies rapides périurbaines.

Pour simuler le trafic routier, il faut disposer de trois éléments :

- un modèle de représentation du réseau routier qui contient la description des

liaisons entre deux intersections ou arcs (nombres de voies, sens de

circulation, débit de saturation...) et des nœuds (intersections, cycles des

feux, géométrie du carrefour, mouvements possibles …) ;

- un modèle d'écoulement qui permet de simuler la progression des véhicules

sur les axes (réseau de surface ou voies rapides urbaines) et aux nœuds du

réseau ;

- un modèle d'affectation qui, à partir d'une matrice origine-destination et d'une

fonction de coût (généralement basée sur les temps de parcours) sur chacun

des axes, calcule, parmi tous les itinéraires possibles pour se rendre d'un

point à un autre, celui ou ceux qui seront empruntés.


48

L'écoulement permet de représenter la façon dont les véhicules avancent sur un tronçon

de route ; l'affectation détermine la répartition du trafic entre les chemins disponibles,

représentant les choix d'itinéraires individuels.

C'est le modèle d'écoulement qui permet de calculer le temps de parcours de chacun des

axes en fonction du nombre de véhicules qui l'emprunte et des caractéristiques décrites

par le modèle de représentation du réseau. Ce nombre de véhicules est lui-même

déterminé par le modèle d'affectation puisque c'est lui qui répartit les flux sur les

itinéraires. On voit donc que les trois modèles interagissent largement.

Les premiers modèles d'affectation du trafic étaient statiques, macroscopiques et

conceptuels. Souvent ces modèles ont été conçus par les organismes de recherches ou

d'exploitation pour leur propre besoin. Ils étaient surtout utilisés comme outils de

planification et comme aides à la conception d'aménagements lourds et à la construction

d'infrastructures nouvelles. Or l'extension des réseaux s'est rapidement révélée

insuffisante pour absorber la totalité du trafic. Aussi fallut-il recourir à une autre

approche fondée sur la prise en compte de la dynamique de l'écoulement du trafic.

Selon la manière d'appréhender le temps ou la variation des variables de trafic dans le

temps, on distingue deux types de modélisation : statique et dynamique. La modélisation

dynamique du trafic concerne les phénomènes qui se font à des échelles temporelles

assez réduites. Dans la pratique, les modèles dynamiques sont plus difficiles à mettre en

œuvre car la quantité des paramètres à calibrer y est plus importante. Malgré la difficulté

de leur mise en œuvre, les modèles dynamiques s'avèrent les plus utiles pour la

définition et l'évaluation de stratégies d'exploitation comme les contrôles d'accès et

l'information des usagers par PMV.

Deux façons d'appréhender le trafic sont apparues simultanément qui ont donné lieu à

deux courants de modélisation tant dans leur outils conceptuels que dans leurs

applications.

Un premier courant de modélisation assimile le trafic à un flux et utilise les bases

conceptuelles de l'hydrodynamique. Ce type de modèle, dynamique macroscopique et

conceptuel, initialement destinés à améliorer la planification et le dimensionnement des

réseaux a su faire sa place dans la gestion du trafic. Les modèles macroscopiques

considèrent que les équations qui régissent le trafic peuvent être écrites à partir de


49

grandeurs1 telles que la vitesse du flot V(en km/h), la concentration C (en véhicule/km)

ou le débit Q (en véhicule/h). En vertu des équations de la mécanique des fluides, ces

variables sont reliées entre elles par la relation simple suivante :

Q = C x V

Ces modèles définissent tous une "relation fondamentale" qui donne une de ces trois

variables en fonction d'une des deux autres : Q = f (C) et V = f' (C).

Les modèles macroscopiques présentent théoriquement l'avantage d'une grande

simplicité et permettent l'étude de réseaux de grandes tailles [ABOURS et al, 1988]. Ils

semble mieux adaptés aux problèmes posés par l'exploitation des réseaux autoroutiers.

Le second courant de modélisation, qui a engendré à ses débuts un véritable engouement

par son caractère extrêmement réaliste est la modélisation microscopique. Ces modèles

considèrent tous les véhicules individuellement. Pour chacun d'entre eux et à chaque pas

de temps, à partir de la vitesse et de la distance avec le véhicule aval, on calcule la

nouvelle vitesse et donc la nouvelle position. Ces modèles requièrent une grande

quantité de données, une taille de programme et un volume de calculs considérables qui

rendent délicate leur validation et illusoire leur utilisation en temps réel. C'est une des

limites de leur application pour la simulation du trafic autoroutier.

Les modèles mésoscopiques ont également été conçus pour simuler l'affectation du

trafic. Ces modèles calculent la vitesse de paquets de véhicules (supposés tous se

déplacer à la même vitesse) en fonction de la concentration au voisinage du paquet

considéré. En pratique, on connaît pour chaque période de l'heure de pointe (par

exemple) le nombre de véhicules quittant chaque origine vers chacune des destinations.

On regroupe les véhicules appartenant à une même Origine/Destination en paquets de

quelques véhicules (typiquement une dizaine) pour lesquels on calcule un seul itinéraire.

DYNASMART et CONTRAM sont deux modèles de ce type conçus pour traiter des

autoroutes urbaines.

L'analyse de la bibliographie fait ressortir, non exhaustivement, 9 modèles dynamiques

de simulation du trafic autoroutier prenant en compte l'affectation. Ces modèles sont

figurés dans le tableau II.3 avec leurs principales caractéristiques :

1 Ces concepts sont explicités de manière plus détaillée dans la partie Ingénierie du trafic au chapitre V.


50

- fondement conceptuel (macroscopique ou microscopique) ;

- capacité du modèle (axe, réseau autoroutier ou corridor2) ;

- possibilité de simuler la congestion.

Tableau II.3 : Modèles dynamiques de trafic prenant en compte l'affectation.

Pays Année Approche Capacité Congestion

Macro Micro Axe Réseau Corridor

METANET A / F 1990 X X X X

SIMRES A / F 1992 X X X X

CORQIC USA 1975 X X X P

CORQ-CORCO USA 1975 X X X

DYNEV USA 1984 X X

MCONTRAM GB 1990 X X X X X

INTEGRATION C 1988 X X X X X

METACOR F 1993 X X X X X

TRAFLO USA 1980 X X

Notes : Macro = Macroscopique, Micro = Microscopique

A = Allemagne, C = Canada, GB = Grande Bretagne

P = Partiellement existant

Source : « Apports des systèmes d’information à l’exploitation des réseaux de voies rapides. Le cas du

réseau d’Ile de France », Zhang M.-Y., thèse, janvier 1995.

Pour l'exploitation des réseaux, les besoins en outils de simulation diffèrent selon les

problèmes à traiter. Le maillage du réseau réclame des modèles capables de simuler

l'écoulement du trafic à l'échelle du réseau. Le tableau II.3 montre que 3 modèles sont

capables de simuler les réseaux maillés autoroutiers : MCONTRAM, INTEGRATION

et METACOR.

La reconstitution des congestions doit être aussi considérée comme une fonction

essentielle des outils de simulation. Les modèles susceptibles d'être appliqués doivent se

montrer performant en décrivant correctement la complexité de l'écoulement du trafic en

cas de bouchon (apparition, propagation et disparition de bouchon ).

2 On appelle corridor autoroutier, l'ensemble formé par l'autoroute et le réseau associé, constitué par les itinéraires parallèles concurrents de l'autoroute et la voirie de distribution assurant les échanges avec celle-ci [COHEN, 1990].


51

Par ailleurs, le maillage de réseau implique, pour un meilleur fonctionnement, de

nouvelles stratégies de régulation et d'information des usagers. La définition et

l'évaluation des nouvelles stratégies nécessitent des outils non seulement capables de

simuler l'ensemble du réseau maillé mais aussi d'affecter les flux de trafic. Ceci est

important pour le test et le développement des stratégies d'information des usagers par

les systèmes existant et en cours d'expérimentation.

Pour un système d'information déjà en place, la modélisation peut être utilisée afin de

définir, par exemple dans le cadre de plan de gestion du trafic, une politique d'affichage

en fonction de situations types. Les simulations a posteriori peuvent permettre de

comprendre quels pourraient être les effets d'un certain type d'information sur le trafic

en évitant de faire des essais réels. Le gestionnaire peut alors envisager d'optimiser une

information en fonction d'une situation donnée, en simulant plusieurs scénarios.

Dans la littérature, il existe de nombreuses et différentes approches du problème qui ont

chacune leurs spécificités. Certains auteurs modélisent le choix des usagers entre

plusieurs itinéraires reliant leur origine et leur destination, alors que d'autres ont une

vision à plus locale et s'intéressent au comportement des conducteurs à chaque carrefour

en fonction de leur destination. D'autres tentent de résoudre d'importants programmes

mathématiques plus ou moins abstraits, d'autres encore appliquent à chaque carrefour

des formules illustrant un comportement simple.

Si la simulation fournit toujours des résultats, il convient de rester attentif à leur

signification et à l’adéquation du modèle à la réalité : la phase de calibrage et de

validation d’un modèle de simulation d’écoulement et d’affectation des flux de trafic est

extrêmement importante et souvent complexe.

II.2.2 Exemples de modélisation de l'affectation à l'aide d'outils de

simulation.

L’objet de cette sous-section est de présenter l’utilisation d’un modèle de simulation

dans le cadre de l’exploitation routière à travers deux exemples concrets.

Le premier exemple concerne le système embarqué d’information routière CARMINAT.

Il s’agit de modéliser les gains en terme de temps passé et en volume de trafic


52

supplémentaire écoulé pour différents taux d’équipement des automobilistes donc en

tenant compte de l’affectation des différents flux.

La seconde étude présente la modélisation microscopique du fonctionnement du

carrefour du Pont de Nogent pour différentes configurations d’aménagements des

infrastructures de son réseau routier et autoroutier.

Le modèle de simulation utilisé pour la réalisation de ces deux études est le modèle

microscopique d’affectation et de simulation INTEGRATION.

Le modèle INTEGRATION a été conçu et commercialisé au Canada par Le Professeur

M. Van Aerde3 à partir du début des années 80. C’est un modèle intégré de simulation et

d’affectation de trafic sur des réseaux mixtes (autoroutes + voies urbaines associées).

Il a été conçu à l’origine pour pallier une absence de modèle pouvant représenter des

réseaux routiers intégrant des sections autoroutières, des voies rapides et des axes

contrôlés par les carrefours à feux, et soumis à des situations de congestion récurrente

ou exceptionnelle. Le développement du modèle a principalement porté sur les fonctions

de type guidage dynamique, information des conducteurs et carrefours à feux adaptatifs.

C’est l’une des raisons pour lesquelles le modèle INTEGRATION a été retenu pour

évaluer les effets du système embarqué CARMINAT sur les déplacements, mais aussi

les aménagements d’infrastructure du carrefour du Pont de Nogent.

Dès le départ, l’accent a été mis sur la dynamique du modèle. Le pas de temps dans ce

modèle est le plus court de tous les modèles étudiés (0,1 seconde). Le modèle n’est pas

basé sur un découpage en tranches de temps, au contraire, les véhicules sont

progressivement lancés sur le réseau et leur cheminement vers leur destination est suivi

en continu.

Il a été développé très rapidement et en forte interaction avec les demandes des

utilisateurs. Le logiciel INTEGRATION est en évolution constante et sa structure est

donc assez mouvante. Depuis la création du modèle, de nombreuses versions ont ainsi

vu le jour.

INTEGRATION est un modèle semi-microscopique car d’une part les flux

d’écoulement de trafic sont considérés au niveau de l’entité élémentaire constituée par

chaque véhicule doté d’une origine, d’une destination et d’un horaire de départ. Les

3 Transportation Systems Research Group,Queen's University, Kingston, Ontario, Canada.


53

données relatives à la demande de trafic sont rentrées de manière agrégée, laissant le

soin au modèle de les traduire au niveau microscopique. INTEGRATION peut simuler

le fonctionnement d’un axe ou d’un réseau complexe en situation de congestion comme

en situation de trafic fluide.

Le logiciel INTEGRATION peut distinguer 5 types de véhicules en fonction

principalement du niveau d'information dont disposent les véhicules. Cette distinction

des véhicules permet de définir et d'évaluer différentes stratégies des systèmes

d'informations des usagers de la route.

Tableau II.4 : Modélisation des cinq types de véhicules selon leur accessibilité à

l’information routière embarquée.

Véhicule de type 1 L’usager non informé.

Véhicule de type 2 L’usager est informé des conditions de trafic sur tout le réseau.

Véhicule de type 3 Les conducteurs disposent de la même information que ceux

du type 2 avec en plus une prévision des conditions de trafic

Véhicule de type 4 Ce type a été développé pour le projet TRAVTEK, son

utilisation est restreinte.

Véhicule de type 5 Les véhicules circulent sur des voies réservées à aux-seuls.

Source : « Évaluation CARMINAT », SRILOG / LICIT / SIER, Zhang M.-Y., 1997.

Par exemple, il est possible de simuler le fait que certains véhicules aient accès à des

informations fiables et diffusées en temps réel (véhicule de type 2) sur les conditions de

trafic de la zone traversée. Ces véhicules sont destinés à représenter le comportement

d’usagers équipés d’un système embarqué de guidage dynamique.

A) Évaluation de l'effet du système CARMINAT sur les déplacements à l'aide du modèle

INTEGRATION. Étude d'affectation globale des flux.

Le système CARMINAT fut lancé en 1986 dans le cadre du programme européen

Eurêka pour aider la navigation terrestre. Grâce à ses terminaux (implantés à bord des


54

véhicules), CARMINAT localise le véhicule et la destination sur une base de données

cartographiques, calcule le meilleur itinéraire selon la circulation, conseille un

changement de direction, transmis par un système de synthèse vocale ou d'affichage de

la prochaine intersection. La voiture communique avec l'environnement par le système

RDS-TMC (radio data system – traffic message chanel) équipant déjà nombre

d'autoradios. Son récepteur RDS traite et gère les messages concernant le trafic, par voie

hertzienne puis diffuse les informations routières données par les émetteurs FM. Le

conducteur, qui prend connaissance des bouchons ou des ralentissements en temps réel,

suit les éventuels conseils de détour tout en tenant compte des informations

météorologiques, ou de celles qui ont trait aux nombres de places libres dans un parking,

voire de chambres dans un hôtel.

L’objet de cette étude est d’évaluer l’effet du système CARMINAT sur le déplacement

des automobilistes à l’aide du logiciel INTEGRATION. Elle s’inscrit dans le cadre de

l’évaluation des effets sur l’affectation globale des flux de trafic. Ce type de modèle

présente un intérêt particulier dans le cadre des systèmes embarqués qui implique une

capacité d’affectation du trafic entre différentes voiries et une possibilité de suivi de

l’évaluation du trafic sur l’ensemble des voiries afin d’assurer un bon compromis entre

optimum individuel et optimum collectif.

Faisant suite aux travaux issus d’une première phase de réalisation, les deux suivantes

ont permis de proposer une méthodologie et d’établir une procédure de l’insertion du

modèle de choix individuel dans l’approche globale de simulation du logiciel

INTEGRATION (LICIT). Cette étude consiste à transposer dans une modélisation

globale les modèles individuels de choix d’itinéraires établis par le LICIT à partir des

résultats de la phase préliminaire, afin d’étudier, à l’aide du logiciel INTEGRATION

une répartition globale des usagers sur le réseau.

Le modèle de choix d’itinéraire développé par le LICIT intègre les variables

(qualitatives et quantitatives) qui influent de façon significative le changement

d’itinéraires des véhicules équipés d’un système CARMINAT (type de terminal, heure

de déplacement, itinéraire…). Il permet, à partir des caractéristiques de trafic, de

calculer la répartition des flux de véhicules équipés du système CARMINAT sur

différents itinéraires.


55

L’affectation des véhicules informés des conditions de trafic (type 2) par

INTEGRATION est basée sur le calcul et la comparaison des temps de parcours sur

différents itinéraires. Ce qui ne correspond pas au cas du système CARMINAT basée

sur des informations de bouchon. Par conséquent, les modes d’affectation existants dans

des versions d’INTEGRATION pour les véhicules de type 2 ne sont pas directement

applicables.

Compte tenu du mode de fonctionnement d’INTEGRATION, il n’est pas possible

d’implanter directement le modèle de choix d’itinéraire. La méthode utilisée consiste

donc à intégrer les résultats issus du modèle individuel de choix d’itinéraire dans le

processus de simulation d’INTEGRATION. L’idée est de traduire les résultats obtenus

avec le modèle de choix d’itinéraire du LICIT en terme de répartition des flux dans un

fichier d’entrée du logiciel INTEGRATION.

La traduction des résultats issus du modèle individuel de choix d’itinéraire nécessite une

procédure spécifique présentée sur le figure 2.


56

Figure II.2 : Procédure de mise en œuvre du modèle de choix d’itinéraire du LICIT

dans le processus de modélisation du logiciel INTEGRATION.


Comme la grande majorité des études de modélisation, elle se compose de plusieurs

étapes successives :

Les conditions de simulation : compte tenu des données disponibles, la simulation se

limite au fonctionnement de CARMINAT pendant l’heure de pointe du soir (HPS) d’un

jour ouvrable, au travers du terminal C1 et dans le sens de circulation Paris – Province.

Les taux d’équipement simulés sont 5 %, 10 % et 15 %.

O / D principale

Véhicules non équipés

Véhicules équipés

Répartition sur itinéraires habituels (affectation de base)

Répartition sur itinéraires habituels (affectation de base)

Longueur de bouchon sur des itinéraires alternatifs pour chaque tranche de temps

Modèle de choix d’itinéraire du

LICIT

Répartition des véhicules équipés de chaque itinéraire habituel sur des itinéraires possibles.

Recalculer un plan de répartition de l’ensemble des véhicules de l’O / D principale sur les itinéraires possibles.

Fichier d’itinéraires dynamique pour Intégration


57

L’analyse de l’effet du système CARMINAT sur le déplacement est fondée sur les

indicateurs de fonctionnement du réseau.

Les indicateurs globaux sont :

** Nombre de véhicules arrivés à leur destination durant 2 heures de simulation,

** Temps de parcours (TP) moyen des véhicules ayant atteint à leur destination,

** Nombre de véhicules en bouchon à la fin de chaque tranche de 15 minutes

pendant l’heure de pointe (60 à 120 minutes),

** Déplacement effectué pendant l’heure de pointe (60 à 12 minutes),

** Vitesse moyenne sur le réseau pendant l’heure de pointe (60 à 120 minutes).

Les indicateurs pour l’O / D principale :

** nombre de véhicules arrivés pendant 2 heures de simulation,

** Temps de parcours moyen des véhicules arrivés.

Pour chaque OD focalisée et pour chaque scénario retenu, trois simulations sont prévues

afin de comparer les résultats.

** Affectation de base = affectation sur itinéraires habituels,

** Affectation INTEGRATION = affectation d’INTEGRATION pour les

véhicules équipés,

** Affectation du modèle LICIT = application du modèle de choix individuel

d’itinéraire du LICIT à l’O / D principale avec un taux d’équipement identique à celui

utilisé dans l’affectation INTEGRATION.

Le figure 3 décrit la procédure d’utilisation du logiciel INTEGRATION correspondant

aux trois types de simulation de l’affectation.


58

Figure II.3 : Procédure d’utilisation du logiciel Intégration.


La modélisation du réseau : à partir des travaux existants au SIER en matière de

simulation du trafic, les deux réseaux (correspondant aux deux matrices O / D

focalisées) ont été codés et mis en fonctionnement avec le logiciel INTEGRATION.

Le tableau 5 récapitule les principales caractéristiques de ces réseaux construits pour

INTEGRATION.

O / D de référence Et affectation de base.

Intégration Résultat I

Longueur de bouchon sur itinéraires concernés par O / D principale à la fin de chaque tranche de 15 mn.

X % véhicules équipés sur O / D principale.

Modèle de choix du LICIT.

Fichier d’itinéraires pour Intégration.

O / D de référence.

Intégration Résultat II

O / D de référence avec x % de véhicules équipés sur l’O / D principale.

- affectation statique pour véhicules non équipés. - affectation dynamique par Intégration pour véhicules équipés.

Intégration Résultat III


59

Tableau II. 5 : Caractéristiques principales des réseaux des O / D focalisées.

Réseau O / D n° 1 Réseau O / D n° 2

Nombre de nœuds (total) 248 207

Nombre de nœuds : origine / destination 37 33

Nombre de nœuds : origine 1 1

Nombre de nœuds destination 0 2

Nombre de nœuds : intermédiaire 210 171

Nombre de tronçons (total) 377 306

Longueur du réseau simulé (km) 231.12 151.44

Nombre de tronçons à feux 39 37


Le calibrage et la validation d’une situation de référence : il s’agit de mettre en œuvre

plusieurs scénarios correspondant à diverses conditions de circulation (variation de

l’importance des longueurs de bouchon).

L’objet de cette sous-section n’est pas de présenter les résultats détaillés de ces travaux

mais d’exposer les conclusions de l’auteur, par rapport à la modélisation.

Les simulations effectuées sur les scénarios construits ont permis de dégager des

enseignements concernant l’influence du système CARMINAT sur le déplacement en

terme de répartition globale des flux.

La procédure spécifique d’insertion du modèle de choix individuel d’itinéraire du LICIT

dans l’approche globale de simulation du logiciel INTEGRATION a permis de simuler,

pour des scénarios définis, les effets du système CARMINAT sur les conditions de

déplacement.

Du point de vue individuel, pendant l’heure de pointe du soir, le système CARMINAT

permet aux conducteurs équipés de choisir l’itinéraire le plus rapide. Le résultat se

traduit par un gain considérable sur le temps de parcours qui est nettement inférieur à

celui des véhicules non équipés.

Du point de vue collectif, pendant l’heure HPS, le système CARMINAT permet de

mieux répartir les flux de trafic dans l’espace sur des itinéraires alternatifs. Pour les

deux OD focalisées étudiées, la performance du réseau entier en HPS est améliorée avec

un taux de pénétration du système CARMINAT. Cette amélioration se traduit par une

augmentation du nombre de véhicules pouvant atteindre à leur destination pendant HPS,


60

par une augmentation du déplacement effectué et par une augmentation de la vitesse

moyenne sur réseau.

Toutefois, le gain collectif reste limité. Ce résultat pourrait être expliqué par le fait que

le réseau a atteint un tel niveau de saturation que l’information en temps réel ne permet

pas de changer radicalement le problème. L’auteur propose d’envisager d’autres types

de mesures agissant directement sur la demande afin d’améliorer considérablement les

conditions de circulation en région parisienne.

En terme de simulation, l’auteur indique qu’il a rencontré des difficultés techniques

pour évaluer, avec le logiciel INTEGRATION un réseau maillé plus important. Il

considère que pour obtenir des résultats intéressants, avec un réseau maillé plus vaste, il

est nécessaire d’améliorer le logiciel INTEGRATION et de faire des efforts en

validation.

B) Modélisation microscopique du fonctionnement du carrefour du Pont de Nogent dans

sa configuration actuelle et projetée.

Cette étude a pour objectif d’évaluer le projet d’aménagement du pont de Nogent du

point de vue de l’écoulement du trafic, à l’aide du modèle microscopique

INTEGRATION.

Elle s’est déroulée selon trois étapes successives. La première étape consiste à définir le

réseau, à simuler et à calibrer puis valider la situation de référence. La seconde étape est

la mise en œuvre des scénarii de simulation pour tester la situation avec les différents

aménagements envisagés. Enfin la troisième étape concerne l’analyse des résultats

obtenus et les conclusions de l’étude.

Le pont de Nogent avec l’ensemble des carrefours associés constitue une infrastructure

routière complexe du point de vue structurel et du point de vue fonctionnel. Il assure le

rôle d’échangeur entre A86 Intérieur vers A4 Province et A4 Paris vers A86 Intérieur.

Par conséquent il supporte un important trafic de transit. En même temps, il assure les

échanges de trafic entre le réseau local et les autoroutes (A4 ; A86) ainsi que les

échanges locaux entre les communes situées des deux côtés de la Marne.


61

Les aménagements projetés concernent non seulement l’infrastructure propre au

carrefour du pont de Nogent mais aussi celles des autoroutes associées (programme

d'élargissement des infrastructures autoroutières).

Durant la simulation, le réseau routier est représenté et animé avec les conditions de

circulation visualisées sur l’écran.

La modélisation consiste à découper le réseau en nœuds et en tronçons conformes au

format du logiciel INTEGRATION. Le modèle INTEGRATION voit le réseau comme

la juxtaposition de tous les tronçons. Les informations liées au déroulement de la

simulation sont le temps, le nombre de véhicules générés, le nombre de véhicules en

route et le nombre de véhicules arrivés à destination.

Pour faciliter la comparaison des résultats, que ce soit dans la géométrie actuelle ou

dans celle projetée, le même découpage est gardé. Seules les caractéristiques des

tronçons vont être modifiées (nombre de voies, vitesse libre, capacité…).

Le tableau 6 récapitule les principales caractéristiques des réseaux actuel et à l'horizon

2003 configurés pour le logiciel INTEGRATION dans le cadre de l’étude.

Tableau II.6 : Caractéristiques du réseau actuel et du réseau à l'horizon 2003 modélisé

avec INTEGRATION.

Caractéristiques du réseau Actuel Horizon 2003

Nombre total de nœuds 131 137

Nombre de nœuds du type : origine / destination 3 3

Nombre de nœuds du type origine 8 8

Nombre de nœuds du type destination 8 10

Nombre de nœuds du type intermédiaire 112 116

Nombre total de tronçons 146 154

Longueur du réseau simulé (km) 30.74 35.83

Nombre de tronçons à feux 22 22

Source : « Étude de trafic du Pont de Nogent », SRILOG / DDE 94, Zhang M.-Y., 1997.

Chaque scénario de simulation est défini par les caractéristiques du réseau et les

caractéristiques de la demande. Les caractéristiques du réseau peuvent correspondre soit


62

réseau actuel avec ou sans aménagement ; soit au réseau à l’horizon 2003 avec et sans

aménagement. Les caractéristiques de la demande utilisée sont soit la demande actuelle,

soit la prévision à l’horizon 2003.

La combinaison de ces différentes caractéristiques permet de définir 6 scénarii. Pour

chaque scénario, la simulation est effectuée pour l’heure de pointe du matin (HPM) et

pour l’heure de pointe du soir (HPS). On obtient un nombre total de simulation égal à

12.

Le scénario 1 combinant le réseau actuel et la demande actuelle est utilisé comme

situation de référence. Le modèle INTEGRATION est d’abord calibré et validé sur cette

situation de référence. La validation de la situation de référence s’effectue sur deux

plans pendant les HPM et les HPS.

** Comparaison du débit simulé avec le débit mesuré,

** Comparaison des bouchons réels observés avec les bouchons reconstitués par

la simulation.

La situation de référence reproduit assez fidèlement les conditions de circulation réelles.

Après la validation de la situation de référence (scénario 1) pour INTEGRATION,

quatre autres scénarios ont été mis en œuvre et simulés avec ce modèle. Le scénario 5 et

le scénario 6 ont permis de simuler le fonctionnement en terme d’écoulement de trafic

du réseau pris en compte, pour la configuration du réseau à l’horizon 2003 sans et avec

aménagement du Pont de Nogent.

Le modèle est appliqué à l’ensemble des scénarios afin de comparer les résultats par

rapport aux indicateurs. Deux catégories d’indicateurs sont utilisées pour comparer les

résultats de simulation portant sur les différents scénarii mis en œuvre. Il s’agit d’une

part des indicateurs globaux sur l’ensemble du réseau simulé et d’autre part des temps

de parcours sur trois itinéraires principaux fortement influencés par le projet

d’aménagement du Pont de Nogent.

Les indicateurs globaux suivants sont utilisés pour évaluer les différents scénarii :

** Demande totale,

** Nombre de véhicules entrant sur le réseau,

** Nombre de véhicules ayant terminé leurs trajets en fin de simulation,


63

** Nombre de véhicules laissés en route à la fin de la simulation,

** Nombre de véhicules en bouchon à la fin de chaque tranche de 10

minutes pendant l’heure de pointe (du matin ou du soir) sur le réseau entier,

** Pour le réseau entier et pendant la période de chargement du réseau,

pendant l’HPS ou l’HPS et pendant la durée totale de simulation :

· déplacement effectué,

· temps total passé dans le réseau,

· vitesse moyenne.

Comme précédemment, nous ne détaillerons pas les résultats obtenus dans le cadre de

ses travaux, nous nous contenterons d’en résumer les grandes lignes.

L’analyse des résultats a été fondée sur les indicateurs de fonctionnement du réseau et

les images d’écran de simulation permettant d’avoir une vue claire des conditions de

circulation en terme de bouchon.

La comparaison des scénarios 5 et 6 est particulièrement significative pour valider le

projet d’aménagement du Pont de Nogent dans la mesure où l’évolution des autres

parties du réseau à l’horizon 2003 et la demande à cet horizon sont prises en compte

dans ces deux scénarii.

Les résultats ont montré que l’aménagement du Pont de Nogent permet d’améliorer les

conditions de circulation pendant les heures de pointes en terme de déplacement

effectué et de la vitesse moyenne sur l’ensemble du réseau. Il permet également de

diminuer le nombre de véhicules en bouchon par conséquent la longueur des bouchons

récurrents.

Du point de vue individuel, sur les trois itinéraires principaux sélectionnés,

l’aménagement du Pont de Nogent permet de réduire sensiblement le temps de parcours.

Du point de vue collectif, face à l’accroissement de la demande à l’horizon 2003,

l’aménagement du Pont de Nogent permet de réaliser un gain important du temps total

passé dans le réseau de l’ensemble des véhicules. Le temps total passé dans le réseau à

l’issu du modèle INTEGRATION est le cumul des temps passés dans le réseau de tous

les véhicules ayant terminé leurs trajets. Ce gain se traduit par l’augmentation du


64

nombre de véhicules pouvant atteindre leurs destinations et par l’augmentation de la

vitesse moyenne sur l’ensemble du réseau.

II.2.3 Enjeux et limites des modèles de simulations du trafic.

Dans cette sous-section, nous souhaitons passer en revue les principales contraintes à

l’utilisation des modèles de simulation dans l’exploitation des réseaux maillés

d’agglomération.

On distingue des limites d’ordre intrinsèque et extrinsèque. Ces dernières peuvent être

d’ordre comportemental, psychologique, logistique ou pédagogique.

L’analyse de ces limites nous paraît intéressante dans la mesure où elle permet d’attirer

l’attention des théoriciens, des modélisateurs et des gestionnaires sur les points à

prendre en considération lors de l’élaboration, du développement et de l’utilisation des

outils de simulation.

Les principaux éléments, limitant l’application des modèles dynamiques du trafic dans

l’exploitation routière opérationnelle, qui ressortent de la bibliographie dans le domaine

(Zhang Ming-Yu, 1997) sont :

** Les insuffisances des théories du trafic et notamment les hypothèses sur

lesquelles elles reposent. Les théories actuellement utilisées par les modèles

macroscopiques et dynamiques existant, se fondent sur les deux hypothèses suivantes :

*** information parfaite des automobilistes,

*** comportement uniforme des usagers.

Dans les conditions actuelles d’évolution rapide du trafic, l’introduction de nouvelles

techniques d’information a déjà modifié le comportement et le niveau d’information des

usagers.

Pour analyser les impacts des systèmes d’information sur les flux de trafic, il faut

développer des modèles dynamiques capables de décrire l’affectation du trafic et la

performance du réseau.

Pour remédier à ces limites, les modèles microscopiques capables de prendre en compte

chaque véhicule individuellement sont appelés à se développer comme on l’a vu au

travers des deux études présentées précédemment.


65

** Les données dynamiques sont encore difficiles à obtenir, ce qui complique le

calibrage et la validation des modèles.

Les résultats d’un modèle dépendent directement de la qualité des données nécessaires à

son fonctionnement. Les mauvaises performances des recueils automatiques de données

(en quantité et en qualité) furent un frein dans l’application de ces modèles (Abrous et

al ; 1988). La difficulté se trouve accrue lorsque les modèles ont besoins de données

dynamiques, en grande quantité pour leur validation. De plus, ces données doivent être

suffisamment fiables.

Avec la mise en service de SIRIUS, sur le réseau maillé d’Ile de France, le recueil

automatique de données (RAD) s’est densifié et aujourd’hui l’exploitant dispose d’une

quantité suffisante de données. Compte tenu de sa couverture spatiale limitée d’une part

et de sa résolution d’autre part, un réseau de capteur au sol ne peut à lui seul fournir

toutes les informations souhaitables.

Dans le cas des modèles d’affectation dynamique, le problème est plus crucial dans la

mesure où il est très difficile d’obtenir une matrice origine – destination qui soit

dynamique, c’est à dire en fonction de chaque instant de la journée. Cela impliquerait

des enquêtes très lourdes à gérer sur l’ensemble du réseau. La solution la plus

couramment envisagée consiste à adopter une matrice O / D obtenue de façon statique

en fonction d’un niveau global de la demande qui varie en fonction du temps. Cette

approche est intéressante et elle se justifie par le fait que, non seulement les données

statiques sont souvent disponibles, mais en plus elles sont peu sujettes à des variations,

de même que les différents paramètres du modèle de choix de l’heure de départ qui sont

vraisemblablement invariants à la mise en service de nouveaux systèmes d’information,

par exemple.

** Le maillage des infrastructures et le développement des systèmes

d’exploitation à l’aide des nouvelles technologies d’information ont engendré de

nouveaux besoins auxquels les outils existants ne sont pas toujours en mesure de

répondre. Le modèle doit être capable de répartir des flux de trafic en tenant compte du

maillage pour supprimer ou atténuer la congestion. La question théorique la plus

difficile reste la modélisation des nœuds dans les réseaux maillés. Le modèle de

simulation utilisé doit reproduire fidèlement ce qui se produit sur les axes autoroutiers et

du réseau de surface. Il doit être susceptible de traiter finement les conflits aux


66

intersections (ou nœuds du réseau) qui ont des effets indiscutables sur la fluidité du

trafic. Il doit également fournir au modèle d’affectation une fonction de coût telle que le

temps de parcours, mais aussi tenir compte des coefficients de répartition de flux sur le

réseaux fournis par le modèle d’affectation.

** La collaboration reste insuffisante entre les chercheurs qui développent les

modèles et les utilisateurs potentiels des outils de simulation. Des efforts insuffisants

ont été faits pour transcrire les modélisations en termes compréhensibles pour les

exploitants et les gestionnaires. Cependant ceux qui peuvent utiliser les résultats d’un

modèle ont aussi leur part d’effort à effectuer afin de se mettre au courant des nouveaux

outils et de ce qu’ils peuvent apporter.

Pour remédier à ces difficultés de communication, il convient de définir préalablement

et correctement les problèmes auxquels est confronté l’exploitant et les informations

dont il a besoin pour prendre une décision. Les créateurs de modèle de simulation

doivent avoir des relations de travail étroites avec les gestionnaire de réseau qui

envisage d’utiliser le modèle de simulation tout au long de son développement.

Avec la mise en service du système SIRIUS, plusieurs éléments sont favorables à une

application des outils de simulation pour aider l’exploitant dans l’optimisation du

fonctionnement du réseau maillé. Le RAD permet actuellement d’avoir des données,

d’une assez bonne fiabilité, et en quantité suffisante pour alimenter les modèles de

simulation du trafic. La multiplication des études de trafic effectuées a permis

d’augmenter la connaissance des phénomènes liés aux congestions et d’accroître

l’efficacité du travail de mise en œuvre des outils de simulation. Le réseau maillé

francilien et le système SIRIUS forment un très bon site d’expérimentation de ce point

de vue.

Compte tenu des contraintes subsistantes au développement des outils de simulation du

trafic, nous avons choisi dans le cadre de cette thèse d’essayer de développer une

méthodologie d’évaluation évitant le recours à la simulation de l’écoulement et de

l’affectation du trafic.


67

II.3 Le cadre d’évaluation des investissements routiers.

La qualité du service rendu par la route doit pouvoir se définir globalement et s’évaluer

non seulement par l’importance attribuée à la qualité de la construction et de l’entretien,

mais aussi par l’efficacité des actions d’exploitation routière. Selon le Petit Larousse, la

notion d’évaluation correspond au résultat de l’action d’évaluer. Il s’agit d’estimer et de

déterminer l’importance et/ou la valeur marchande de quelque chose. L’évaluation est le

plus souvent réalisée en comparaison d’une situation de référence par rapport à une

situation envisagée ou prévisionnelle. La finalité de l’évaluation est d’exposer les

raisons du choix de la solution retenue.

Du point de vue chronologique on distingue l’évaluation a priori qui correspond à

l’étape précédant la réalisation d’un projet, de l’évaluation a posteriori qui consiste à

estimer les résultats d’un projet après sa mise en service.

De manière plus précise, les investissements effectués dans le secteur routier peuvent

être évalués non plus seulement en termes globaux, mais selon différentes approches :

fonctionnelle et technique, opérationnelle et économique. Ces approches ne se suffisent

pas en elles-mêmes, mais sont complémentaires et elles constituent, prises dans leur

ensemble une évaluation cohérente. Le schéma II.4 illustre l'ensemble de ces différentes

évaluations.

L'évaluation économique est placée sur le dernier étage, car elle utilise les résultats les

plus significatifs des évaluations technique et opérationnelle en les transformant en

données monétaires selon son propre canevas.


68

Figure II.4 : Les différents stades d’évaluation.

Evaluationéconomique

Evaluation opérationnelle

Evaluation technique

Rentabilité socio - économique

Rentabilité financière Bilan coûts avantages pour non usager

Bilan coûts avantages pour l'usagerBilan coûts

avantages pour l'exploitant

Impact sur l'exploitation Impact sur le trafic

Stratégies d'utilisation

Contexte trafic Comportement de l'usager

Fonctionnnement du système

Architecture

Composants

Source : « Les enjeux économiques de l’exploitation routière », Fournier P., 1995.

** Les évaluations techniques portent globalement sur la faisabilité technique et les

performances techniques des différents projets. Elles ont pour but de déterminer dans

quelles mesures un système répond aux spécifications techniques, et permettent ainsi

d’évaluer un taux de panne ou de défaillance. Elles ne feront pas partie de notre propos

et sortent du cadre de notre recherche.

** Le volet de l'évaluation opérationnelle porte sur l'étude de l'ensemble des impacts

observés ou attendus du projet sur le trafic et son écoulement – concernant

essentiellement les usagers – et les impacts observés ou attendus du projet sur

l'exploitation elle-même – intéressant principalement l'exploitant.

** La logique des analyses socio-économiques et financières est différente. L’analyse

financière sonde les séquences d’excédents bruts d’exploitation et de flux de trésorerie


69

pour connaître le retour sur investissement. L’analyse socio-économique évalue l’intérêt

du projet pour la collectivité.

L’objet de cette section est axé sur la présentation et l’analyse des méthodes

d’évaluation socio-économique dans le domaine des investissements routiers.

L’évaluation économique et sociale a été instaurée pour fonder le choix des

infrastructures de transport. Elle consiste, à l’intérieur d’un espace géographique donné,

à comparer les effets des différentes solutions envisageables d’aménagement sur la base

de critères homogènes. La finalité de l’évaluation est d’exposer les raisons de la solution

d’aménagement sur le plan social et économique.

La pratique de l’évaluation pour les projets routiers est ancienne puisque la première

circulaire de la Direction des Routes en généralise l’emploi dès les années soixante. En

France, la Direction des Routes a défini deux instructions, régulièrement actualisées,

concernant les méthodes d’évaluations des investissements routiers :

-- en rase campagne : SETRA "Instruction modifiée et actualisée en septembre

1998".

-- en milieu urbain : CERTU "Instruction actualisée en octobre 1995".

Ces circulaires de la Direction des Routes précisent les règles conduisant à mesurer

l’utilité pour la collectivité et la rentabilité économique des projets. Ces textes visent

chacun à fournir un cadre général homogène aux évaluations et aux choix

d’investissements dans le secteur des transports intérieurs routiers.

II.3.1 L’évaluation socio-économique.

L’évaluation socio-économique consiste à apprécier l’intérêt d’un projet par l’apport de

surcroît de bien être à la collectivité par rapport à une situation sans le projet, appelée

situation de référence. Les études socio-économiques visent à s’assurer que la finalité du

projet n’est pas perdue de vue. Elles consistent à déterminer les besoins à satisfaire et

leur évolution probable à une échéance choisie, mais aussi à estimer le coût pour la

collectivité des solutions en compétition.

L’évaluation socio-économique a pour but d’estimer les pertes ou les gains sociaux,

c’est à dire les pertes ou les gains économiques globaux, pour la Collectivité, comme


70

résultat de la mise en place d’une application en comparaison avec la situation existante

ou diverses autres alternatives. Les gains sociaux (ou les pertes) sont déterminés en

utilisant des indicateurs ou critères appropriés, qui incluent non seulement les coûts et

bénéfices directs et indirects, mais aussi des facteurs non monétaires s’ils sont concernés

de manière significative par l’application à l’étude.

L’évaluation nécessite un ensemble cohérent de critères et d’indicateurs, qui soient

caractéristiques du service offert et facilement mesurables pour fixer des objectifs et

suivre leur évolution. Un critère caractérise la manière dont un objectif est atteint.

En ce qui concerne les opérations d’investissement routier en milieu urbain, différents

critères ont été retenus par l’instruction d'octobre 1995 (CERTU, 1995) pour rendre

compte de l'efficacité économique et sociale des investissements routiers. Nous citerons

quelques critères à titre d'exemple pour illustrer notre propos :

** Continuité d’itinéraire (gain de temps),

** Amélioration du fonctionnement de l’agglomération (accessibilité, inter

modalité),

** Sécurité,

** Satisfaction de l’usager (avantage, décongestion),

** Environnement,

** Emploi,

** Réduction de la dépense énergétique,

** Aménagement du territoire et développement régional,

** Coûts (investissement, entretien, exploitation et économie générale du projet).

Les méthodes d'évaluation visent notamment à appréhender les effets des

investissements et à améliorer les processus de décision quant aux choix à opérer. Le

choix de la méthode d’évaluation va dépendre du degré de quantification ou de

valorisation des critères qui caractérisent les objectifs assignés au projet considéré.

En général l’évaluation socio-économique recouvre :

-- l’évaluation des effets directs sous forme d’une analyse coûts - avantages.

-- l’évaluation des impacts des effets externes dont la synthèse est possible grâce

aux analyses multicritères.


71

Le groupe de travail du Commissariat Général au Plan présidé par M. BOITEUX

« Transports : pour un meilleur choix des investissements » a permis la remise à plat des

pratiques françaises en matière d’évaluation socio-économique de projets

d’infrastructures.

Ce ne sont pas tant les principes de l’évaluation socio-économique qui ont fait l’objet de

remise en cause, mais plutôt la manière dont ces principes étaient appliqués.

Ce rapport préconise d’abord de donner aux critères de rentabilité leur juste place, afin

d’éclairer au mieux les choix des décideurs. Le calcul économique, malgré ses

insuffisances, est encore ce qu’il y a de mieux pour évaluer des projets d’investissement.

Mais comme tous les effets d’un projet ne peuvent être transformés en valeurs

monétaires, ni restreints à un chiffre unique, il convient de compléter les critères

quantitatifs de rentabilité par des tests de sensibilité aux hypothèses et par une

description soigneuse des éléments non incorporables dans les calculs, et des effets

attendus du projet. Cette façon de faire est préférable à une présentation multicritères

qui a l’inconvénient de donner implicitement un même poids à chacun des effets décrits

qualitativement.

II.3.2 Les deux principales méthodes d’évaluation socio-

économique.

L'évaluation socio-économique des projets routiers (construction, exploitation) consiste

à comparer les coûts qu'ils suscitent aux bénéfices qui découlent de leur mise en œuvre.

Le choix de la méthode d'évaluation dépend du degré de quantification ou de

valorisation des critères caractérisant les objectifs assignés au projet considéré.

Il existe deux types principaux de méthodes d’évaluation socio-économique :

♦ les méthodes de type coûts - avantages

♦ les méthodes de type multicritères

Le choix de l’une ou l’autre va être conditionné par la possibilité ou non d’agréger

l’ensemble des critères quantifiés en un seul et unique comme l'indique le schéma II.5.


72

Figure II.5 : Méthodologie d’évaluation socio-économique.

Détermination des objectifs du projet

Détermination des critères caractéristiques des avantages

Qualification des critères Quantification des critères

ANALYSE MULTICRITERES

Valorisation monétaire de l'ensemble

des critères

Non

ANALYSECOUTS - AVANTAGES

Oui

Source : « Contribution à l’analyse économique de l’exploitation de la route », Zerguini S., 1998.

Nous présentons dans cette sous-section les principaux éléments qui caractérisent

chacune des deux méthodes.

La méthode coûts – avantages.

Elle s’applique principalement dans les situations où tous les objectifs peuvent être

évaluables en terme monétaire, elle implique donc la prise en compte uniquement de

critères valorisés et convertibles en valeur monétaire. Cette méthode couramment

utilisée en France comme à l’étranger est fondée sur la théorie du surplus économique

des différents agents économiques (sens de Dupuit) et est développée sur la base de la

théorie du bien-être. Le postulat, sur lequel elle repose, est que l’on peut associer à un

projet une valeur socio-économique qui peut être définie comme la résultante pour la

collectivité des éléments favorables ou avantages et des éléments défavorables ou

inconvénients liés à la réalisation du projet. La notion de surplus est fondamentale dans

l'analyse coûts - avantages.

Ce type de méthode prend en compte l’intérêt que la Collectivité dans son ensemble

peut avoir à réaliser un projet. On ne prend pas en compte les points de vue individuels

des différents agents économiques (usagers, collectivités publiques, entreprises, ni aux


73

transferts entre les agents). On s’intéresse uniquement au bilan global des recettes et des

dépenses liées au projet. Cette méthode se caractérise par le fait que l’on convertit les

différents coûts et avantages dans une unité commune par un mécanisme de conversion

monétaire.

Pour l’évaluation des investissements des projets de transport routier, le rapport du

Commissariat Général du Plan (Boiteux, 1994) préconise l’utilisation de quatre

principaux critères quantitatifs de décision dans les analyses coûts - avantages :

le bénéfice net actualisé ou valeur actuelle nette (VAN) mesure la variation d’utilité

collective liée à l’aménagement. Il est égal à la différence entre l’avantage net global et

le coût d’investissement, ces composantes étant actualisées à une même date de

référence (1995 par convention). Il ne sera possible d'effectuer un investissement que si

le bénéfice net actualisé est positif. Lors d'un choix possible entre plusieurs projets, la

valeur actuelle nette maximum permet de trancher.

ItFNTEVANini

i

i −+=−=

=� )(1

1

Une VAN >0 signifie que l'investissement est économiquement rentable. On a :

"FNTE" = flux nets de trésorerie d'exploitation. Ils représentent la somme du résultat

net d'impôt et des dotations aux amortissements. Les FNTE sont également appelés

capacité d'autofinancement.

"i" est l'année d'étude et "n" correspond à la durée de l'investissement.

"t" est le taux d'actualisation, fixé par le Commissariat Général du Plan. Le taux

d’actualisation est le paramètre qui permet de réaliser l’équivalence entre des avantages

qui seront disponibles à des époques différentes ou entre des dépenses qu’il faudra

engager selon des échéanciers différents. C’est un paramètre que l’on exprime

généralement en termes réels, c’est à dire déduction faite de l’inflation, comme

l’ensemble des autres variables intervenant dans les calculs économiques. En France,

le


74

taux d’actualisation recommandé par le Commissariat général du plan est de 8 % (année

de réf. 1995).

"I" représente le capital investi.

le taux interne de rentabilité (TIR) est la valeur du taux d'actualisation qui annule le

bénéfice net actualisé ou la valeur actuelle nette. Si cette valeur est supérieure aux taux

d’actualisation du Plan alors l’opération est intéressante pour la collectivité. Ce critère a

l’avantage d’être pratique et son calcul ne dépend pas du taux d’actualisation du Plan.

Entre plusieurs projets indépendants, il convient de choisir celui dont le bilan actualisé

est le plus élevé, qui n'est pas forcément celui dont le taux de rentabilité interne est le

plus élevé. Le taux de rentabilité d'un projet est le taux d'actualisation tr pour lequel la

VAN est nulle.

0)1(1

=−+=→−=

=� ItFNTEVANt r

ini

i

ir ou 0)1(1

=+�=

=

−ni

ir

ii tFNTE

le taux de rentabilité immédiate (TRI) : il représente le rapport entre le bénéfice ou

l’avantage à la première année d’exploitation du projet et le coût économique

d’investissement. Dans l’hypothèse de croissance annuelle des bénéfices, ce critère

permet de déterminer la date optimale de mise en service du projet. C’est la date pour

laquelle il devient égal au taux d’actualisation du Plan. A cette date, le bénéfice

actualisé est alors maximal.

ItCtATRI )1()1( 00 +−+=

Avec :

"A(t)" représente les avantages liés au projet à l'année t

"C(t)" représente les charges d'exploitation liées au projet à l'année t

"I" représente le coût d'investissement du projet

le bénéfice actualisé par franc investi (ou indice de profitabilité Ip) est le rapport

entre la somme des flux nets de trésorerie d'exploitation actualisés et le montant du


75

capital investi actualisé. Le projet est acceptable lorsque Ip est supérieur à 1. Ce critère

permet de comparer des investissements dont les montants sont différents. Il permet de

classer des opérations indépendantes placées à leur date optimale pour tenir compte

d'une contrainte budgétaire.

IVAN

IIVANItFNTEI

ni

iip

i +=+=+=�=

=

− 1)(/)1(1

Les limites de la méthode :

Cette analyse a le mérite de faciliter les comparaisons entre différents projets

d'investissement et de rationaliser économiquement l'exploitation. L’analyse coûts-

avantages utilise la monnaie comme seule unité de compte, c'est à dire que les coûts et

les avantages doivent être mesurés ou convertis en unité monétaire pour permettre une

comparaison directe. Les différentes catégories de coûts et d’avantages sont évaluées par

rapport à une situation de référence. Il est indispensable d’expliciter la consistance de la

situation de référence par rapport à laquelle le projet est évalué.

Les effets d’un projet sont rarement des effets directement monétaires. Pour les prendre

en compte, il faut donc leur donner un équivalent monétaire : cela s’avère plus ou moins

difficile selon le type d’effet. Or une analyse coûts - avantages s’intéresse exclusivement

aux impacts du système qui peuvent être, soit directement (économie sur le coût

d’utilisation du véhicule), soit indirectement (gain en terme de temps de déplacement),

estimés en unités monétaires. Les impacts que l’on ne peut pas transformer en unités

monétaires ne seront pas pris en compte, c’est pourquoi la fiabilité des résultats d’une

analyse coûts-avantages augmente avec la proportion des impacts du système qui

peuvent être exprimés en unités monétaires.

De nombreux impacts sont actuellement absents de l’évaluation socio-économique,

notamment les effets liés aux actions d’exploitation et certains effets externes que l’on

ne sait pas transformer en valeur monétaire. Lorsque les effets d’un projet ne peuvent

pas être traduit en valeur monétaire sur un marché ou qu’il s’agit d’impacts non

quantifiables, on ne peut pas en tenir compte dans le bilan coûts-avantages. Ainsi des

thèmes comme les impacts sur l’emploi, les objectifs d’aménagement du territoire ou les

effets sur l’aménagement urbain, le confort ou la régularité existent dans les textes des

circulaires mais sont souvent absents du processus décisionnel.


76

Les méthodes multicritères.

L'analyse multicritères s’applique le plus souvent aux impacts qui ne peuvent pas

facilement être exprimés en unités monétaires. Dans la pratique, elle permet de prendre

en compte à la fois des critères quantifiables (éventuellement monétisés) et des critères

plus qualitatifs. Ces critères sont ensuite pondérés pour tenir compte de leur importance

ou des préférences des décideurs dans les divers processus décisionnels. L'analyse

multicritères permet de prendre en compte leurs stratégies, leurs opinions et leurs

préférences, fonctions du système de valeur dont ils sont porteurs.

Comme l’analyse coûts-avantages, l’analyse multicritères a aussi pour but d’évaluer et

de valoriser les impacts d’une application par comparaison à une situation de référence

ou à d’autres alternatives avant la réalisation à grande échelle de l’application. Suite à la

variété des critères, la rationalité des investissements peut être mesurée dans toutes ses

dimensions en ne se limitant pas au seul point de vue financier, mais en y intégrant aussi

d'autres critères tels l'amélioration des performances du service impliqué ou

l'appréciation de la qualité du service rendu aux usagers.

Les limites de la méthode :

L’analyse multicritères présente l'opportunité de laisser aux responsables une grande

liberté dans leur prise de décision. En effet elle permet la prise en compte d’impacts

traduits sous forme de critères qui peuvent être non mesurables quantitativement, mais

qui sont de nature qualitative et donc subjectifs ce qui permet de les combiner, de les

pondérer selon les préférences de chacun et de les agréger éventuellement pour laisser

l’entière interprétation des résultats et des conclusions aux décideurs. Cependant la

méthode multicritères de par sa liberté dans la nature et la spécification des critères

permet de prendre en compte cette pluralité des impacts et des projets liés à

l’exploitation routière qu’ils soient traduits sous forme de critères valorisés, quantitatifs

ou qualitatifs. Le problème principal de cette méthode réside dans le fait que c'est avant

tout une méthode d'aide à la décision, plus qu'une méthode d'évaluation proprement dite.

Pour le milieu urbain, l’analyse multicritères a toujours été privilégiée par les différentes

instructions. Cependant, il reste difficile d'évaluer l'effet des allongements de parcours et

les phénomènes d'induction de trafic. La fluidification du trafic consécutive à la mise en

place d'une gestion du trafic optimale n'est pas prise en compte. De plus, il s'avère

complexe d'estimer la part du trafic induit lié au développement des infrastructures


77

routières et plus encore à l'introduction des systèmes intégrés d'exploitation routière. Il

n'existe pas non plus de valorisation du couple infrastructures/système d'information. Or

du point de vue intuitif, l'utilité des systèmes d'information réside justement dans leur

capacité à réduire l'incertitude dans laquelle se trouve l'usager et à établir une

communication gestionnaires / usagers. La mesure de ce critère de confort est

certainement importante.

II.3.3 État de l’art en matière d’évaluation de l’exploitation.

Dans cette sous-section, il n'est pas apparu indispensable d'énumérer et d'exposer

l'ensemble des nombreuses recherches en matière d'évaluation socio-économique des

systèmes et des actions d'exploitation routière. En effet, un grand nombre de travaux

isolés sur l'évaluation socio-économique de l’exploitation de la route ont été conduits

tant en France qu’à l’étranger. Nous avons limité notre présentation à un seul exemple

d'analyse dans le cas du projet européen EVA ("Evaluation process for road transport

informatics") qui reflète bien la problématique dans ce domaine.

Dans le contexte de la thèse, il nous a semblé plus opportun de porter notre attention sur

les évaluations socio-économiques dans le domaine de l'information routière dynamique

par panneau à message variable (PMV). Nous présentons donc, préférentiellement, les

travaux qui développent des éléments de méthode essentiels à une bonne compréhension

des problématiques d'évaluation de l'information routière par panneau à message

variable et à leur déclinaison dans des cas concrets.

Actuellement les méthodes d'évaluation économique des investissements en matière

d'infrastructure routière connaissent un renouveau avec le développement des systèmes

d'exploitation routière faisant appel aux nouvelles technologies des télécommunications

et de l'informatique.

Le contexte d'évolution permanente de l’exploitation routière transforme les méthodes,

les outils et les pratiques des exploitants de réseaux. C'est pourquoi le suivi et

l'évaluation des actions déployées sur le terrain sont devenus indispensables pour mieux

cerner les conséquences réelles des politiques d'exploitation ou comparer les différentes

stratégies mises en œuvre. L'analyse socio-économique permet d'appréhender les

éléments de coût et de mesurer l'efficacité d'une pratique ou d'un système d'exploitation

aux travers de différents critères de rentabilité.


78

Les travaux menés jusqu'à présent se répartissent en deux groupes :

- En premier lieu, il y a ceux dont l’objet est de présenter les résultats de

l’évaluation d’un système d’exploitation composé d’équipements de recueil de

données trafic, de traitement de diffusion ou de régulation.

- En second lieu, il y a ceux qui fournissent des résultats en terme d’impact de

certaines actions d’exploitation (gestion des incidents, régulation d'accès, régulation

des vitesses et l'information par PMV).

La méthode d’évaluation des actions d’exploitation permet d’estimer les bénéfices ou

les avantages procurés par l’action considérée, mais il est souvent très difficile

d’identifier les coûts de sa mise en œuvre. Dans le cas de l’évaluation des systèmes

d’exploitation routière c’est le problème inverse qui se pose. Un calcul comptable

permet l’estimation des coûts, mais il est souvent difficile d’appréhender les avantages

en termes physiques ou monétaires que procure le système considéré.

Analyse d'une méthodologie d'évaluation socio-économique européenne : le projet

EVA.

Dans le cadre des projets européens, beaucoup d’études voient le jour et traitent des

nouvelles possibilités qu’offrent les moyens actuels de communication pour lutter contre

les difficultés engendrées par l’augmentation du trafic.

Issu du programme de recherche européen DRIVE (Dedicated Road Infrastructure for

Vehicule Safety in Europe), le projet EVA "Evaluation process for road transport

informatics", propose une méthode d’évaluation socio-économique comparative des

systèmes télématiques avancés pour le transport routier. Ces travaux se situent dans le

cadre d’une problématique trans-européenne dont l’un des objectifs est la recherche

d’une compatibilité entre les évaluations des différents pays de l’Europe.

Les objectifs de l'exploitation routière pris en compte par la méthode EVA sont

l'amélioration de l'efficacité, de la sécurité et de l'environnement. Ils ont été déclinés en

termes de critères d'évaluation classiques utilisés dans le domaine de l'investissement

routier : les coûts, le temps de parcours, les coûts d'utilisation du véhicule, le confort, la

sécurité, la pollution de l'air et le bruit.

EVA propose un ensemble de critères relevant de l’approche socio-économique où tous

les critères possibles ne sont pas sondés mais seulement ceux qui se traduisent par des

coûts ou avantages pour la Collectivité. Les critères qu’EVA met en avant sont


79

considérés comme communément acceptés et pertinents ; de plus, pour être utilisables

ils doivent posséder les qualités suivantes :

♦ complets : c’est à dire couvrir le plus possible les coûts et les avantages

sociaux,

♦ transparents : bien définis et sans ambiguïté,

♦ additifs : il ne doit pas y avoir de double comptage,

♦ enregistrables : on peut identifier la procédure de détermination,

♦ évaluables : on peut leur attribuer une valeur monétaire, une unité ou un

objectif à atteindre.

La schéma II.6 montre le système qui hiérarchise les objectifs en tenant compte de

l'importance des différents critères dans le processus d’évaluation. On remarque que les

critères sont définis dans les mêmes termes que ceux dans lesquels leur impact sera

mesuré.

Figure II.6 : Un modèle formel du processus d'évaluation.

Source : Evaluation Process for Road Transport Informatics - EVA Manuel ; Drive Project V1036,

Munich Décembre 1991.

Pour permettre l'évaluation des projets d'exploitation routière selon la méthode coûts-

avantages, EVA fournit un ensemble de valeurs monétaires unitaires pour chacun des

critères identifiés. Les valeurs préconisées par le projet EVA répondent à certaines


80

préoccupations en ce qui concerne la variation de la valeur du temps selon le motif de

déplacement. Elles différencient aussi les Poids Lourds en plusieurs catégories et

s'écartent quelque peu des valeurs tutélaires françaises.

Le cadre conceptuel d'évaluation des effets monétaires du projet EVA est analogue à

celui des méthodes existantes en France depuis de nombreuses années. On constate ainsi

qu'un consensus européen pour évaluer les effets monétaires d'un projet d'exploitation

routière est en train de se mettre en place progressivement, visant l'harmonisation et la

comparaison entre les évaluations économiques de différents projets.

Revue des gains potentiels de l'information routière dynamique par panneaux à

message variable.

En France comme en Europe, les grandes agglomérations se dotent de leur propre

système d’information routière dynamique. Nous citerons trois exemples qui ont fait

l'objet de travaux d'évaluation socio-économique dans ce domaine : RIA à Amsterdam,

CORALY dans l'agglomération lyonnaise et SIRIUS en Ile de France. Ces trois

systèmes, implantés sur des réseaux maillés d'autoroutes périurbaines, illustrent

différentes approches de l'information trafic. Les études d'évaluation socio-économique

de ces systèmes ont été entreprises de manière plus ou moins complète avec plusieurs

niveaux de résultats, principalement au début des années 1990.

L'objectif, considéré comme le dénominateur commun à l'ensemble de ces systèmes, est

d'annoncer aux usagers les conditions de circulation (événements ou niveau de trafic)

avec pour finalité d'entretenir une relation de communication entre l'exploitant et

l'usager.

L'information par panneau à message variable (PMV) consiste à informer le conducteur

sur les conditions de circulation rencontrées en aval. Elle peut revêtir plusieurs formes :

- la simple indication des temps de parcours sur l'itinéraire suivi ;

- en cas de congestion (récurrente ou occasionnelle), la protection des débuts de

queue, par la mention "bouchon " ;

- à l'approche d'un point de choix, l'information sur les conditions de circulation sur

les différents itinéraires possibles, induisant éventuellement des reports de trafic

(Cohen, 2000).


81

Il s'agit de ne pas laisser l'usager dans l'ignorance des événements, dont l'exploitant a

connaissance (aspect de confort), de l'inciter à une conduite plus prudente (aspect

sécurité et confort) et lui donner la possibilité s'il le souhaite de changer ou d'adapter son

itinéraire (aspect confort).

Le tableau II.7 présente l'analyse que nous avons menée sur les études d'évaluation des

systèmes cités précédemment. Nous avons récapitulé les principales caractéristiques des

opérations d'évaluation socio-économique ainsi que les conditions générales d'études

pour chaque système.

A la fin de cette sous section, nous exposons les bilans socio-économiques obtenus pour

chacune de ces évaluations (Tableau II.8).

Tableau II.7 : Caractéristiques générales et conditions d'études des différentes

évaluations socio-économiques répertoriées pour les systèmes d'information routière par

PMV.

RIA CORALY SIRIUS

(Etude n°1)

SIRUS

(Etude n°2)

Site considéré Réseau desservant

2 tunnels et le

périphérique de la

ville soit ∼ 40 km.

Trois principaux

points durs :

Fourvière,

Sermenaz, Ternay.

Réseau maillé

d'autoroutes de

l'Est de l'Ile de

France

soit ∼ 300 km.

Réseau maillé

d'autoroutes de l'Est

de l'Ile de France

soit ∼ 300 km.

Type de PMV - 1+3 PMV

-information sur

les bouchons.

- avertit sur

l'existence de

bouchon.

-conseille un

itinéraire.

- avertit sur

l'existence de

bouchon.

(∼ 130 PMV).

- avertit sur

l'existence de

bouchon.

- temps de parcours

(∼ 150 PMV).

Période

d'évaluation

Février à Mai 1992

- données 10 jours

- enquêtes usagers.

Été 1993 : 8

journées

représentatives pour

la congestion

saisonnière.

6 mois après

l'implantation

(Novembre 1993).

Année 1996.

- données trafic

- enquêtes usagers.

Observations Évaluation à priori

: on extrapole les

résultats à partir

d'1 PMV.

Évaluation de

l'information

uniquement.

Évaluation assez

approximative de

l'ensemble du

système.

Évaluation du

système la plus

complète

actuellement.


82

En novembre 1991, le premier PMV du projet RIA (Route choice Information

Amsterdam) est implanté sur l'A8. Son rôle est de signaler les bouchons dans le

Coentunnel et en direction du Zeeburgtunnel sur le périphérique d'Amsterdam (A10).

Entre 1991 et 1994, trois autres PMV ont été implantés pour diffuser une information

sur les bouchons sur l'ensemble du périphérique. L'évaluation socio-économique, dont la

réalisation entre dans le cadre du projet Européen EAVES4, est une partie intégrante du

projet RIA et son financement est donc budgété dans le cadre des investissements (à

environ 4MF).

L'objet de l'évaluation socio-économique du système CORALY, réalisée par Bouilly C.

dans le cadre de son rapport de DEA, est de répondre à la question : "concrètement,

dans quelles mesures les systèmes d'information et de gestion du trafic améliorent–ils

les performances des infrastructures sur lesquelles ils sont mis en place et leur coût le

justifie-t-il ?". Ces travaux consistent en une méthodologie générale d'évaluation du

système d'information dynamique appliqué au système CORALY. L'investissement

étant loin d'être terminé, l'évaluation ne peut pas conduire au calcul du taux de

rentabilité. L'auteur détermine donc un gain moyen par jour ouvrable théorique auquel il

compare celui obtenu lors de l'évaluation de l'information.

Depuis la mise en service de SIRIUS sur le réseau des voies rapides à l’Est de l’Ile de

France, diverses études d’évaluation socio-économique ont été réalisées. Elles

concernent les aspects fonctionnels du système, ainsi que la validation des principaux

objectifs en terme d'intérêt collectif : sécurité, fluidité et confort. Les deux principales

évaluations qui ont retenues notre attention sont :

♦ "Bilan de SIRIUS 1 après 6 mois d’exploitation" (Étude n°1) réalisé en novembre

1993 par le SIER.

Cette étude a pour objet d’indiquer les premiers effets de SIRIUS en terme de sécurité,

de fluidité du trafic, de confort des usagers et de rentabilité de l’opération après

seulement 6 mois de fonctionnement. Cela représente un recul très limité dans le temps

pour les mesures directes d’effet d’autant que l’on peut considérer que le système

d’exploitation n’a certainement pas atteint sa pleine efficacité.

4 EAVES (Evaluation and Assessment of Variable European Sign Systems) DRIVE PROJECT V2020 - Pilot project economic evaluation – December 1994.


83

♦ "Évaluation de l’exploitation des voies rapides en région Ile de France. Cas de

SIRIUS Est" (Étude n°2) réalisée par M. FRYBOURG et J. ORSELLI (Septembre

96).

La Direction Régionale de l’Équipement d’Ile de France a fait procéder, (suite à la

décision ministérielle du 4 avril 1989 de réaliser l’opération SIRIUS) à une évaluation

de SIRIUS après stabilisation de la phase réalisée au cours du Xème plan (moitié Est de

l’Ile de France). Cet examen approfondi avait pour but d’évaluer les apports de SIRIUS

par rapport à ses objectifs.

La troisième partie de ce rapport concerne l’évaluation monétaire de SIRIUS Est.

Abordée dans cette section, elle a plus particulièrement retenu notre intérêt car elle

illustre un cadre théorique d’évaluation socio-économique des systèmes d’exploitation

routière et de l’information sur les panneaux à message variable.

L'évaluation socio-économique suppose que l'on puisse mettre en regard les coûts

monétaires (investissements et fonctionnement des systèmes) et les bénéfices obtenus

tant en termes individuels qu'en termes collectifs (sécurité, gain de temps,

environnement).

Nous avons récapitulé dans le tableau II.8, l'ensemble des résultats des différentes

évaluations socio-économiques pour chacun des systèmes décrits précédemment. Dans

la première colonne, sont regroupés les différents critères d'évaluation retenus pour

chacun des systèmes d'exploitation étudiés. Les critères choisis, par les auteurs des

différentes évaluations, sont des critères transformables en valeurs monétaires. Dans les

quatre colonnes suivantes, sont indiqués les gains monétaires correspondant à chacun

des critères évalués. Chaque colonne présente le bilan socio-économique de chaque

système d'exploitation routière identifié en tête de colonne.


84

Tableau II.8 : Résultats des différentes évaluations socio-économiques des systèmes

présentés.

Les résultats sont exprimés en MF HT 1994.

CRITERES RIA CORALY* SIRIUS 1 SIRIUS 2

Investissements

Coût annuel de

fonctionnement

13,9

0,305

0,44 /jour ***

680**

50

388

48

Gains de temps procurés par

l’information des PMV dont intérêt collectif

Dont intérêt individuel

Gain de temps par

l’information sur les

accidents

Sécurité par les annonces sur

PMV - dont queues de bouchon

- dont accidents

- dont chantiers

Énergie

Pollutions

10,6

n.m

n.m

n.m

n.m

14.7

soit 0.45/jours

n.m

n.m

n.m

n.m

200 à 250

150

250

110

75

65

n.m

n.m

321 à 460

308 à 428

13 à 32

7 à 13

40

2 à 3

2 à 3

TOTAL des bénéfices

("surplus annuel")

10,6 0,45 /jour 600 à 650 372 / 519

Rentabilité économique (%)

74

102

80 à 89

83 à 121

n.m : valeur non mesurée ou non évaluée.

* L'évaluation est réalisée à l'échelle de la journée.

** Cette valeur tient compte de 270 MF HT pour la construction d'infrastructures nouvelles.

*** L'auteur calcule la rentabilité par rapport à l'amortissement journalier de l'investissement sur 3 ans.


85

Cet état de l'art met en évidence la diversité et l'hétérogénéité des différentes approches

de quantification et de valorisation des critères dans le cadre de l'évaluation socio-

économique de système d'exploitation routière utilisant l'information dynamique des

usagers par PMV.

Les critères de sécurité et de gain de temps sont les plus souvent étudiés mais sans lien

vraiment étroit avec l'action d'information pour la sécurité. Le gain de temps est valorisé

pour toutes les études sur la base des valeurs appliquées dans l'investissement routier.

La problématique de l'évaluation socio-économique de l'exploitation routière évolue

progressivement. Le degré de complexité s'accroît et nécessite une analyse plus subtile

pour évaluer et comprendre les choix des usagers.

II.4 Remise en cause de l'hypothèse d'utilisation optimale des

infrastructures.

Au début de ce chapitre nous avons défini l’exploitation routière comme étant

l’ensemble de toutes les actions destinées à faciliter ou améliorer l’utilisation d’un

réseau routier existant. Son objectif principal est donc d’optimiser l’usage de la route ou

de l’autoroute, et son rôle de faire fonctionner le réseau routier de manière à retirer le

plus d’avantages possibles pour la Collectivité mais aussi pour tous les acteurs

économiques.

L’objectif de cette section est d’essayer de démontrer le caractère irréaliste de

l’hypothèse d’utilisation optimale des infrastructures. En effet si l’on considère la nature

périodique des mouvements de trafic en Ile de France, on peut concevoir intuitivement

que cette hypothèse d'utilisation optimale constitue plutôt un cas particulier. D'un point

de vue économique, on peut considérer que lorsque les conditions de circulation sont

fluides, la route ou l’autoroute est sous-utilisée par rapport à sa capacité maximale.

Tandis que pour les situations de congestions (fréquentes sur le réseau autoroutier

francilien), un optimum d’utilisation des infrastructures doit pouvoir être atteint

notamment grâce aux nouveaux systèmes d’exploitation routière.


86

II.4.1 Rappel de la théorie économique classique.

Le secteur des transports a toujours été un domaine de prédilection pour les

économistes, car il se situe à la croisée des chemins de l'économie privée et de

l'économie publique, pour des raisons qui certes peuvent être comprises d'un point de

vue institutionnel et historique, mais qui tiennent également en grande partie à des

considérations d'analyse microéconomique (Quinet, Touzery et Triebel, 1982).

Outre la question de l'existence de coûts fixes qui déterminent le mode de gestion des

transports et rend nécessaire la décomposition de la gestion des infrastructures et des

prestations de services, la présence de coûts non valorisés par le marché (congestion,

insécurité et pollution) donne une dimension remarquable à l'économie des transports.

Pour combler les lacunes du marché, l'économiste va devoir tenir compte du problème

de la valorisation des éléments non marchands (le temps, la vie humaine et le confort)

dans les choix d'investissements ou de tarification d'infrastructures.

Pour chaque mode de transport, on distingue deux secteurs : d'une part l'infrastructure et

les services de gestion, d'entretien et d'exploitation qui s'y afférent, et d'autre part les

prestations de service à partir de matériel roulant, flottant ou volant. Ces deux secteurs

présentent des caractéristiques techniques et économiques très différentes.

Les infrastructures de transport comportent des indivisibilités très marquées qui se

traduisent par l'existence de coûts fixes très importants. Du point de vue économie de

production, il s'agit d'une activité "non différenciée", ce qui implique que sa gestion ne

peut pas être réalisée sous un régime de libre concurrence d'unités de production

distinctes s'affrontant sur le marché. L'état doit intervenir pour aboutir à une allocation

des ressources optimale.

Lorsque les infrastructures existent, il est généralement admis par les économistes des

transports que la fourniture de prestations de services par route (ou par air) constitue une

activité différenciée. Ce secteur est exclu de notre propos dans la suite de cette analyse

car il sort du cadre de nos travaux de recherche.

La rentabilité économique pour la collectivité de l'investissement d'infrastructure

routière.

La réalisation d'un investissement d'infrastructure permet d'offrir aux usagers un

nouveau service ou un meilleur service dans le cas de l'amélioration d'une infrastructure.

Il en résulte pour la collectivité prise dans son ensemble un avantage ou "surplus


87

collectif" dont la méthode de calcul se rattache à la théorie néoclassique. Une

présentation intuitive de l'avantage lié à un investissement d'infrastructure, équivalente à

celle résultant de la théorie néoclassique consiste à utiliser la notion de surplus de

Dupuit (Quinet, Touzery et Triebel, 1982).

Les bases théoriques des calculs de rentabilité, appliqués aux investissements

d'infrastructure, restent les mêmes que dans le cas général. La théorie du surplus fournit

une mesure de l'avantage qui résulte de l'investissement pour la collectivité.

Imaginons une infrastructure qui permet d'effectuer un trajet d'un point A vers un point

B pour un coût de déplacement C pour l'usager. La courbe de demande (D) lié à ce

service, correspondant au volume de trafic (nombre d'usagers potentiels) entre A et B en

fonction du coût de transport pour l'usager, est représentée sur la figure II.7.

Figure II.7 : Théorie du surplus selon Dupuit.

La courbe de demande (D) montre que si la possibilité d'effectuer le trajet AB est offerte

au prix C0 alors il y aura T0 usagers. Dans le cas d'un investissement qui permet de

diminuer le coût du transport entre A et B d'une quantité C0 – C1, le trafic passe de T0 à

T1 et la variation de surplus des usagers sera :

�−=1

0

C

CTdCS


88

Ce surplus peut se décomposer en deux parties correspondant aux aires S1 et S2. Le

surplus des usagers anciens est représenté par S1. Le surplus des usagers nouveaux S2,

égal à l'aire du triangle OPQ et qui correspond au fait que les usagers nouveaux utilisent,

pour un coût C1, un service qu'ils étaient prêts à payer à un coût plus élevé selon la

formulation du surplus au sens de Dupuit.

Suivant le point de vue pris en compte et la nature des avantages calculés, il existe

plusieurs notions de rentabilité pour un investissement d'infrastructure. On distingue

principalement la rentabilité financière pour l'exploitant, la rentabilité économique pour

la collectivité et la rentabilité économique marchande. Nous limiterons notre propos au

cas particulier de la rentabilité économique pour la collectivité.

La création d'une infrastructure de transport a des conséquences qui ne se traduisent pas

uniquement en termes financiers dans les comptes de l'entreprise exploitante, mais qui

sont aussi tout à fait perceptibles au niveau de la collectivité nationale. C'est le cas par

exemple pour la sécurité des usagers ou de la pollution. De plus les infrastructures sont

souvent gérées comme un service public ouvert à tous, ne donnant pas lieu directement

à la perception d'un péage.

La rentabilité économique pour la collectivité permet d'intégrer non seulement les effets

marchands mais aussi tous les avantages liés à la réalisation d'une infrastructure qui ne

donnent pas lieu au versement d'une contrepartie monétaire. C'est le cas des gains de

temps, auxquels on peut ajouter un "bonus" de confort du fait de la diminution de la

pénibilité de la conduite.

Nous avons représenté sur la figure II.8, la courbe de demande en fonction du coût

individuel et du coût collectif dans le cas de l'amélioration d'une infrastructure routière.

Avant la réalisation du projet d'amélioration, il circule sur l'infrastructure un trafic T0, le

coût de circulation ressenti par les usagers est C0 et le coût collectif C'0. Après

l'amélioration de l'infrastructure, le trafic et les coûts deviennent T1, C1 et C'1.


89

Figure II.8 : Courbe de demande en fonction du coût individuel et du coût collectif

dans le cas de l'amélioration d'une infrastructure routière.

L'avantage individuel A1 des usagers est égal au surplus des usagers, représenté sur le

graphique par l'aire du trapèze PQSR. D'après la définition du surplus illustrée ci-

dessus, il se décompose en un avantage des anciens usagers A11 et un avantage des

usagers nouveaux A12.

L'avantage des anciens usagers est la réduction de coût permise par l'aménagement

réalisé soit

A11 = T0 (C0 – C1)

L'avantage des usagers nouveaux est égal à l'aire du triangle RST soit

A12 =

2))(( 1001 CCTT −−

L'avantage collectif A2 non répercuté dans l'avantage individuel, est la différence entre

la partie du coût total non répercuté sur les usagers avant et après l'aménagement soit

A2 = T0 (C'0 – C0) – T1 (C'1 – C1)

L'avantage lié au projet d'aménagement est A avec

A = A1 + A2 +1/2 (T1 –T0)(C1 + C0) + T0 C'0 - T1 C'1


90

Nous avons ainsi établi une expression des avantages liés à un investissement en

fonction du volume de trafic et du coût généralisé. Or, le coût généralisé dépend lui-

même de la valorisation du temps et du confort.

Le temps est un bien rare et pour un économiste, l'idée d'associer une valorisation

économique au temps gagné n'est pas incohérente dans son principe. Cependant la

valorisation du temps gagné dans les transports n'est pas un problème simple dans la

pratique. Le concept de valeur du temps s'introduit dans les transports de deux façons

différentes.

La valeur du temps sert d'une part à expliquer le comportement du consommateur en

matière de choix de mode ou d'itinéraire, donc pour évaluer une demande de trafic. Il

s'agit de la valeur individuelle car elle est relative aux individus et construite pour

expliquer le comportement de ces individus. La valeur du temps sert d'autre part à

évaluer économiquement les gains de temps des usagers sur une infrastructure de

transport dans le calcul de la rentabilité économique pour la collectivité d'un

investissement d'infrastructure. Il s'agit de la valeur collective du fait de son utilisation

dans les calculs de rentabilité économique pour la collectivité.

Deux thèses s'affrontent quant à la valeur à attribuer au temps dans les calculs de

rentabilité économique. Pour les uns, dans une société basée sur la libre décision des

agents économiques, il ne semble pas justifié que l'État détermine une valeur à attribuer

au temps sans se référer au comportement des usagers. La "valeur individuelle" du

temps, résultant de l'observation du comportement des individus serait donc utilisée

comme "valeur collective" dans les calculs de rentabilité.

Pour d'autres, le calcul économique peut fort bien utiliser des valeurs dites "tutélaires",

pour des biens comme le temps, dont la valeur individuelle représente mal l'intérêt pour

la collectivité.

La tarification des infrastructures routières.

En France, pour les infrastructures routières il est recommandé d’appliquer la

tarification au coût marginal social. Le coût marginal social est défini comme la somme

des coûts marginaux d'usage de l'infrastructure, des coûts de congestion et des coûts

d'insécurités. Pour être tout à fait exact, il faudrait tenir compte également des coûts des

nuisances comme le bruit ou la pollution. Mais il est actuellement encore difficile dans


91

la pratique de les valoriser. Gérer de manière optimale l'infrastructure consiste à faire

supporter à chaque usager l'ensemble des coûts marginaux qu'il occasionne, c'est à dire

son coût social (Quinet, 1982).

Or du seul point de vue de l'utilisation de l'infrastructure, l'usager ne ressent que le coût

moyen de congestion (coût monétaire du temps) et d'insécurité (prime d'assurance contre

les accidents). Par contre il est à l'origine d'autres coûts supportés par la collectivité :

bruit et pollution supportés par les riverains, accidents et congestion supportés par les

autres usagers de l'infrastructure. Dans ces conditions, il est nécessaire de prélever sur

l'usager de l'infrastructure une taxe ou un péage égal à la différence entre le coût

marginal social occasionné et le coût moyen supporté par l'usager comme indiqué sur la

figure II.9.

Figure II.9 : la tarification au coût marginal social.

L'établissement d'un tel péage ou d'une telle taxe rend optimal le nouveau point

d'équilibre de l'offre et de la demande. Cependant, si la tarification au coût marginal

social demeure conforme à la théorie de l'allocation optimale des ressources, elle

n'assure pas nécessairement l'équilibre budgétaire (Quinet, 1982).

Une difficulté réside dans l'évaluation des taxes spécifiques à l'usage des infrastructures

routières et notamment celle des coûts non marchands qu'il convient de valoriser. En


92

effet, on ne sait pas calculer avec une approximation satisfaisante les différents postes

de coûts d'usage des infrastructures. Par exemple le coût de la congestion routière, c'est

à dire le coût des pertes de temps qu'un véhicule impose aux autres utilisateurs de

l'infrastructure par son introduction dans la circulation fait partie du coût social de la

route. Il peut être calculé grâce à l'estimation, à partir d'observations de la circulation,

d'une courbe débit – vitesse. Cependant de faibles variations dans la formule choisie

peuvent conduire à des variations importantes d'estimation du coût de la congestion.

II.4.2 L'analyse du phénomène de la congestion.

La notion d’utilisation de la route est souvent déterminée par rapport au phénomène de

congestion, phénomène dont la notion reste souvent vague et floue et pour laquelle il

n’existe pas de définition unique et acceptée de tous. Nous proposons d'illustrer ce

concept à travers les deux définitions suivantes : "la réalité de l’utilisation d’une route

est qu’au delà d’un certain degré d’utilisation assez vite atteint, les usagers se gênent les

uns les autres" (Prud’homme, Ming, 1998).

Nous disons qu'il y a congestion lorsqu'il y a "trop" de monde à un endroit donné, à un

moment donné. Trop parce que cette affluence empêche d'atteindre le niveau de

performance affiché, ce qui se traduit par une file d'attente dans laquelle se stocke le

trop plein du déséquilibre entre la demande (excessive) et l'offre qui peut elle-même

chuter en raison de la file d'attente (Durand-Raucher, 1997). La file d'attente ou le

bouchon crée une gêne à tous les usagers présents sans distinction, qui a pour finalité

une désutilité collective qui peut être élevée.

Selon le glossaire de l'exploitation de la route (SETRA, 1996), le bouchon est défini

comme une accumulation, sur une ou plusieurs files continues, de véhicules arrêtés ou

progressant à une allure moyenne très lente et "par bonds". Le bouchon se caractérise

par l'axe, le sens de circulation et le nombre de files, mais aussi par son origine (tête du

bouchon) et son extrémité (queue du bouchon) ainsi que sa longueur. Sur le réseau

francilien d'autoroutes, équipé du système d'exploitation routière SIRIUS, la définition

du bouchon est rattachée à la vitesse moyenne des automobilistes. Le seuil des valeurs

de vitesse admis est de 30 km/h.

La figure II.10 illustre la liaison qu'il existe entre la définition du bouchon et

l'information dynamique diffusée sur les panneaux à message variable du réseau


93

autoroutier équipé de SIRIUS.

Figure II.10 : Vitesse moyenne et information routière dynamique : critère d'affichage

du message "bouchon" sur les PMV de SIRIUS.

V i te s s eK m /h

T e m p s c h r o n o lo g iq u e

6 0

3 0

0

P M V : m e s s a g e B O U C H O N

P M V : m e s s a g e F L U ID E

P M V :m e s s a g e F L U ID E

Dans SIRIUS, le message qui signale le bouchon apparaît sur le panneau à message

variable, dès l'instant que la vitesse moyenne sur l'axe devient inférieure à 30 km/h. Ce

message va disparaître lorsque la vitesse va augmenter à nouveau pour devenir

supérieure à 60 km/h. A partir de cette vitesse, les conditions de circulation sont alors

considérées comme fluides et les panneaux à message variable affichent le message de

fluidité du trafic.

En région Ile de France, les exploitants des voies rapides urbaines ont défini trois états

de trafic :

♦ Fluide pour une vitesse supérieure à 60 km/h sur un tronçon donné.

♦ Chargé ou ralentie pour une vitesse comprise entre 30 et 60 km/h sur un

tronçon donné.

♦ Saturé pour une vitesse inférieure à 30 km / h sur un tronçon donné.

L’augmentation continuelle de la demande représente une des causes principales de la

congestion enregistrée sur le réseau francilien. Les voies rapides urbaines et périurbaines

franciliennes supportent un niveau de circulation élevé, atteignant fréquemment la

capacité ou l’approchant. Ces voies ne fonctionnent pas spontanément de façon optimale

et nécessitent une optimisation permanente de leurs conditions de fonctionnement. La

congestion induite provoque une dégradation générale des conditions de circulation. Les

objectifs de bonne gestion et d’optimisation des réseaux existants deviennent de plus en

plus importants.


94

Alors que les volumes de trafic ont progressé de 5,6 % depuis 1995, les bouchons sur le

réseau autoroutier francilien équipé du système d'exploitation SIRIUS ont augmenté de

10,6 %. D'une façon générale, sur l'ensemble des 600 km de voies rapides du réseau

francilien SIRIUS, les quatre premiers mois de l'année 2000 ont enregistré une

amélioration de la vitesse aux heures de pointes du matin (61,1 km/h contre 59,6 km/h)

alors que celle-ci se dégradait en soirée (62,5 km/h contre 65,3 km/h) par rapport au

même quadrimestre de l'année précédente (1999) (DREIF, 2000).

Tableau II.9 : Comparaison des effets de la congestion sur le réseau autoroutier de

SIRIUS pour les deux quadrimestres de 1999 et 2000.

6 h - 20 h 6 h - 10 h 16 h - 20 h

Temps passé en circulation (%) + 1,9 - 0,8 + 4,6

Nombre de kilomètres parcourus (%) + 1,1 + 1,7 + 0,1

Vitesse moyenne (Km/h) 1999

2000

69,3

68,8

59,6

61,1

65,3

62,5

Encombrements (%) + 0,2 - 7,9 +6,3

Source : « Les déplacements sur le réseau de voies rapides urbaines d’Ile de France », DRE Ile de France,

Janvier - Avril 2000.

Ce tableau présente des indicateurs de niveau de service globaux : le temps passé en

circulation, le nombre de kilomètres parcourus, la vitesse moyenne et le volume

d'encombrements. Les valeurs obtenues expriment les tendances comparées par rapport

au même quadrimestre de l'année précédente (1999).

** Le temps passé en circulation est le temps passé à circuler par l'ensemble des

véhicules circulant sur le réseau pris en compte durant une période donnée.

** Le volume des bouchons est le produit des longueurs du réseau ramenées à

une voie supportant un état de trafic saturé (V ≤ 30 km/h) par la durée de la saturation.

L’utilité engendrée par l’usage de la route est définie par la demande, qui représente ce

que les usagers sont prêts à payer pour utiliser cette route. Plus l’usage de la route est

grand, plus l’utilité brute de la route est grande, mais plus la vitesse est petite, et plus le

coût en temps est important. Il y a une utilisation pour laquelle l’utilité nette, c’est à dire

l’utilité brute diminuée du coût en temps est maximale (Prud’homme R., Ming Sun Y.;

1998).


95

Dans un article intitulé "le coût de la congestion dans l’agglomération parisienne :

définition et mesure", Rémy Prud’homme présente un modèle de calcul des coûts de la

congestion. Cette analyse a retenu notre attention et nous en présentons les grandes

lignes dans cette sous-section.

Lorsque le nombre de véhicules sur une infrastructure routière donnée dépasse un

certain seuil les véhicules se gênent les uns les autres. Leur vitesse diminue et le temps

passé pour faire un trajet donné augmente. De ce fait le coût en temps du trajet va

augmenter aussi. L'équilibre qui s'établit sur une autoroute (ou une route) très demandée

n'est pas un équilibre optimal.

La figure II.11 représente la quantité d’utilisation de la route en abscisse et le coût

unitaire d’utilisation de la route en ordonnée.

Figure II.11 : Coûts en fonction de la quantité de déplacement.

Source: « Le coût économique de la congestion du périphérique parisien : une approche désagrégée »,

Prud’homme R., Sun M.-Y., ŒIL, Mars 1999.

On observe trois courbes :


96

** Une courbe de demande D(q) qui représente l’utilisation de la route en fonction du

coût unitaire d’utilisation d’un véhicule exprimé en francs par km. La composante

principale de ce coût est le temps.

** Une courbe I(q) (analogue à une courbe d’offre) représente le coût unitaire (coût par

km) supporté par un conducteur en fonction de l’utilisation de la route. C'est le coût

individuel.

Lorsque l’utilisation de la route est faible, ce coût représente le coût du fonctionnement

du véhicule plus le coût du temps de déplacement à vitesse élevée. Cette courbe I(q) est

croissante en raison de la gêne mutuelle et des pertes de temps croissantes que

s'occasionnent les véhicules entre eux quand leur nombre augmente.

** La courbe S(q) représente le coût unitaire social causé par un véhicule en fonction de

l’utilisation de la route.

Un équilibre est atteint en A, point d'intersection des courbes I(q) et D(q), avec X

véhicules sur la route et un coût unitaire égal à L. En ce point le conducteur marginal

supporte un coût égal au bénéfice qu'il retire de l'usage de la route. Au-delà de ce point,

il supporterait un coût plus élevé que le bénéfice retiré, et il n'aurait pas de raison de

vouloir utiliser la route.

Cet équilibre naturel est malheureusement sous-optimal. On le constate lorsque l'on

considère S(q), le coût social unitaire causé par un véhicule en fonction de l'usage de la

route. Ce coût social est égal au coût individuel I(q) augmenté du temps perdu par tous

les autres véhicules du fait de la présence sur la route de notre véhicule. La différence

entre S(q) et I(q) est une externalité de congestion. Le point B, où D(q) et S(q) se

rencontrent, avec Y véhicules sur la route et un coût unitaire de M, indique la solution

optimale pour la société. Au-delà de ce point, un véhicule supplémentaire cause un coût

social supplémentaire plus grand que le bénéfice social supplémentaire qu'il engendre.

Comment faire en sorte que le trafic se fixe au niveau Y et non au niveau A ?

Le moyen le plus évident consiste à taxer le trajet, par exemple au moyen d'un péage,

d'un montant de Y(dI(q)/dY) = EB. C'est le principe de la tarification au coût marginal

social. La taxe égale à EB a pour effet de réconcilier le coût privé (intérêt individuel) et

le coût public (intérêt de la société). L'amélioration du surplus collectif s'accompagne,

paradoxalement, d'une réduction du surplus des usagers, largement compensée par des

recettes supplémentaires de l'exploitant.


97

Cette présentation classique, et acceptée de tous les économistes, appelle trois

commentaires :

� La première est qu’une route est presque toujours naturellement sur-utilisée : X est

plus grand que Y, c’est à dire qu’il y a presque toujours congestion.

� Une deuxième est que l’analyse, et la politique qui en découle se rapporte à une

route existante avec un niveau d’infrastructure donnée. Une amélioration de

l’infrastructure va déplacer les courbes I(q) et S(q) vers la droite provoquant une

augmentation des quantités d’utilisation naturelle et optimale (X et Y) ainsi qu’une

réduction des coûts unitaires L et M. Cependant la nécessité d’une taxe subsistera.

� La troisième est que la quantité optimale Y d’utilisation d’une route donnée est une

fonction de la demande d’utilisation. Si la demande augmente, la courbe D(q) se

déplace vers la droite et avec elle la quantité optimale d’utilisation. Il en est de

même si l’élasticité de la demande par rapport au prix augmente, c’est à dire si la

pente de la courbe de demande diminue.

En conclusion, cette approche montre que pour une infrastructure donnée il existe un

point de fonctionnement optimal dépendant du niveau de la demande. A ce point

correspond une vitesse optimale, une densité optimale et un niveau de congestion que

l’on peut qualifier d’optimal. Plus ou moins de congestion nous éloigne de cet optimum.

Cette analyse socio-économique de la congestion a enrichi notre réflexion quant à

l’utilisation optimale des infrastructures en milieu urbain et périurbain. Nous pouvons

constater que l’hypothèse d’utilisation optimale des infrastructures correspond en fait à

un cas particulier.

II.4.3 La prise en compte de l’exploitation routière.

Dans l’optique de l’analyse de la congestion (présentée ci-dessus), il s’agit d’améliorer

le fonctionnement de l’infrastructure pour écouler le flux de véhicules optimum

correspondant à un niveau de demande d’utilisation de la route à un moment donné tout

en gardant une vitesse optimale pour l’usager. Les actions de gestion du trafic doivent

avoir une certaine influence sur la variation des coûts de déplacements. Elles doivent

permettre d’accroître l’utilisation de la route (augmentation de la demande) dans le

temps tout en gardant des conditions de circulation efficaces pour les usagers

(diminution du coût social). Dans certains cas elles peuvent limiter les phénomènes de


98

périodicité du trafic.

L’espoir apporté par les nouvelles technologies pour l’amélioration de la gestion du

trafic et de la sécurité routière a permis d’équiper les réseaux existants pour les gérer au

mieux et limiter les investissements de construction d’infrastructures. Elles permettent

un large éventail d'actions concernant aussi bien la gestion de la demande de

déplacement que les systèmes de régulation du trafic et d'information des usagers. Cette

dernière se présente comme un moyen alternatif pour atteindre l'optimum grâce à

l'information dynamique fournie aux automobilistes. C'est une voie qui fait actuellement

l'objet de nombreuses recherches en raison des possibilités de mises en œuvre offertes

par le développement de l'informatique et des télécommunications.

Le moyen d’exploitation utilisé pour la gestion du trafic est principalement

l’information routière en temps réel qui de part son caractère dynamique permet de

coller aux événements. L’action d’exploitation correspondante est la répartition

harmonieuse des flux de trafic entre les différents axes autoroutiers du réseau.

L'efficacité de l’information routière dynamique dépend de la manière dont les usagers

répondent aux informations qui leur sont diffusées. Leur comportement fait l'objet de

nombreuses études à l'image de celles qui seront présentées dans les chapitres V et VII.

Les analyses mettent en évidence les types d'informations auxquelles les usagers sont le

plus sensibles. Il apparaît ainsi que les comportements peuvent être modifiés à travers

l'information ; et ces modifications peuvent porter aussi bien sur l'heure de départ que

sur le choix des itinéraires.

Actuellement la connaissance des apports réels des actions dont l'effet était

pratiquement "évident" a pu réellement se mettre en place et la priorité aujourd'hui est

donc de bâtir une méthodologie d'évaluation socio-économique (Vexiau & al.; 1997).

Le problème d'évaluation de l'exploitation routière ne se pose pas dans les mêmes

termes que celui de l'évaluation des investissements du fait de sa plus grande

complexité. Cependant l'évaluation des projets des nouveaux systèmes d'exploitation

routière doit être compatible avec les infrastructures car si des comparaisons sont

conduites, il faut que le jeu des hypothèses de base soit le même.

Dans la mesure où le rôle de l'exploitation routière est d'optimiser les conditions de

circulation, son évaluation va nécessiter des critères supplémentaires par rapport à

l'analyse des investissements routiers aussi bien pour les infrastructures en rase


99

campagne qu'en milieu urbain. Il faut non seulement évaluer les impacts des nouvelles

actions d'exploitation, de l'information routière et du confort de circulation fournis à

l'usager, mais aussi déterminer en quoi les différents outils apportés par ces nouveaux

systèmes permettent de résoudre les difficultés rencontrées lors de la mise en œuvre de

l'évaluation socio-économique.

Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes plus particulièrement attachés à la mise

au point d'une méthode d'analyse dont l'objectif est de quantifier l'impact des

informations dynamiques transmises par les panneaux à message variable (PMV), qui

présente l'intérêt de prendre en compte le comportement de l'usager.

Les PMV contribuent à la réalisation des objectifs de gestion du trafic et actuellement ils

apparaissent comme étant le média le plus adapté à l'exploitation routière dynamique.

Les PMV ont pour avantage essentiel de s'adresser à tous les conducteurs en un point de

l'axe routier à un moment donné avec la possibilité de faire varier l'information.

Les actions d'information dynamique des usagers doivent permettre une meilleure

répartition des flux (et donc de la demande d'utilisation de l'infrastructure) sur le réseau

des voies rapides.

Elles ont pour principal but d'éviter aux usagers de se diriger vers des axes trop saturés

provoquant une augmentation du temps de parcours et donc du coût social d'utilisation

de l'infrastructure.


100


101

Chapitre III : Les autoroutes et les voies rapides en Ile de

France et leur utilisation

Comme la majorité des réseaux routiers européens, le réseau français est issu des

chemins royaux ou impériaux dont la vocation, tournée vers la capitale, était d’asseoir le

pouvoir central. C’est pourquoi le réseau routier autour de la capitale a été

historiquement conçu sur le principe d’une étoile. Cette structure en étoile a longtemps

subsisté. Elle est rapidement devenue un obstacle à la montée en puissance de

l’économie au niveau européen avec l'expansion de la mobilité des personnes et des

biens ainsi que l'évolution en profondeur des structures économiques.

La situation actuelle du réseau routier et autoroutier francilien est le résultat d'une

évolution à long terme dont nous rappelons les grandes lignes pour mettre en lumière les

principales mutations. Nous présentons ensuite une analyse de l'évolution des conditions

de circulation, dans l'agglomération parisienne, et des moyens mis en œuvre pour

optimiser le fonctionnement des réseaux maillés d’autoroutes et améliorer la qualité du

service à l'usager.

III.1 Évolution du capital routier d'Ile de France.

En France, après la seconde guerre mondiale et surtout durant les années 70 – 80, la

construction de nouvelles infrastructures routières et autoroutières a représenté de très

importants investissements. Durant ces années, le capital routier français a fortement

augmenté et la structure des réseaux routiers et autoroutiers a beaucoup évolué. Elle a

donné naissance à un réseau devenu progressivement maillé qui permet de réaliser une

bonne desserte du territoire français ainsi que de la région parisienne. L'élargissement de

la base de financement, la rationalisation et la standardisation des procédures de

construction ont permis d'accroître très sensiblement le nombre de kilomètres mis en

service chaque année.


102

En région Ile de France, confrontés dans les années 60 à un développement urbain en

tâche d’huile, les pouvoirs publics ont opté pour une politique d’aménagement globale,

selon laquelle il s’agissait de créer des pôles hiérarchisés, reliés par un réseau maillé de

transport,

♦ soit à partir de noyaux urbains déjà existants,

♦ soit en créant des villes nouvelles (Marne la Vallée, Saint Quentin en

Yvelines, Melun - Sénart et Cergy Pontoise par exemple).

Cette politique a permis un certain rééquilibrage territorial. Les réseaux urbains et

périurbains, dotés de plus en plus de rocades à l’intérieur et autour des agglomérations,

ont pour fonction non seulement de permettre les déplacements de banlieue à banlieue

mais aussi de contourner le trafic de transit du centre des villes.

Le développement du réseau francilien a commencé dès le début des années 60 alors

qu’il n’y avait que 29,5 km d’autoroutes en Ile de France. Les cartes de la figure III.1

illustrent les différentes phases de la croissance du réseau routier et autoroutier d’Ile de

France dont les deux principales étapes sont :

-- la construction des grands axes radiaux et du Boulevard Périphérique de Paris,

-- le maillage avec la construction progressive de deux niveaux de rocades

supplémentaires.

On peut résumer le développement des réseaux d'agglomération en deux étapes. La

première est marquée par la formation des voies radiales puis circulaires sans maillage.

La deuxième se caractérise par le maillage progressif avec la construction des rocades.

Ainsi on voit apparaître de nouvelles rocades à 10, 20 et même 40 km du centre des

agglomérations. Ces rocades modifient fondamentalement la structure de ces réseaux et

par conséquent leurs exploitations.

Aujourd'hui et durablement, ces réseaux autoroutiers urbains et périurbains représentent

un capital d'équipement considérable dont la bonne utilisation recouvre des enjeux

économiques et sociaux importants. La bonne utilisation de ces réseaux nécessite des

réflexions profondes sur le plan politique, technique et organisationnel d'exploitation.


103

Figure III.1 : Évolution du réseau de voies rapides en Ile de France de 1960 à la fin

2000.

Source : DRE Ile de France – 2001.


104

III.1.1 Le maillage du réseau francilien.

Le Schéma Directeur de 1967 s’inscrit dans le contexte euphorique de croissance

économique de la période d’après-guerre et prévoit un réseau de voies rapides

comprenant deux axes principaux Est / Ouest (un au sud et un au nord), 16 pénétrantes

(radiales) dans Paris et un maillage extrêmement dense du réseau. Ce premier schéma

directeur est à la base de tous ceux qui vont suivre jusqu’à nos jours.

L’originalité du schéma directeur de 1984 (et de l’arrêté ministériel de 1988 pour la

région Ile de France) est qu’il définit un réseau routier et autoroutier, où il n’est plus

question des deux axes Est / Ouest, mais qui comporte des radiales reliées entre elles

par des rocades :

- le Boulevard Périphérique de Paris,

- l’A86 en limite de petite couronne (départements : 94, 93 et 92),

- la Francilienne en limite de grande couronne qui relie entre elles les

villes nouvelles (départements : 78, 91, 77 et 95).

L’évolution du capital des infrastructures routières et autoroutières en Ile de France de

1955 à nos jours est illustrée par la figure III.2.


105

Figure III.2 : Longueurs des voies rapides mises en service de 1955 à nos jours en Ile

de France.

0

100

200

300

400

500

600

700

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voie

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Ile d

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Km de voies mise en service

V ème plan

IV ème plan

VI ème plan

VII ème plan

VIII ème plan

IX ème plan

X ème plan

XI ème plan

Mise en service avant fin 1960

Source : Données DRE Ile de France / DIT.

La figure III.2 montre une croissance continue du réseau francilien en deux grandes

étapes. La première de 1961 à 1976, s’effectue au cours des IV, V et VIème plans au

rythme moyen annuel de 30 km par an (mise en œuvre d’environ 350 km

d’infrastructure en 15 ans).

La seconde étape s’étale de 1976 à nos jours sur cinq plans (VIIème au XIème) avec un

rythme de croissance moindre de l’ordre de 12 km par an (mise en œuvre d’environ 250

km en 23 ans). La crise économique, le souci de l’environnement et la révision des

prévisions démographiques ont eu tendance à ralentir la construction du réseau.

Après avoir construit les axes structurants du réseau, on a construit progressivement le

maillage c'est à dire les rocades de petite Couronne (A86) et de grande Couronne (la

Francilienne A104 / N104). Ces deux rocades permettent de mieux satisfaire des

déplacements mal assurés dans le passé.

Le maillage du réseau routier francilien présente un défi et une opportunité pour son

exploitation. Il permet d’avoir plusieurs itinéraires pour aller d’un point du réseau à un


106

autre. Cependant, il existe un effet pervers : si en cas d’accident la circulation n’est pas

rétablie suffisamment vite, les bouchons peuvent se propager à travers le maillage et

perturber ainsi une grande partie du réseau. Il faut donc concevoir et mettre en place des

politiques, des méthodes, des équipements et une organisation qui permettent d’assurer

une exploitation de bon niveau et valoriser toute l’utilité des considérables

investissements d’infrastructures consentis. A travers la mise en œuvre de stratégies

d'exploitation, les gestionnaires des réseaux maillés contribuent à la maîtrise des temps

de déplacement et à la réduction des aléas routiers.

III.1.2 Le Boulevard Périphérique de Paris (BP).

Dans l’histoire du développement du réseau francilien, la construction du Boulevard

Périphérique de Paris (BP) est une étape importante. Les travaux de construction ont

commencé en 1956 et ont été achevés en 1973 ; sa mise en service a été progressive. Le

premier tronçon fut mis en service en 1960 au débouché de l’autoroute du Sud. Les trois

derniers kilomètres entre la porte d’Asnières et la porte Dauphine ne seront mis en

œuvre qu’en avril 1973.

Établi à l’emplacement des anciennes fortifications, donc à l’intérieur et au plus près des

limites de la capitale, il en épouse la forme amygdaloïde (Figure III.3) et rencontre sur

son passage les quelques dizaines de “ portes ” aux noms familiers qui donnaient accès à

la capitale à partir des anciennes routes royales et autres routes convergeant vers Paris

(Gerondeau, Deniau, Le Goupil, Benkadi, 1997).

Le Boulevard Périphérique est actuellement la seule rocade complète ayant les

caractéristiques d’une voie rapide à deux fois deux (Porte de Gentilly – Porte d'Orléans),

trois ou quatre voies, en région Ile de France.

Le Boulevard Périphérique de Paris, enserre la capitale sur 35 km de longueur. Il

présente les caractéristiques générales d’une voie rapide urbaine, avec cependant

quelques particularités :

- une vitesse de référence de 80 km/h,

- une absence de bande d’arrêt d’urgence,

- la priorité des bretelles d’accès sur la voie principale.


107

Il comporte deux chaussées indépendantes : l’une sur laquelle on circule dans le sens

des aiguilles d’une montre et que l’on nomme "périphérique intérieur" et sa jumelle

dans le sens inverse que l’on nomme "périphérique extérieur".

L’ouvrage est relié au reste de la voirie par 147 bretelles d’accès ou de sortie et 35

échangeurs, dont 6 avec des axes autoroutiers majeurs. Il est couvert en tunnel à 18 % et

possède un gabarit permettant la circulation des poids lourds.

Conçu à l’origine comme un ouvrage de desserte ainsi qu’en attestent les trente cinq

échangeurs, le BP permet la diffusion du trafic des grandes autoroutes radiales d’Ile de

France qui lui sont raccordées (A1, A3, A4, A6a et A6b et A13).

Figure III.3 : Schéma du Boulevard Périphérique de Paris.

Source : DRE Ile de France / SIER / Groupe ETUDE / USSO.

Il constitue la principale possibilité d’accès aux autoroutes à partir de Paris ou de la

proche banlieue et plus du tiers du trafic y est constitué par des trajets de banlieue à

banlieue, ce qui confirme le rôle essentiel de cet ouvrage dans les déplacements

motorisés individuels de la région Ile de France (Gerondeau, Deniau, Le Goupil,

Benkadi, 1997).


108

La densité des accès et l’hétérogénéité des caractéristiques géométriques expliquent en

grande partie les nombreux ralentissements rencontrés sur l’ouvrage. Le BP accueille

chaque jour plus d’un million de véhicules - dont 10 % de Poids lourds - pour un trajet

moyen de l’ordre de 7 km (Cohen ; Nouvelière, 1998).

III.1.3 L'A86 : le périphérique d'Ile de France.

Le principe de la continuité d’une rocade de banlieue autoroutière (Future A86)

apparaît dans les documents d’urbanisme de la région Ile de France en 1965. Il se trouve

confirmé par le schéma Directeur d’Aménagement et d’Urbanisme approuvé par décret

le 1er juillet 1976 et modifié par le décret du 16 mai 1984. Ce principe est à nouveau

réaffirmé par le schéma Directeur d’Ile de France approuvé en avril 1994.

L’A86 est une autoroute périurbaine qui se développe sur 78 km, en tenant compte des

troncs communs avec les autoroutes A3 (1,6 km) et A4 (2,85 km). Elle se situe à une

distance du Boulevard Périphérique variant entre 2,5 et 9 km. C’est une autoroute qui

dessert les secteurs les plus denses et les plus encombrés de la proche banlieue et qui est

appelée à jouer un rôle essentiel tant dans le fonctionnement du système routier et

autoroutier régional que dans l’organisation même des banlieues traversées.

Ses fonctions principales sont les suivantes :

♦ constituer pour les trafics d’échanges et de transit (régional et national) un itinéraire

de desserte de la zone dense,

♦ dégager le boulevard périphérique de Paris dont on connaît la saturation quasi

permanente,

♦ faciliter les déplacements de banlieue et desservir les nombreux centres d’emplois et

d’activités qui existent ou qui se développent, à proximité du tracé, tout en

déchargeant le réseau routier traditionnel qui peut être ainsi rendu à sa vocation

locale.


109

Figure III.4 : Schéma de l’A86.

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Source : DRE Ile France / SIER / Groupe ETUDE / USSO.

Le trafic en 1997 sur les sections en service varie entre 85 000 véhicules par jour au

niveau de Châtenay-Malabry et 160 000 véhicules par jour à Maisons-Alfort. En 1998

l’ouverture de l’A86 au nord, entre les bretelles d’entrée-sortie RN2/A86 et l’autoroute

A3, a engendré de fortes augmentations de trafic. Les trafics journaliers moyens (deux

sens confondus) sont passés de 13 500 véhicules/jour à 69 000 véhicules/jour sur la

liaison A86/A1-N2 et de 24 700 véhicules/jour à 57 500 véhicules/jour sur la section

N2/A3 (DREIF, 2000).

En décembre 2000, l'A86 concentre à elle seule 25% des difficultés de circulation, avec

une situation plus sensiblement dégradée le soir entre 16h et 20h où la vitesse moyenne

est inférieure à 60 km/h (PDU Ile de France, 2000). Les volumes de trafic continuent à

augmenter, ce qui se traduit par les vitesses moyennes de parcours sur le réseau les plus

faibles de l'ordre de 55 km/h aux heures de pointes.

L’État et la Région reconnaissent le caractère prioritaire de cette rocade. Ils ont démarré

un important programme de financement pour le bouclage de l’A86 dans sa partie

Ouest. La mise en service de cette nouvelle infrastructure est prévue avant la fin 2003.


110

Parallèlement une seconde rocade, l'A104, est en cours de réalisation. La partie Est est

pratiquement achevée. Située à environ 20 km de l'A86 et à environ 25 km du

Boulevard Périphérique, elle possède les mêmes fonctions que l'A86 en terme

d'amélioration des conditions de circulation régionale.

III.2 Évolution des conditions de circulation.

L’héritage du passé pèse lourd dans la relation qui existe entre les Franciliens et leur

voiture. Avec la croissance du niveau de vie qui suit la période de reconstruction de

l’après guerre, les ménages se sont équipés en véhicules particuliers et les utilisent. En

milieu urbain, plus qu’un mode de déplacement concurrent des transports collectifs,

l’automobile est considérée à cette époque comme la solution normale aux problèmes

de mobilité urbaine pour la grande majorité des acteurs, y compris les pouvoirs publics

au plan local et national.

L'objet de cette sous–section est double. Nous présentons tout d'abord une analyse des

déplacements des franciliens pour comprendre leurs comportements et les motifs de

leurs déplacements. Ensuite nous exposons une analyse de l'évolution du trafic afin de

rappeler quelques ordres de grandeur qualifiant le contexte dans lequel s'effectuent les

déplacements des franciliens.

III.2.1 Analyse des déplacements des franciliens.

Les résultats de l’Enquête Globale de Transport de la région Ile de France de 1997 et

1998 ont mis en évidence la poursuite imperturbable de la faveur dont l’automobile jouit

auprès des Franciliens.

La population : forte augmentation en Grande Couronne.

Cette enquête ainsi que les recensements (1975,1982 et 1990) révèlent que la population

francilienne augmente régulièrement depuis 1976. La figure III.5 illustre cette évolution

de la population au niveau global de la région Ile de France, ainsi que pour Paris et les

deux Couronnes.


111

Figure III.5 : Populations prises en compte dans les enquêtes 1976, 1983, 1991, 1997

en milliers de personnes.

Source : « Les déplacements des franciliens en 1997-1998 », Enquête globale de transport.

Pour l'ensemble de l'Ile de France, la population concernée a augmenté de 13,6% en

deux décennies. Cette croissance s'est faite pour l'essentiel (+36,2%) dans les

départements de la grande Couronne, alors qu'elle n'a pas dépassé 5% pour la petite

Couronne et que Paris a perdu 7% de sa population au cours de la même période.

L'importance relative de la grande Couronne ne cesse de croître et atteint 44% de la

population régionale en 1997.

Le parc automobile : généralisation de la seconde voiture en Grande Couronne.

Selon la même enquête, entre 1991 et 1997, le parc automobile francilien a augmenté de

6,3 % pour atteindre 4,34 millions d'unités. La figure III.6 représente l'évolution du

nombre moyen de véhicules par ménage de 1976 à 1997 pour Paris et les deux

Couronnes.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1976 1983 1991 1997

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plu

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Paris Petite Couronne Grande Couronne Région


112

Figure III.6 : Nombre moyen de véhicules par ménage – 1976 / 1997.


La tendance générale du nombre de véhicules par ménage est en très légère

augmentation. Cependant, depuis 1991, on observe une stagnation du nombre de

véhicules par ménage.

La quasi-totalité de la progression du nombre moyen de véhicules par ménage a été

enregistrée en grande Couronne, où ce nombre est supérieur à 1,2 dès 1991. Le parc

déclaré par les Parisiens diminue légèrement et celui des habitants de la petite Couronne

a tendance à se stabiliser à moins de un (0,94) véhicule par ménage.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1976 1983 1991 1997An n é e sNo

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P aris P et ite C ouronne G rande C ouronne


113

La figure III.7 présente la répartition du nombre de véhicules par ménage en fonction de

la zone d'habitat pour l'année 1997.

Figure III.7 : Équipement automobile des ménages en 1997.


Parmi les nombreuses variables influant sur la motorisation, on retiendra plus

particulièrement le lieu d'habitat : Plus d'un ménage parisien sur 2 n'est pas équipé d'une

voiture contre seulement 17,4 % pour la grande Couronne. En banlieue (petite et grande

couronne), plus d'un ménage sur deux est multimotorisé.

Les déplacements : une augmentation notable.

Une publication du SIER indique qu'en 1997, les déplacements mécanisés, sur

l’ensemble de la région Ile de France, s'élèvent à 24,4 millions alors qu’ils étaient de

21,9 millions en 1991. L’augmentation enregistrée en 6 ans de 10,2% est plus

importante que celle constatée (9,3%) au cours des 15 années écoulées entre les

enquêtes de 1976 et 1991 malgré la stabilité du rythme de croissance de la population

d'Ile de France.


114

Cette étude a permis de catégoriser les déplacements selon leurs origines et destinations.

Le tableau III.1 illustre l’évolution des déplacements dans le temps et selon leur

catégorie.

Tableau III.1 : Les déplacements quotidiens motorisés en Ile de France.

Déplacements en milliers selon le type de

liaison 1976 1983 1991 1997

Paris - Paris 3 228 3 200 3 127 3 299

Paris - Couronne 3 679 3 764 4 040 3 886

Couronne - Couronne 10 587 12 019 14 492 16 784

Total* 17 711 19 232 21 935 24 376

* Le total est supérieur à la somme des liaisons. La différence provient des déplacements ayant une

extrémité à l’extérieur de la région.

Source : « Statistiques sur le Trafic sur le réseau SIRIUS en 1998 », DRE Ile de France, Juin 2000.

De 1976 à 1997 la croissance des déplacements est fortement différenciée suivant la

nature des liaisons prises en compte. Les déplacements internes à Paris ont tendance à se

stabiliser. Après une faible diminution jusqu'en 1991, ils croissent légèrement et

dépassent leur niveau de 1976 en 1997. Ils représentent 13,5 % du total régional des

déplacements mécanisés en 1997.

Les déplacements Paris – Couronne ont suivi la tendance inverse. Après une phase de

croissance modérée entre 1976 et 1991, ils ont diminué entre 1991 et 1997 passant de

18,4 % à 15,9 % du total régional des déplacements mécanisés.

En ce qui concerne les déplacements Couronne – Couronne, ils représentent plus de la

moitié du total régional des déplacements mécanisés. Depuis 1976, ils augmentent

régulièrement pour représenter en 1997, 69 % du total régional des déplacements

mécanisés. Les déplacements de banlieue à banlieue se développent à un rythme

supérieur à la moyenne, alors qu’ils constituent déjà la majorité des déplacements

observés en Ile de France.

Cette évolution peut être attribuée d'une part à l'accroissement des mobilités et d'autre

part au desserrement spatial de l'agglomération qui s'est concrétisé par la multiplication

des villes nouvelles en grande Couronne.


115

III.2.2 Analyse du trafic en région Ile de France.

Actuellement le trafic sur le réseau francilien, comme sur la plupart des réseaux

autoroutiers européens, ne cesse de croître. Cette augmentation de la demande provoque

une augmentation du volume de circulation, un allongement de la durée des pointes du

matin et du soir ainsi qu’une densification du trafic durant les heures creuses.

Analyse globale du trafic :

Une analyse du trafic sur le réseau francilien est réalisée régulièrement par la DREIF à

l’aide des données fournies par le système d’exploitation routière SIRIUS5.

Le graphique de la figure III.8 illustre l’évolution du trafic en Ile de France sur les

autoroutes et sur les routes nationales. La courbe intermédiaire est une courbe moyenne

de l’évolution du trafic sur ces deux types de voies.

Figure III.8 : Trafic en Ile de France de 1979 à 1999.

5 SIRIUS : Service d’Information pour un Réseau Intelligible aux Usagers.


116

Note : les données qui ont servi à calculer l'indice sont exprimées en véhicules * kilomètres. Source : DRE Ile de France / SIER / Unité AES.

Depuis 1979, le trafic global en Ile de France a augmenté de manière continue.

L'accroissement en 20 ans est de 56%, soit une moyenne de croissance de 2,8% par an.

Entre 1979 et 1986, la croissance du trafic est semblable pour les autoroutes comme

pour les routes nationales (les courbes sont presque parallèles). Par contre entre 1986 et

1991, le trafic croit plus fortement sur les autoroutes que sur les routes nationales. Les

courbes s'infléchissent. Depuis 1992 on retrouve une croissance analogue du trafic sur

les autoroutes et sur les routes nationales. Les courbes sont de nouveau presque

parallèles avec un écart plus grand.

Depuis 1981, la croissance du trafic sur les routes nationales est régulière avec un

rythme moyen annuel de 2,2% par an. Le volume de trafic a augmenté de 40% en 18

ans.

Pour les autoroutes, la croissance du trafic n'a pas toujours été régulière. De 1979 à

1991, le trafic sur les autoroutes a augmenté fortement au rythme moyen annuel de 4,8%

par an (soit 58% en 12 ans). Depuis 1991, la croissance est plus modérée et s'élève à une

valeur moyenne de 2,3% par an (19% en 8 ans) soit environ deux fois moins que pour la

période précédente.

Globalement en 1996, 86% des kilomètres parcourus sur le réseau francilien le sont en

situation de trafic fluide6. Aux heures de pointes, 78% des kilomètres parcourus le sont

en situation de trafic fluide, alors que le temps passé en circulation en régime saturé ou

ralenti représente 47% du temps total passé en circulation durant les heures de pointes.

Durant l’année 1996, la répartition des causes d’encombrements sur les autoroutes

franciliennes s’établit approximativement comme suit :

** Encombrements récurrents dus à un excès structurel de la demande sur

l’offre : 86 % ont lieu en jours ouvrables ;

** Encombrements dus à la réduction de la capacité :

· programmés (chantiers) : 4 %,

· imprévisibles (accidents, etc…) : 10 %.

Il est décrit de manière plus détaillée dans le chapitre suivant. 6 Voir définition des états de trafic dans le chapitre II.


117


118

Figure III.9 : Répartition des encombrements par causes, 1996.

Source : « Les encombrements sur le réseau SIRIUS en 1996 », DRE Ile de France, 1998.

La répartition des encombrements en 1996 démontre l’importance des incidents

(accidents et chantiers). La prévention des accidents peut être recherchée en premier lieu

dans un meilleur comportement des conducteurs grâce à la diminution du stress que

permet l’information, en second lieu dans une meilleure vigilance suscitée par des

messages en amont des bouchons grâce à leur détection automatique.

Du point de vue de l'exploitant ces résultats paraissent très encourageants. Cependant

nous pouvons imaginer que le point de vue de l'usager n'est pas aussi enthousiaste.

Pour l'usager le temps passé en régime saturé ou ralenti va compter plus "lourd" dans

son impression quant à la perception de la qualité des conditions de circulation.

Volumes de trafic et du temps passé en circulation sur le réseau francilien :

Il s'agit de faire un état des lieux des conditions de circulation sur le réseau autoroutier

francilien. L'intérêt est d'établir un état des lieux qualitatif sur les conditions de

déplacement des automobilistes franciliens en terme de volume de trafic et de temps

passé en circulation.

Pour une bonne compréhension de l’analyse, nous rappelons les définitions suivantes :

Volume de trafic en véhicules * kilomètres : c'est la distance parcourue par l'ensemble

des véhicules circulant sur le réseau pris en compte durant une période donnée.

Temps passé en circulation : c'est le temps passé à circuler par l'ensemble des véhicules

circulant sur le réseau pris en compte durant une période donnée.


119

Chaque autoroute possède ses propres caractéristiques de trafic. Dans le cadre de cette

analyse, nous avons relevé quelques exemples particulièrement pertinents qui mettent en

évidence les impacts du phénomène de la congestion. On étudie séparément les deux

autoroutes de rocade et les autoroutes radiales.

** Les autoroutes de rocade assurent le contournement de l’agglomération

parisienne et les déplacements entre les différentes couronnes.

La rocade A86 est l’autoroute la plus saturée. En 1996, aux heures de pointe, 45 % du

trafic y circule en situation ralentie ou saturée dans le sens extérieur, comme l’indique la

figure III.10.

Figure III.10 : Répartition des volumes de trafic et du temps passé en circulation par

état de trafic, A86, sens extérieur, aux heures de pointe du matin, jours ouvrés (hors

juillet – août).

Volume de trafic

(en véhicules * kilomètres)

Temps passé en circulation

(en heures)

Source : « Statistiques sur le Trafic sur le réseau SIRIUS en 1996 », DRE Ile de France, Décembre 1998.

Sur l'autoroute A86, la situation de trafic saturé est inférieure à 20 % en volume mais

représente plus de 40 % du temps passé en circulation. Pour la situation de trafic fluide,

on observe le phénomène inverse.


120

Sur cet axe les bouchons semblent particulièrement " durs " : c'est à dire que la vitesse y

est très faible. Cette saturation est liée essentiellement aux parties communes avec l’A3

et l’A4, qui constituent chacune un "goulot d’étranglement" pour le trafic.

L'A104 (sens Intérieur), rocade la plus éloignée du centre de l’agglomération, est moins

affectée par la congestion : 10,8 % du temps passé sur cet axe l’est en situation saturée,

comme l’indique la figure II.11.


état de trafic, A104, sens extérieur, aux heures de pointe du matin, jours ouvrés (hors

juillet – août).

Volume de trafic



(en heures)


L’autoroute A104, située à la périphérie de la banlieue parisienne est peu concernée par

le phénomène de congestion. En effet, on observe que la situation de trafic saturé est

inférieure à 3 % en volume et représente moins de 10 % du temps passé.

** Les autoroutes radiales sont celles qui entrent et qui sortent de

l'agglomération parisienne. Elles assurent les déplacements entre Paris et les deux

couronnes.


121

-- Le matin (figure III.12), les autoroutes radiales sont saturées dans le sens Province-

Paris : si l’A6 compte le plus de bouchons en volume, l’A4 est l’autoroute la plus

pénalisée avec 25% du trafic saturé et 19% du trafic ralenti entre 6h et 10h.

-- Le soir(figure III.13), dans le sens Paris-Province, la saturation est moins forte du fait

du plus grand étalement des heures de retour. L’A1 et l’A4 sont les autoroutes les plus

saturées : 32% et 26% du trafic y circulent en situation saturée ou ralentie entre 16h et

20h.


état de trafic, A4, sens Province - Paris, aux heures de pointe du matin, jours ouvrés

(hors juillet – août).

Volume de trafic



(en heures)

Source : « Statistiques sur le Trafic sur le réseau SIRIUS en 1996 ». DRE Ile de France, Décembre 1998.


122


état de trafic, A1, sens Paris - Province, aux heures de pointe du soir, jours ouvrés (hors

juillet – août).

Volume de trafic



(en heures)


Sur l'autoroute A4 comme sur l'A1, on retrouve un phénomène analogue à celui observé

sur l'A86 sens Extérieur. Ce phénomène est même amplifié dans le cas de l'A4 (sens

province – Paris) : 25 % du volume de trafic saturé représente plus de 50 % du temps


L’accroissement du trafic s’est accompagné d’un accroissement du nombre de

perturbations de la circulation. Ces dernières peuvent être de nature à réduire

notablement la sécurité et le confort de conduite des usagers ainsi que la fluidité des

réseaux autoroutiers.

La région Ile de France compte de gros pôles générateurs de trafic qui ont une incidence

de plus en plus marquée sur le fonctionnement du réseau de voies rapides. On peut

classer ces différents pôles en fonction des perturbations qu’ils provoquent sur le réseau

de la région. Dans ce qui suit, nous procédons au regroupement de ces perturbations en

trois catégories selon leur fréquence d’apparition :

- Les perturbations quotidiennes : dans cette classe, les pôles générateurs de trafic

sont principalement :


123

- les aéroports : Orly (A86 - A6) et Charles de Gaulle (A1 - A3) ;

- les gares routières génèrent surtout le trafic des poids lourds: Garonor (A1 - A3)

et Rungis, SOGARIS (A6 - A86) ;

- les centres d’affaires : La Défense, Paris Nord, Velizy ;

- les villes nouvelles : Cergy Pontoise, St Quentin en Yvelines, Marne la Vallée,

Evry, Melun-Sénart qui génèrent du trafic sur A15, A12, A4, A6, A86 et La

Francilienne.

- Les perturbations hebdomadaires : dans cette classe les pôles générateurs de trafic


- les centres commerciaux régionaux : Parinor, Créteil, Vélizy, Rosny, Belle

Epine. Les pointes s’y produisent surtout en fin de semaine, le vendredi soir ou

le samedi ;

- Les parcs d’attraction : par exemple Disneyland Paris.

- Les perturbations occasionnelles : : dans cette classe, les pôles générateurs de trafic


- Les parcs d’exposition : Paris Nord Villepinte et le Bourget (A1, A3, A86) ;

Porte de Versailles (A6, A13, A86) ;

- Les grandes manifestations sportives et culturelles : Stade de France, grands

Concerts…,

- Les grands départs saisonniers (congés d’été ou d’hiver).

III.3 Présentation des mesures prises au cours du temps pour

améliorer les conditions de circulation.

Durant les vingt dernières années, les politiques de déplacement ont été marquées par un

développement simultané des infrastructures routières et des transports en commun,

grâce aux aides de l'Etat et à la ressource financière du versement transport pour ces

derniers. Mais, faute de maîtrise de la morphologie urbaine d'un côté, et de la circulation

automobile et du stationnement de l'autre, cette politique n'a pas permis de maintenir

l'équilibre entre les différents modes de transport (CERTU, 2000).


124

Après une période d’aménagement du territoire en Ile de France, fondée sur la création

de réseau entièrement nouveau dans le cadre des programmes de grands travaux, nous

sommes actuellement dans une période où la réhabilitation et l’exploitation optimale de

l’existant prédominent.

Les nouveaux réseaux d'autoroutes urbaines et périurbaines constituent une catégorie

intermédiaire entre les autoroutes de liaison le plus souvent en rase campagne et la

voirie traditionnelle urbaine. Leur exploitation nécessite des mesures et des outils

spécifiques et adaptés pour atteindre l’objectif opérationnel qu’est l’optimisation de la

répartition du trafic dans l’espace et dans le temps en tenant compte des circonstances.

En région Ile de France, les infrastructures routières sont régulièrement soumises à des

surplus de demande temporelle,

-soit récurrents et liés aux contraintes temporelles des activités citadines,

-soit ponctuelles et alors liés aux incidents de fonctionnement du réseau.

Dans les deux cas, ce sont des situations de congestion qui impliquent pour les

automobilistes des pertes de temps.

Un réseau autoroutier en milieu urbain et périurbain est fragile : en effet il est soumis

à des mouvements pendulaires liés principalement aux déplacements quotidiens

domicile / travail qui se traduisent par des niveaux de trafic qui réduisent son

fonctionnement à la limite de la saturation. Le moindre incident entraîne généralement

une congestion de la voirie et peut provoquer une paralysie rapide d’une partie

importante de l’agglomération. Lorsque le réseau est maillé, il existe à tout moment des

réserves de capacité sur certains tronçons.

Pour mieux maîtriser les phénomènes d’encombrements et les dysfonctionnements des

réseaux urbains et périurbains, des solutions sont recherchées dans le domaine de

l’exploitation. Il s’agit d’optimiser l’utilisation des infrastructures existantes en

développant de nouvelles stratégies d’exploitation pour améliorer les conditions de

circulation.


125

Ces efforts de recherche plutôt opérationnels se sont traduits par le développement de

systèmes modernes d’exploitation, et plus particulièrement par la mise en œuvre de

systèmes dynamiques de gestion du trafic et d’information routière en temps réel ainsi

que par la mise en place de nouvelles organisations d’exploitation.

Le Plan de Déplacement Urbains (PDU) de la région Ile de France réaffirme la nécessité

de mettre en œuvre des actions visant à améliorer les conditions de circulation à

l’échelle régionale. Il indique que les efforts devront porter dans un premier temps sur

l’information des usagers de la route. Il recommande la généralisation, à tout le réseau

routier magistral et à ses accès, de l’implantation de Panneaux à Message Variable,

« outils précieux » d’information en temps réel des automobilistes. Il préconise le

développement des systèmes d’informations préalables qui permettront aux usagers de

mieux préparer et d’optimiser leurs déplacements. L’usager pourra ainsi préparer et

optimiser son déplacement pour tous les modes qui lui sont possibles avec comme mode

de consultation le téléphone, le minitel ou Internet. Ces services pourront également

conseiller l’usager dans le choix de son itinéraire. La contrepartie attendue de ces

mesures est la réduction des coûts de congestion.

III.3.1 Le développement de l’information routière.

Même si l’information routière n’est qu’une petite partie de l’exploitation du trafic, elle

est bien consubstantielle à la gestion de la route et à la régulation du flux, qui sont eux-

mêmes une sous partie notable de l’organisation des déplacements (Durand Raucher,

1994).

De jour en jour, l’information routière prend de l’importance dans la vie économique et

quotidienne des usagers de la route. Cette montée en puissance est due à l’augmentation

du trafic et des encombrements ainsi qu’à une demande sans cesse croissante

d’information de la part du public et des acteurs économiques. Les usagers, auparavant

utilisateurs passifs des transports, deviennent de plus en plus des acteurs actifs face aux

perturbations et à leurs conséquences. Face à cette situation, l’ensemble de la chaîne

d’information routière se mobilise, se modernise et se diversifie.


126

Jusqu’à présent, l’information routière s’est développée dans un contexte collectif de

régulation locale ou lors des grandes migrations saisonnières : action de Bison Futé pour

limiter la saturation en certains points du réseau. Actuellement l’information routière

devient un véritable service où l’exploitant communique avec l’usager dans les

meilleures conditions possibles, en lui proposant des outils et des services pour rompre

son isolement et mieux maîtriser son déplacement.

Selon le Glossaire de l'exploitation (SETRA, 1996) l’information routière est

l’ensemble du domaine de l’information des usagers et des services relatifs aux

conditions de circulation routière ou élément d'information dans ce domaine. En tant

que moyen d’action privilégié de l’exploitation de la route, elle est présente dans les

trois missions du SDER :

♦ Information de sécurité immédiate pour annoncer un danger effectif (queue de

bouchon, accident, verglas, vent...) pour la mission "maintien de la viabilité".

♦ Information incitative signalant les itinéraires encombrés et annonçant les

perturbations existantes ou probables (délestage, coupure, déviation...) pour la

mission "gestion du trafic".

♦ Information prévisionnelle sur les conditions de circulation destinée à étaler

les déplacements dans le temps et/ou l’espace pour la mission "aide au

déplacement".

Actuellement, les principaux (mais non uniques) détenteurs de cette information sont les

organismes publics relevant de l’État, des régions, des départements et des villes.

Les ministères de la Défense, de l’Intérieur et de l’Équipement se sont associés dès

1968, pour créer le Centre National d’Information Routière (CNIR) avec pour objectif

commun d’informer l’usager des conditions de circulation qu’il est susceptible de

rencontrer lors de ses déplacements sur le réseau routier et autoroutier national. Ce

protocole d’accord constitue un exemple unique tant en France qu’à l’étranger.

Cette organisation permet de recueillir l’information à la source c’est à dire auprès des

hommes de terrain qui travaillent sur la route :

-- Les policiers implantés dans les agglomérations de plus de 10 000 habitants.

-- La gendarmerie, implantée essentiellement en zone rurale, transmet une information

très fine géographiquement sur le réseau routier interurbain.


127

-- Les agents de l’Équipement permettent de couvrir l’ensemble des problèmes liés à la

construction des routes, à leur entretien et à leur exploitation sur le réseau routier

français.

La figure III.14 illustre l’organisation décrite précédemment pour le recueil de

l’information routière en France.

Figure III.14 : Organisation pour le recueil de l’information routière en France.

Division gendarmerie

Division police Division transport

CENTRES D'INFORMATION ROUTIERE

Ministère de la DEFENSEGendarmerie Nationale

Ministère de L'INTERIEURPolice Nationale

Ministère des TRANSPORTS

DSCR

Source : Klaerr – Blanchard, 1989.

Bien connu des automobilistes et notamment des vacanciers, BISON FUTE est le plus

médiatique service du Centre National d’Information Routière (CNIR). Créé en 1976

par le ministère des Transports pour anticiper, à partir de données stockées au fil des

années par le CNIR, les difficultés de circulation liées à la densité du trafic routier et aux

différents calendriers scolaires, il bénéficie aujourd’hui d’une bonne audience. Son

succès médiatique et l’adhésion des usagers aux prescriptions du CNIR ont provoqué sa

démultiplication en sept7 Centres Régionaux d’Information et de Coordination Routière

(CRICR).

Ces centres d’information routière sont chargés de la centralisation, de la coordination,

du traitement et de la diffusion de l’information routière vers les usagers de la route au

niveau interrégional (CRICR) et au niveau national (CNIR). Ils contribuent à

7 Les 7 CRICR sont : Nord, Est, Ouest, Sud ouest, Méditerranée, Rhône-Alpes/Auvergne, Centre/Ile de France.


128

l'établissement des prévisions de circulation de BISON FUTE et participent à la

préparation des plans de gestion du trafic et à leur coordination.

Les centres d’information routière reçoivent des informations de la part :

♦ de Météo France : c'est le partenaire privilégié des exploitants routiers en matière

de suivi en temps réel et de prévision des conditions météorologiques (bulletins

périodiques et spéciaux, données des stations météorologiques et cartes

prévisionnelles). Il a développé deux services d'aide de suivi et de prévision :

METEOTEL (couverture nationale et européenne) et ATMOSERVICE (couverture

locale),

♦ des pays étrangers frontaliers,

♦ des sociétés d’autoroutes qui exploitent les sections concédées,

♦ des administrations centrales qui rédigent les réglementations, élaborent des

statistiques, des prévisions et des politiques d’action,

♦ des systèmes régionaux de recueil de données (DDE, autres CRICR, police,…).

La figure III.15 représente l’organigramme des relations entre le CNIR et les CRICR

ainsi que les relations avec les différents partenaires de la diffusion de l’information

routière.


129

Figure III.15 : Organigramme organisationnel de la chaîne de l’information routière.

Source : Klaerr – Blanchard, 1989.

En région Ile de France, l’information concernant le trafic routier est passée,

historiquement du cadre d’information préventive, domaine de Bison Futé qui conseille

les itinéraires à choisir (Bis) ou à éviter, à une information plus élaborée telle que celle

des temps de parcours entre deux points, affichée sur les panneaux à message variable.

De nos jours, l’information routière constitue un élément fondamental de l’exploitation

dynamique de la circulation. En temps réel, elle renseigne les usagers sur les conditions

de circulation et est censée contribuer à une optimisation du réseau par l’utilisation des

réserves de capacité. L’enjeu est triple : sécurité, fluidité et confort de conduite.

Nous distinguons deux types d'information routière à diffuser auprès des usagers. D'une

part, il y a les informations statiques qui recouvrent tout ce qui concerne les éléments

n'évoluant pas ou peu dans le temps et souvent élaborées en temps différé. D'autre part,

il y a les informations dynamiques qui représentent l'ensemble des informations

routières qui évoluent très rapidement dans le temps. Elles nécessitent la mise à


130

disposition d'un recueil de données fiables qui sont transformées en temps réel en

informations routières utiles.

Les systèmes d’information statiques permettent à l’utilisateur de suivre, sans hésitation,

un itinéraire peu connu à l’aide de son ordinateur de bord.

Les systèmes d’information dynamiques informent l’utilisateur en temps réel sur l’état

de la circulation et les perturbations qu’il va trouver sur des itinéraires habituels

(domicile / travail) lui permettant de choisir le plus adapté au moment où il se déplace.

Ces deux systèmes statique et dynamique n’ont ni le même but ni la même clientèle

potentielle. Le système statique est autonome, tandis que le second nécessite l’existence

d’une chaîne de recueil et de transmission de l’information où interviennent de

nombreux acteurs.

Les informations routières statiques et dynamiques peuvent être utilisées par les usagers

à deux fins particulières : celles délivrées pour la préparation au voyage et celles

délivrées au cours des déplacements.

En combinant deux à deux les caractéristiques des informations routières nous obtenons

4 classes d'information, décrites dans le tableau III.2.


131

Tableau III.2 : Objectifs des informations fournies à l'usager en fonction de leur nature.

Informations statiques Informations dynamiques

Informations pour

la préparation au

voyage

-- Aider les usagers à planifier leur

déplacement (choix d'itinéraires,

modes de transport, dates de départ).

-- Informer les usagers à planifier leur

déplacement d'une manière optimale (choix

d'itinéraire, modes de transport, dates de

départ).

-- Réguler les usagers dans l'espace et dans le

temps.

Informations

diffusées au cours

des déplacements

-- Aider les usagers pour s'orienter

en temps réel lors de leur

déplacement sur les infrastructures

routières (guidage).

--Annoncer en temps réel les conditions de

circulation et les événements.

-- alerter les usagers d'un danger immédiat

pour qu'ils adoptent une attitude plus

prudente.

-- Réguler les usagers en temps réel dans

l'espace.

Source : « Les apports des systèmes d'information à l'exploitation autoroutière. Le cas de la SANEF »,

thèse, Oltra C., 2000.

La maîtrise par les exploitants routiers des informations dynamiques et leur gestion

constituent un enjeu important pour la régulation du trafic et des événements.

III.3.2 Les systèmes d'exploitation et d'information.

En moins de 10 ans, la gestion du trafic en temps réel en milieu urbain et périurbain a

connu une évolution très rapide liée au développement de technologies nouvelles issues

de la télématique routière et à d’importants investissements publics. L’État et les

sociétés d’autoroute cherchent continuellement à améliorer le niveau et la qualité du

service sur les réseaux dont ils sont responsables. Or la croissance du trafic, l’apparition

de nouvelles technologies, la demande des usagers pour l’information routière

nécessitent une adaptation permanente de l’exploitation et un renforcement de son

efficacité.

Actuellement on assiste à un développement important des systèmes de gestion du trafic

et d'information dynamique des usagers. L'objectif de ces systèmes est de répondre le

plus efficacement possible aux besoins de mobilité de la collectivité, en apportant des

gains sur le temps de parcours, sur la sécurité et les coûts, ainsi que sur l'énergie et les

nuisances. Les équipements d’exploitation n’ont pas pour unique fonction le service


132

rendu aux usagers, mais ils permettent aussi à l’exploitant d’être plus performant pour

optimiser la capacité des infrastructures et pour mieux les gérer.

Le système de gestion du trafic fait partie du système d'exploitation tout comme le

système d'information. Les éléments et les relations de ces systèmes sont déterminés

fonctionnellement à partir d’objectifs que le système doit atteindre.

Le rôle principal du système de gestion du trafic est de mieux répartir les flux sur un

réseau maillé disposant d’itinéraires alternatifs, mais aussi de mettre en œuvre une

gestion globale du trafic.

La gestion de la circulation reste un axe de recherche essentiel avec des objectifs :

- d’amélioration de la fluidité du trafic et d’optimisation de l’usage des infrastructures

existantes,

- d'amélioration de la sécurité,

- de protection et de sauvegarde de l’environnement,

- d’offre satisfaisante pour les usagers.

L’organigramme de la figure III.16 fournit une classification des systèmes en deux

catégories :

Figure III.16 : Systèmes de gestion dynamique du trafic.

Centre de gestion de la

circulation

Information du conducteur Régulation directe de la circulation

Demande de déplacement Réseau existant

Conditions de circulation

Systèmes de transports publics et gestion des flottes

Boucle 1 Boucle 2

Source : Cohen S. – Ingénierie du trafic routier, 1990.


133

** les systèmes affectant l’offre : ce sont les systèmes de régulation directe du trafic. Ils

régulent le trafic en introduisant des restrictions dynamiques sur le réseau. Certains

systèmes peuvent fournir des informations pour la gestion de la circulation.

**les systèmes affectant la demande : ce sont les systèmes d’information du conducteur.

Ils ont pour fonction d’aider le conducteur à préparer son déplacement ou à accomplir

son trajet.

Le système d’exploitation routière : comprend les moyens matériels et humains mis

en œuvre pour assurer l'exploitation de la route, c'est à dire les trois missions de base du

SDER :

-- maintenir la viabilité,

-- gérer le trafic,

-- aider les usagers.

Il se caractérise par une organisation, des équipements terrains (boucles et capteurs,

panneau à message variable, etc.) et des moyens spécifiques à l'organisation

(superviseur de type Système d’Aide à l’Exploitation, véhicules, etc.). Le système

d'exploitation routier est lié à un réseau dont la délimitation va dépendre principalement

de la cohérence liée au respect des normes SDER, de la fonction du réseau routier, du

contexte de trafic et de diverses contraintes institutionnelles.

Ainsi, pour des raisons institutionnelles ou locales (surtout en milieu périurbain) ce

système d'exploitation pourra inclure des acteurs différents ou être inclus dans une

organisation plus vaste. Ce sera le cas, en particulier, pour la mise en œuvre des plans de

gestion de trafic (PGT).

Le système d’aide à l’exploitation routière ( SAE - R) Il est d'abord apparu dans le

domaine des transports en commun. Il se révèle être un instrument bien approprié pour

l'exploitation et la gestion du trafic routier compte tenu des aspects multidimensionnels

qu'il permet de traiter (gestion du trafic, information des usagers, etc.). Il est composé

d'un ensemble de sous-systèmes intégrant des actions d'exploitation telle la

neutralisation automatique des voies rapides ou facilitant les prises de décision des

gestionnaires. Par ce type de système, on vise à l'intégration des sources d'information,

de traitement et d'actions d'exploitation. Son rôle est principalement "de faciliter


134

l'exploitation du réseau autoroutier, de permettre à l'exploitant de mieux connaître et

plus rapidement les événements qui surviennent sur son réseau, de simplifier et

d'accélérer le processus d'intervention" (ESCOTA, 1993).

Le système d’aide à l’exploitation routière se compose de systèmes informatiques mais

aussi des équipements nécessaires au recueil de données, de transmission, d'information.

Il est particulièrement approprié pour la mise en œuvre de mesures préventives visant à

diminuer les risques de perturbation (sécurité, fluidité). Il améliore la prise de décision

tant dans le domaine du court que du moyen terme ; il est particulièrement utile pour la

mise en œuvre d'actions dans un contexte temps réel. La figure III.17 donne à titre

d’illustration quelques objectifs généraux décomposés en plusieurs sous-objectifs.

Figure III.17 : Exemple simplifié d’objectifs d’un SAE-R.

Am éliorer la sécurité dans les zones acc identogènes

F aciliter les interv entions

A lerter les usagers

Réduire les conséquences d 'un év énem ent a léatoire sur l'autoroute

Lim iter les répercussions d 'un chantier

Inform er les usagers

G érer les grands f lux saisonn iers

G érer les f lux locaux

Satisfa ire la dem ande pour n iv eau de serv ice acceptable

Réduire les conséquences d 'accidents sur la pollution

Lim iter les traf ics indésirab les pour l'env ironnem ent

Am éliorer la sécurité

D im inuer les gênes à la circulation

O ptim iser l'u tilisation du réseau

R éduire les pollutions

Source : ISIS Lyon, 1996.

Le système intégré d’exploitation routière (SIE - R) recoupe "le système d’aide à

l’exploitation routière et l’environnement télématique avancé". L'environnement avancé

intègre tous les moyens permettant de recueillir, de transmettre les données, de traiter les

données, d'apporter une aide à la décision (modèle de simulation, etc.), de diffuser des


135

informations aux utilisateurs des réseaux et de mettre en place des actions d'exploitation

sur site (neutralisation de voie, etc.).

Un système est intégré s'il offre la structure de base nécessaire et suffisante pour intégrer

les divers sous-systèmes de traitement d'information c'est à dire le recueil de données, le

contrôle/analyse des données et la diffusion des informations (Fournier, 1994).

Les outils développés pour de tels systèmes recouvrent trois objectifs complémentaires.

On distingue :

-les outils de traitement de l'information et de gestion des équipements dans le cadre de

la mission de gestion du trafic.

- les outils de surveillance et de contrôle du réseau et des équipements informatiques

- les outils de traitements statistiques des données.

L’intégration des systèmes d’exploitation routière doit permettre un impact plus

important sur la sécurité, la fluidité et le confort. Pour cela on a intégré les différents

moyens :

-- De recueil d’information et de transmission (boucles électromagnétiques, vidéo,

balises, téléphones, radio, satellite, capteurs à bord des véhicules, télé-péage, etc.)

concernant la circulation (comptages, détection d’incidents, temps de parcours,

localisation des véhicules, détection d’incidents, etc.),

-- De traitement d’information et de génération de stratégies ou de mesures spécifiques

d’exploitation (modélisation du trafic à très court terme, simulation de conséquences de

mesures d’exploitation comme le contrôle d’accès, etc.),

-- De diffusion d’information aux utilisateurs de la route ainsi que des moyens d’action

sur site (feux de carrefours, PMV, radio, téléphone, serveurs Internet, vidéotex, centre

d’information routière, centre de logistique, etc.).

La gestion du trafic devrait connaître des développements importants dans les années

futures en raison des progrès réalisés dans le domaine des calculateurs, des

communications ainsi que dans les nouvelles technologies.


136

III.3.3 Les systèmes intégrés d'exploitation routière.

Actuellement « les riverains de la route » sont de plus en plus sensibles aux nuisances de

la circulation routière, ils demandent une meilleure gestion intermodale des

déplacements. En parallèle les usagers de la route expriment une demande de services

nouveaux associés à la circulation routière de plus en plus forte : service d’information

avant et pendant le voyage, service de guidage, assistance en cas de difficulté,

dépannage. Avec la généralisation de l’organisation logistique en flux tendus, les

utilisateurs professionnels doivent pouvoir suivre précisément leurs flottes et les gérer

au mieux.

La modification des modes de vie et de travail ainsi que les changements introduits dans

la gestion de la production se traduisent par un besoin plus important de pouvoir

maîtriser le temps et de réduire les temps affectés au transport des personnes et au

transport des marchandises (Bonnafous, 1993).

Dans le cadre d’une politique de meilleure gestion des déplacements en milieu urbain

tout comme en rase campagne, le Ministère de l'Équipement, du Logement, des

Transports et du Tourisme (MELTT) a mis en œuvre depuis plus de vingt ans des

actions coordonnées de gestion du trafic et d’information routière. Dès le départ, ces

actions ont utilisé toutes les techniques les plus appropriées aux besoins, y compris dans

le domaine de la télématique routière.

La télématique routière couvre un ensemble d’applications dans le domaine de

l’exploitation et de l’information routières faisant appel aux technologies de

l’informatique et des communications (Chevreuil, 1997). Les champs d’application de la

télématique routière sont nombreux. Ces systèmes intelligents des transports peuvent

être orientés vers les exploitants de réseaux ou vers les utilisateurs finaux : les usagers.

La gestion dynamique du trafic est actuellement une préoccupation majeure des

responsables des réseaux routiers urbains et périurbains. L'exploitation d’un réseau,

faisant largement appel à la télématique routière, permet de connaître les conditions de

fonctionnement exactes des voies existantes et d'en optimiser l'usage, donc de tirer le

meilleur possible des investissements. C’est pourquoi la gestion dynamique du trafic

connaît un développement rapide particulièrement en milieu périurbain. Elle exige un

système de recueil et de traitement de données et des équipements d’exploitation à

télécommande. Cet ensemble constitue le système intégré d’exploitation routière.


137

La solution envisagée par les gestionnaires des réseaux, les chercheurs et la puissance

publique s'est concrétisée dans le développement des nouvelles pratiques de gestion

dynamique des réseaux et des services grâce à la mise en place des systèmes intégrés

d'exploitation routière. Elle s'est traduite par la planification et la réalisation

d'investissements liés à l'introduction des nouvelles technologies d'information et à

l'informatisation des outils.

La télématique doit aussi permettre d'améliorer de façon conséquente la sécurité

routière. Les grandes priorités sont :

-- d'informer les automobilistes des incidents ou accidents qui surviennent sur

l'itinéraire qu'ils empruntent par radio, par panneaux à message variable (PMV)

et prochainement par des équipements embarqués à bord du véhicule.

-- d’informer en temps réel les gestionnaires des infrastructures routières, grâce

aux capteurs à boucles magnétiques et à un réseau de télévision en circuit fermé,

pour qu'ils puissent lancer les opérations d'assistance, de protection ou de

secours.

Les objectifs assignés aux systèmes intégrés d'exploitation routière sont de :

- accroître la sécurité du réseau aussi bien vis à vis des usagers que des agents

d'exploitation (gérer les incidents),

- augmenter le trafic écoulé sur le réseau et la fluidité (optimiser l'utilisation du réseau),

- améliorer le confort des usagers et des exploitants (diminuer les gênes à la circulation,

apporter une aide au déplacement par une diffusion d'information et améliorer les

conditions de travail),

- diminuer les pollutions et économiser les énergies,

- augmenter la rentabilité et l'efficacité (optimiser l'organisation de l'exploitation).


138

Chapitre IV : Le système d'exploitation SIRIUS

Ce chapitre présente le système intégré d'exploitation routière implanté sur les

autoroutes et les voies rapides de la région Ile de France : SIRIUS (Service

d'Information pour un Réseau Intelligible aux Usagers).

Le projet de développement du système d'exploitation SIRIUS vise à améliorer le

fonctionnement du réseau autoroutier francilien et le service rendu aux usagers

empruntant ce réseau. Compte tenu de la complexité de ce projet (construction d'une

infrastructure informationnelle, intégration de technologie de pointe, informatisation des

outils, restructuration des services, etc.) et de l'importance des investissements

impliqués, nous verrons dans une première partie que son déploiement a été progressif.

Les systèmes d'exploitation de la route ont une architecture répartie avec des centraux de

gestion, souvent interconnectés entre eux et des équipements déportés en bord de route.

La mise en œuvre de ces systèmes suppose des dispositifs de transmissions complexes

et leur efficacité dépend fortement de la qualité du recueil de données (données de trafic,

d'environnement, événements). C'est pourquoi dans une seconde section, nous décrivons

les principales fonctionnalités nécessaires à la gestion du trafic et à l'élaboration d'études

statistiques, ainsi que les équipements dynamiques qui le composent. On distingue les

équipements dynamiques de terrain liés au recueil de données tels que les capteurs et les

caméras vidéo de surveillance et les équipements liés aux actions d'exploitation tels que

les panneaux à message variable.

La dernière section de ce chapitre est plus particulièrement consacrée à l'information

dynamique des usagers. En effet, l'information routière est la partie apparente, d'une part

d'un système global de surveillance et d'exploitation du réseau routier, et d'autre part

d'un système spécifique de traitement et de diffusion de l'information. Des stratégies de

gestion des autoroutes peuvent être mises en œuvre grâce aux nouvelles possibilités

d'information en temps réel de l'usager, notamment en utilisant les panneaux à message

variable qui s'adressent à tous les usagers.


139

IV.1 Des origines à nos jours : Déroulement historique du projet

SIRIUS.

La conception de SIRIUS est née dans les années 1985 / 1987 du constat fait par la

DREIF que le réseau autoroutier d’Ile de France allait commencer à se « mailler » de

manière importante à partir de 1989. Ainsi de multiples itinéraires allaient s’offrir à

l’usager pour relier une origine à une destination donnée de la région. Il paraissait donc

naturel de tirer parti de cette opportunité pour améliorer les conditions de circulation sur

le réseau autoroutier en fournissant aux automobilistes des informations leur permettant

de faire le meilleur choix d’itinéraire à chaque instant, notamment en cas d’importantes

perturbations dues à des accidents ou à des chantiers. L'intérêt était d’obtenir une

meilleure répartition des véhicules sur le réseau, et une réduction de l’importance des

zones d’encombrements.

Les grands objectifs de l’opération SIRIUS tels qu’ils ont été fixés en 1988 dans le

dossier programme de l’opération sont les suivants :

♦ l’amélioration de la sécurité : grâce à la détection plus rapide des

perturbations, il est possible de limiter les accidents type « queue de

bouchon » en informant les usagers de façon préventive.

♦ L'amélioration de la fluidité du trafic durant les périodes de congestion

récurrente, il s’agit d’améliorer la circulation durant les pointes journalières.

♦ La maîtrise des grands flux occasionnels et des trafics induits par les grands

pôles générateurs par des actions d’information et de guidage.

♦ La limitation des répercussions dues aux accidents et aux chantiers en

alertant les usagers et en intervenant plus tôt sur les accidents.

♦ L'augmentation du confort des usagers en leur donnant des informations

globales sur les conditions de leurs déplacements.

Les résultats attendus devaient être non seulement l’augmentation globale de la capacité

du réseau et une diminution du “ stress ” des conducteurs, mais aussi une réduction des

risques d’accidents secondaires grâce à l’information sur les bouchons et les accidents.


140

IV.1.1 Historique administratif et textes fondateurs.

Un cadre institutionnel et administratif a accompagné la mise en place du projet

SIRIUS.

Dans cette sous section, nous avons voulu rappeler brièvement les principales étapes de

ce cadre pour mieux comprendre le contexte de développement du projet SIRIUS.

Avant 1985, de nombreux organismes (État et collectivités) étaient impliqués dans la

gestion des voies rapides en Ile de France. On peut citer les Directions Départementales

de l'Équipement (DDE) des sept départements de la région, la Ville de Paris, la

Direction Régionale de l’Équipement et les différents services du ministère de

l’Intérieur : CRS, Polices Urbaines, Préfecture de Police, Gendarmerie. Il n’existait

aucune instance chargée de coordonner toutes ces administrations.

La Division Exploitation, Sécurité Routière et Études Techniques (DESRET) au sein de

la DREIF assurait d’une part des fonctions de CETE (Centre d’Études Techniques de

l’Équipement) et d’autre part des fonctions de contrôle et de coordination ainsi que de

maître d’œuvre pour certains investissements d’exploitation. Le CETE d’Ile de France

regroupe les compétences techniques en matière d’exploitation routière. Il est chargé des

statistiques régionales de circulation et de sécurité, de l’expertise dans la gestion de la

voirie à feux, de la signalisation routière et de la sécurité routière.

En 1985 les dysfonctionnements du système (organisationnels et techniques), tant pour

les investissements que pour l’exploitation, étaient devenus si importants qu’il a été

nécessaire de mettre en place une réflexion pour résoudre les problèmes d’exploitation

et d’entretien des autoroutes en Ile de France. De 1985 à la fin de 1990 un certain

nombre de comités “ institutionnels ” de concertation ont fonctionné dans des cadres

divers, pour remédier aux situations conflictuelles et au manque de concertation

antérieur.

Nous résumons dans le tableau IV.1 les grandes étapes de cette période qui ont conduit à

la création du Service Interdépartemental d’Exploitation Routière (SIER) et à la mise en

place du projet SIRIUS.


141

Tableau IV.1 : Historique de la création du projet SIRIUS.

Juillet 85 / Février 86

Groupe de réflexion MAILLARD (Commissaire de la République des Yvelines)

Rapport succinct qui relève le dysfonctionnement général et préconise la nécessité d’une organisation centrale.

Août 85 / Juillet 86

Mission “ Souliman - Lerebour ” Inspection générale de l’Ad. et les Ponts et Chaussées

Rapport plus étoffé, examine les choses sous un angle détaillé du point de vue des structures administratives et du point de vue technique.

Fin 1986 / Avril 87

Mission du Directeur de la DREIF en application de la lettre de mission du 09 / 12 / 86

La DREIF crée la mission SERMIF (Stratégie d’Exploitation du Réseau Maillé d’Ile de France). La mission SERMIF absorbe toute la partie sécurité de la DESRET.

28 Avril 87 Séminaire de conclusion de la mission DREIF

Mai 87 / Déc. 88

Création des groupes ROC, CTE et du Comité de Coordination (pouvoir décisionnel) Ces trois groupes ont abouti à la conception du système d’exploitation des autoroutes de la région Ile de France (SIRIUS).

ROC : “ Réseau d’Observation et de Conseil ” (mai 87) formé de techniciens expérimentés sur les problèmes d’exploitation. CTE : Comité Technique d’Exploitation des voies rapides d’Ile de France, mai 87. Il joue le rôle de conseiller auprès du Comité de Coordination.

29 Août 88 Création au sein de la DREIF du SIER : Service Interdépartemental d’Exploitation Routière

Les partenaires du SIER sont : - La Ville de Paris - Les DDE (92, 93, 94, 78, 91, 95, 77) - Les exploitants du réseau associé aux voies rapides. - Les polices urbaines

Avril 89 / 30 Oct. 89

Jury d’appel de “ candidatures ” pour la réalisation de SIRIUS

Suivi par le Comité de Coordination => Choix des candidatures

Déc. 89 / Déc. 90

Jury d’appel “ d’offres pour la réalisation de SIRIUS ”

Suivi par le Comité de Coordination => Choix de l’entreprise lauréate et donc titulaire du marché.

Jan. 93 Inauguration de SIRIUS sur 175 km au nord - est de l’Ile de France.

Le système est géré par deux postes de commandement opérationnels : St Denis et Champigny sur Marne.

Jan. 94 L’ensemble des voies rapides de la moitié de l’Est de l’Ile de France est couvert.

Un troisième poste de commandement, ouvert comme les autres 24 h sur 24 h est ajouté à Arcueil. Ils gèrent, au total 175 PMV.

Février. 96 Les temps de parcours se généralisent sur SIRIUS Est, en complément à la distance au prochain bouchon.

Oct. 96 Mise en service du poste de commandement de Nanterre.


142

Ce projet complexe comprend la construction d'une infrastructure informationnelle,

l'intégration de technologie de pointe et l'informatisation des outils. Compte tenu de sa

complexité technique et de l'importance des investissements impliqués, son déploiement

a été progressif.

Sa réalisation s’est faite au moyen de deux marchés principaux :

♦ La réalisation des logiciels centraux du système a été confiée à l’entreprise

STERIA.

♦ Les équipements ont été confiés à un GIE SIRIUS dirigé par des filiales du

groupe “ Générale des Eaux ”.

IV.1.2 Les huit axes de la politique d’exploitation définie par le

Service Interdépartemental d’Exploitation Routière.

Les stratégies et moyens à mettre en œuvre pour remplir les objectifs d’exploitation des

voies rapides de la région Ile de France ont été rangés selon les huit axes suivants :

♦ Connaissance en temps réel de l’état et de l’évolution des conditions

de circulation.

♦ Information rapide crédible et systématique des usagers avant les

points de choix du réseau.

♦ Mise en œuvre d’actions de guidage et de délestage à l’intention de

certains flux.

♦ Poursuite et extension de la politique actuelle de régulation d’accès.

♦ Modernisation des pratiques d’exécution des chantiers et des

interventions sur accidents.

♦ Utilisation d’un réseau associé pour pallier certains incidents

exceptionnels.

♦ Réalisation d’aménagements ponctuels visant à améliorer la sécurité et

la fluidité du trafic.

♦ Adaptation permanente des actions d’exploitation en fonction des

effets constatés et des attentes des usagers.

La mise en place de cette politique d’exploitation s’appuie sur le système SIRIUS. Elle

repose, pour une large part, sur la modification volontaire du comportement des usagers.

C’est pourquoi les informations délivrées, à défaut d’être toujours justes doivent être


143

crédibles sous peine de rater leur cible et donc d’être inefficaces. Les mesures mises en

œuvre doivent être acceptées par les usagers pour être respectées ou mieux adoptées.

Elles doivent être lisibles et compréhensives.

A l’origine SIRIUS signifiait Système Intégré de Régulation et d’Information des

Usagers. C’était un système d’observation du réseau routier qui fournissait en plus du

réseau préexistant d’appel d’urgence, des données de trafic en temps réel et une

surveillance vidéo de tous les points sensibles. Il devait permettre à l’exploitant de

suivre les conditions de circulation en temps réel, de détecter les accidents et les

bouchons pour pouvoir guider l’automobiliste à l’aide de panneaux à message variable

(PMV) placés en amont des points de choix. Il s’agissait avant tout de répondre aux

exigences en matière de sécurité et d’information définies par le Schéma Directeur

d’exploitation Routière (SDER).

Aujourd’hui le système SIRIUS est devenu Service d’Information pour un Réseau

Intelligible aux Usagers. C’est à la fois :

• Un système expert capable de détecter automatiquement les bouchons, il aide ainsi

les opérateurs chargés de l’exploitation du réseau dans leur tâche quotidienne.

• Un système d’action sur le trafic par la régulation dynamique des flux de trafic et par

l’information des usagers sur les conditions de trafic et d’exploitation des voies

rapides.

SIRIUS est devenu un véritable partenaire au service de l’exploitant et de l’usager des

autoroutes d’Ile de France.

L’opération SIRIUS se poursuit par l’équipement des voies rapides existantes sur

l’Ouest de l’Ile de France. Le projet SIRIUS II concerne les autoroutes et voies rapides

de la partie Ouest de l’Ile de France, telles que A10, A12, A13, A14, A15 et le bouclage

de l’A86.


144

IV.2 Aspects techniques du système SIRIUS.

L’exploitation et la gestion des conditions de circulation nécessitent la connaissance en

temps réel des états de trafic afin de pouvoir prendre des mesures adéquates de

régulation et d’information.

Du point de vue technique, le système SIRIUS est articulé autour de trois fonctions

essentielles : il recueille, traite, et diffuse automatiquement les informations relatives à

l’état du trafic. Il utilise les dernières technologies de l’informatique et des

télécommunications et dispose de moyens puissants de traitement de l’information.

Cette section a pour objectif principal de présenter les différents composants de la

technologie du système SIRIUS à travers ses principales fonctions :

- Le recueil des données du trafic,

- Le traitement des informations trafic et la centralisation des données,

- La diffusion de l’information.

Les options retenues visent l'assurance des grandes fonctionnalités suivantes : une

fonction de suivi de la situation sur le tracé en temps réel, une fonction d'aide au

traitement des données recueillies compte tenu du volume de données et de leurs

diversités, une fonction d'aide à la décision relative aux actions d'exploitation à mettre

en œuvre en temps réel, une fonction d'information des automobilistes et des partenaires

en temps réel et une fonction d'archivage / historique (mise en place des bases de

données) nécessaire à l'exploitation aussi bien qu'à l'élaboration d'études et de

statistiques.

Les deux figures (IV.1 et IV.2) illustrent l’architecture fonctionnelle du système

SIRIUS.

La figure IV.1 explique l’organisation et la coordination des différents systèmes au

niveau du Centre d’Exploitation de Secteurs (CES). Dans SIRIUS, il existe quatre CES :

Saint Denis, Les Ratraits (Champigny), Nanterre et Arcueil.

La figure IV.2 illustre de façon plus approfondie la description technique de chacune des

différentes fonctions de recueil de données, de traitement de l’information et de la

diffusion.


145

Figure IV.1 : L’architecture fonctionnelle de SIRIUS.


146

Figure IV.2 : Les différents systèmes : l’observation du trafic, le traitement et la

diffusion de l’information.


147

Les fonctions de SIRIUS mettent en œuvre différentes sortes d'équipements dont le rôle

est de recueillir et de traiter les données, puis d’informer les automobilistes.

Les tableaux IV.2 et IV.3 donnent une idée de l'importance des équipements réalisés

dans le cadre du projet SIRIUS Est.

Ces tableaux différencient les différents équipements selon trois catégories :

** les équipements neufs installés au titre de SIRIUS,

** les équipements existants antérieurement et intégrés à SIRIUS,

** les équipements neufs installés dans le cadre d'infrastructures nouvelles.

Tableau IV.2 : Équipements terminaux utilisés pour SIRIUS Est.

Nature de l’équipement Équipements

neufs installés

au titre de

SIRIUS

Équipements

existant

antérieurement et

intégrés à SIRIUS

Équipements

neufs installés

dans le cadre

d’infrastructures

nouvelles

TOTAL

Recueil automatique de

données 1776 666 200 2642

Caméras de

surveillance 64 154 20 238

Panneaux à message

variable sur autoroute 55 36 12 103

Panneaux à message

variable hors autoroute 13 8 7 28

Poste d’appel d’urgence 46 405 48 499

Source : « Évaluation de l’exploitation des voies rapides en région Ile de France – Cas de SIRIUS Est »,

Orselli J, Fribourg M., 1996.

L'implantation d'un système d'exploitation tel que SIRIUS, sur une infrastructure,

accroît de manière non négligeable le nombre total d'équipements terminaux.

La construction de l'infrastructure informationnelle modulaire a augmenté de manière

importante le nombre d'appareils de recueil automatique de données et de panneaux à

message variable. Le tableau IV.3 atteste de l'importance des équipements nécessaires

au bon fonctionnement d'un système d'exploitation routière.


148

Tableau IV.3: Bilan des installations techniques réalisées.

Types d’installation Total y compris

celles existant

antérieurement

Installations nouvelles

réalisées à l’occasion

de l’opération SIRIUS

Installations

réalisées dans le

cadre

d’infrastructures

nouvelles

Sites techniques 42 31 5

Locaux de concentration 11 8 0

Postes EDF Moyenne tension 9 6 0

Câbles de transmission à fibres

optiques (m) 162 000 145 000 17 000

Câbles électriques privés

Moyenne tension (m) 124 000 117 500 6 500

Source : « Évaluation de l’exploitation des voies rapides en région Ile de France – Cas de SIRIUS Est »,

Orselli J.,1996.

Les équipements terrain auxquels ce système fait appel pour assurer chacune des

fonctions, sont indiqués dans le tableau IV.4.

Tableau IV.4 : les moyens mis en œuvre par fonction dans SIRIUS.

FONCTIONS MOYENS

DE RECUEIL DIFFUSION / ACTION

SIRIUS Réseau

d'appel

d'urgnce

Recueil

automatique

de données

Caméras

vidéo Panneaux

à message

variable

Contrôle

d’accès

signaux

d’affectation

des voies

Calcul des temps de

parcours ♦ ♦

Détection des bouchons ♦ ♦ ♦ ♦

Gestion des incidents ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Régulation ♦ ♦

Coordination et plan de

gestion du trafic ♦ ♦ ♦ ♦


149

Les équipements de la fonction " recueil de données " ainsi que les panneaux à message

variable font l'objet d'une présentation détaillée dans la suite de cette section. Nous

rappelons brièvement le rôle des contrôles d'accès (CA) et des signaux d'affectations des

voies (SAV) qui ne seront pas abordés dans la suite de la thèse.

- Les signaux d’affectation des voies (SAV) sont actuellement en règle générale

implantés dans les sections couvertes ou les tunnels. Ils permettent d’effectuer soit une

neutralisation partielle de voie(s) sur une section d’autoroute, soit une coupure totale.

- Le contrôle d’accès (CA) permet de gérer de façon statique ou dynamique le flux

entrant sur l’autoroute, par les bretelles d’accès à partir du réseau associé, ce qui doit

contribuer à améliorer le débit de la section située immédiatement en aval de l’accès.

Actuellement le système SIRIUS est implanté sur la totalité du réseau autoroutier Est de

l’Ile de France : il représente environ 1000 km d’autoroutes équipées de 1800 stations

(RAD), 232 panneaux lumineux d’information à message variable (PMV), 662 caméras

vidéo d’interprétation et de surveillance, 38 accès par bretelle régulés (CA) et 4 postes

de contrôle opérationnels fonctionnant 24h sur 24 heures (SIER, 2000).

IV.2.1 Le recueil des données du trafic.

Au sein d’un système d’exploitation routière le recueil de données est la base de toutes

les fonctions de régulation et d’information des usagers.

Le recueil de données contribue aux diagnostics concernant les conditions de la

circulation et les événements qui se produisent sur le réseau considéré. Il assure la

collecte des données nécessaires aux tâches d'exploitation.

Dans SIRIUS le recueil de données s’effectue de deux façons différentes :

-- en mode manuel

La partie manuelle est assurée par l'opérateur du poste central de circulation, qui

informe directement le système des informations qu'il possède. Les informations

peuvent avoir été obtenues par la surveillance vidéo du réseau ou proviennent d’autres

sources, notamment des renseignements mis à disposition par les unités de CRS qui

gèrent les interventions de sécurité.


150

-- en mode automatique

Les principaux équipements du système d’exploitation SIRIUS sont :

- des capteurs électromagnétiques qui détectent et dénombrent précisément le passage

des véhicules. Ils permettent de collecter des données de trafic en temps réel et on en

extrait les principaux paramètres du trafic (débit, vitesse, taux d’occupation, distance

inter-véhiculaire). Chacun de ces capteurs est interrogé en permanence et à grande

fréquence par les nombreuses stations implantées aux abords de la chaussée grâce au

réseau de Recueil Automatique de Données (RAD).

Le réseau de Recueil Automatique de Données (RAD) est constitué de boucles

électromagnétiques noyées sous la chaussée à distance plus ou moins régulière (en

moyenne 500 m en Ile de France). Elles permettent de collecter des données de trafic en

temps réel. Celles-ci sont transmises aux 4 centres d'exploitation de secteur du SIER à

travers un réseau de communication longeant les autoroutes équipées puis envoyées à un

système central d'acquisition numérique.

Les fonctions de DAB / DAI (Détection Automatique de Bouchons et Détection

Automatique d'Incidents) utilisent les données de trafic collectées par le recueil

automatique de données pour détecter la formation de bouchons ou l'apparition

d'incidents.

La Détection Automatique de Bouchon (DAB) est un système qui vise à détecter et à

localiser l'occurrence d'un bouchon ou d'un ralentissement. La Détection Automatique

d'Incident (DAI) vise à détecter et à localiser toute anomalie dans la progression des

véhicules (SETRA,1996).

Des algorithmes sont activés à intervalles réguliers (20 secondes pour SIRIUS) et

élaborent des alarmes, à charge pour l'opérateur de s'assurer de leur pertinence et de les

valider.

Les principes d’implantation des boucles électromagnétiques dépendent du niveau de

charge en trafic de l’infrastructure et des fonctions d’exploitation que l’on veut

développer et mettre en œuvre. Sur les infrastructures à très forte charge ou sur les zones

à fort risque d’accident, l’espacement des stations de comptages est de 500 mètres. Il

permet notamment le développement de système de DAI. Les stations comportent en

général une boucle par voie et permettent les mesures de débit et de taux d’occupation,

voie par voie. Sur une section homogène une station à double boucle permet d’estimer


151

certaines caractéristiques du trafic telles que la longueur moyenne des véhicules et la

vitesse instantanée.

SIRIUS, dans sa partie serveur de données, échange des informations avec d'autres

serveurs, notamment celui de la Ville de Paris, afin de permettre une meilleure gestion

des réseaux adjacents et surtout d'assurer une continuité de service et une transparence

pour l'usager.

Sur les infrastructures moins chargées, la densité de capteurs est plus faible, de l’ordre

de 1 km et en concentrant les stations aux abords des diffuseurs.

- Des caméras vidéo télécommandables, installées aux points stratégiques du réseau

transmettent en direct des images de la circulation. Elles sont souvent utilisées de

manière qualitative pour interpréter finement les situations de trafic et dépêcher

rapidement les secours appropriés sur le lieu des incidents.

Les principes d’implantation sont les suivants :

• couverture totale des zones d’accumulation d’accidents ou à fort risque

d’accident avec des caméras mobiles environ tous les kilomètres,

• couverture totale des tunnels avec des caméras fixes tous les 200 mètres,

• continuité pour traiter de façon homogène les sections en zone de trafic dense

(A86)

• ailleurs, couverture des seuls échangeurs routiers.

Au niveau des Centres d’Exploitation de Secteur (CES) les signaux des caméras arrivent

sur une matrice de commutation, qui permet aux opérateurs de sélectionner à partir de

leur pupitre de commande les vues qu’ils souhaitent voir afficher sur l’ensemble d’une

trentaine d’écrans TV.

- Les postes d’appel d’urgence complètent les informations obtenues automatiquement

à partir des capteurs et des images des caméras : grâce à ces postes, les usagers peuvent

communiquer la nature de leurs difficultés.

SIRIUS est équipé d’un réseau d’appel d’urgence (RAU) classique dont une part

importante des postes existait déjà sur le terrain. Ce réseau comporte environ 1190

postes contrôlées au niveau des CES par des calculateurs nommés PCA (poste de

centralisation des appels) destinés à faciliter aux opérateurs la localisation et la gestion

des appels. Les principes d’implantation des postes d’appel d’urgence pour une


152

couverture totale du réseau sont variables de l’ordre de 200 m dans les tunnels, 300 m à

400 m sur les viaducs, 600 m à 800 m sur les sections autoroutières très chargées, entre

1000 m et 2000 m ailleurs (jusqu’à 4 km sur la N104).

A l'aide des informations produites, le système s'occupe de la gestion des événements de

trafic. Divers événements de trafic peuvent être pris en compte dans le fonctionnement

du système, les principaux sont les bouchons, les accidents et les travaux.

Toutes les données ainsi collectées sont indispensables pour assurer une gestion

complète et cohérente du réseau des autoroutes d’Ile de France.

IV.2.2 Le traitement des informations trafic et la centralisation des

données.

Dans SIRIUS, il existe deux modes de traitement des données l’un en temps réel et

l’autre en temps différé. Le traitement des données en temps réel est utilisé pour la

gestion du trafic 24h sur 24h, tandis que l’utilisation différée est réalisée à des fins

statistiques, d’études ou de recherche dans le domaine de l’ingénierie du trafic.

Le traitement des informations trafic en temps réel :

Le traitement des informations trafic se fait dans le centre d’exploitation de secteur.

Chacun des 4 centres d’exploitation de secteur de la région Ile de France gère un secteur

donné, mais ils fonctionnent ensemble comme un tout cohérent.

Ils ont besoin de communiquer entre eux, pour échanger les données de trafic

concernant les tronçons de voies jouxtant les frontières de leurs zones respectives : un

PMV relevant d’un centre d’exploitation de secteur peut avoir une zone d’influence

concernant des tronçons de voies relevant d’un centre d’exploitation de secteur voisin.

Les échanges de données entre centre d’exploitation de secteur se font par

l’intermédiaire d’un serveur grossiste implanté au SIER à Créteil. Chacun peut y

prélever les données des centres voisins et du BP qui l’intéressent.

Tous les capteurs d’information sont reliés par fibre optique aux 4 centres d’exploitation

activés 24 h sur 24. Toutes les informations sont transmises et traitées instantanément


153

par les ordinateurs des 4 centres d’exploitation qui gèrent le réseau autoroutier. Le

traitement de données aboutit au diagnostic des conditions de circulation et à des actions

d'exploitation telles que l’information de l’usager et la gestion du trafic. Un certain

nombre de logiciels de travail, à l’usage des opérateurs des centres d’exploitation de

secteur, permettent de visualiser des données de trafic, l’état de la circulation (bouchons,

vitesses, temps de parcours etc.) ainsi que des éléments sur la signalisation (état des

PMV, FAV (feux d’affectation de voies), régulation d’accès, etc.). Un système expert

assure automatiquement, selon une stratégie prédéfinie, l’élaboration des messages qui

seront diffusés en temps réel sur les PMV. La centralisation des données physiques

permet aux opérateurs d’agir à tout moment sur le trafic en transmettant en temps réel,

des messages par l’intermédiaire des panneaux à message variable.

Le traitement des données en temps différé :

L’utilisation des données en temps réel pour le système d’information des usagers se

double d’une utilisation en temps différé de ces données pour des études de trafic et des

statistiques. A cette fin un archivage des données est réalisé régulièrement.

Dans cette sous section, nous évoquerons plus particulièrement les analyses des

cartographies des bouchons. Il existe cependant de multiples possibilités d’utilisation

des données en temps différé.

La disponibilité des données de trafic, fournies par les boucles électromagnétiques,

permet d’appréhender de manière automatique les caractéristiques des pointes de trafic :

par les critères de durée, de longueur et d’intensité des retenues.

Pour l’exploitant, la cartographie des bouchons présente l’avantage de fournir un

éclairage rapide sur :

♦ la localisation des zones d’encombrements,

♦ la durée de la congestion pour une période donnée,

♦ le degré réel de saturation du réseau.

Pour pouvoir être mise en œuvre, l’approche cartographique nécessite les données

fournies par un système de recueil : pour l’essentiel il s’agit des valeurs du taux

d’occupation agrégées sur 6 minutes. La densité d’équipement induit naturellement la


154

qualité des estimations relatives aux caractéristiques des pointes. Sur autoroute et voie

rapide urbaine, une station de mesure par boucle tous les 500 mètres constitue une

configuration idéale. Dans le cas particulier de SIRIUS, les informations fournies par les

capteurs correspondent aux variables débit et taux d'occupation, agrégées sur des

périodes de 6 minutes.

Pour être en mesure de cartographier automatiquement les niveaux de trafic, il importe

que la variable d’état : taux d’occupation (ou vitesse moyenne), soit préalablement

définie par ses valeurs numériques dans un graphique espace-temps. Chaque valeur

correspond à la valeur du taux d’occupation (ou de la vitesse moyenne) enregistré à un

instant donné par une station de détection.

Les courbes obtenues font apparaître sur la carte temps - espace, plusieurs composantes

fermées de forme quelconque. Selon la valeur du taux (ou de la vitesse moyenne), l’aire

délimitée par ces composantes correspond à un indicateur d’encombrement. Le calcul

automatique de cette aire, très utile en terme d’évaluation, peut être effectué directement

à partir du graphique.

Par ailleurs, pour chaque contour de congestion, le début de la pointe, la fin de la pointe,

la longueur de la retenue peuvent également être déterminés de manière automatique. La

carte permet ainsi d’exhiber des indicateurs quantitatifs, caractéristiques des états de

trafic observés.

La méthode cartographique peut être employée de façon systématique par les exploitants

des autoroutes ou des voies rapides :

♦ pour analyser la représentation, la quantification et la comparaison des

différentes pointes de trafic : pointes journalières, grandes migrations

saisonnières liées aux déplacements de loisirs, événements perturbant

(accidents, incidents, phénomènes météorologiques,...)

♦ pour l’évaluation des effets des opérations des actions de régulation,

♦ pour la tenue de statistiques régulières : journalières, mensuelles ou

annuelles, sur l’évolution des phénomènes de congestion des

infrastructures routières (observatoire de la congestion).


155

La cartographie des bouchons :

La cartographie est un support qui permet de représenter et de quantifier le degré de

saturation d'une infrastructure et de suivre son évolution dans le temps et dans l’espace.

Dans le système SIRIUS, le temps est représenté par les différentes heures de la journée;

l'espace est représenté par les points de repère (PR). Ce sont des points créés par le

gestionnaire du réseau autoroutier (SIER) qui sont matérialisés physiquement sur la

partie centrale des autoroutes par des plaquettes métalliques nommées "PR". Ils

déterminent des segments d'autoroute référencés par sens et correspondent le plus

souvent à la distance origine / destination de l'autoroute.

Cette approche graphique va servir d'outil dans notre étude et dans le suivi des impacts

des congestions.

Figure IV.3 : Exemple de cartographie d’un bouchon d’une longueur de 3 km

maximum

(État du trafic sur A104 sens Extérieur entre A4 et A1, sens de circulation PR 17 vers

PR 6).

6 7 8 9 1 0 1 16 , 9 3

7 , 6 3

9 , 6 4

9 , 6 8

1 0 , 7 7

1 1 , 1 9

1 1 , 5 7

1 2 , 1

1 4 , 3 7

1 4 , 8 5

1 5 , 3 2

1 5 , 4 4

1 5 , 4 6

1 7

H e u r e s

P o i n t d e

r e p è r e

A 1 0 4 s e n s A 4 - A 1 : C A R T O G R A P H I E D E S E N C O M B R E M E N T SE x e m p l e d ' u n m a r d i

Vitesse comprise entre 0 et 30 km/h

Vitesse comprise entre 30 et 60 km/h

Vitesse supérieure à 60 km/h

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Source : SIER /Groupe Études / Observatoire des déplacements sur VRU.


156

Cette cartographie fait ressortir deux encombrements durant la période de pointe du

matin. Ils se forment au même endroit (PR 9). Le premier débute à 7 h 06 pour se

terminer vers 8 h. Le second commence à 8 h 24 et dure 1 h 35. Ils s'étendent sur la

même distance, du PR 9 au PR 11.6, soit environ 3 km. L'aire en jaune correspond en

pratique à la partie la plus ralentie de l'encombrement.

La comparaison de plusieurs cartographies permet non seulement d'appréhender les

spécificités du fonctionnement de l'infrastructure à différentes périodes mais aussi

d'apprécier, selon un critère de fluidité, l'efficacité des actions de régulation mises en

place par les exploitants.

IV.2.3 La diffusion de l’information.

Même si l’information routière n’est qu’une petite partie de l’exploitation du trafic, elle

est bien consubstantielle à la gestion de la route et à la régulation du flux, qui sont elles-

mêmes une sous partie notable de l’organisation des déplacements ( Durand-Raucher,

1994).

La diffusion permet de produire une information utile aux entités intéressées en temps

réel ou en temps différé suivant la valeur et la nature des informations. Celles diffusées

en temps réel servent aux usagers pour une modification de leur comportement de

conduite, aux services internes ou aux autres intervenants pour décider des actions

d’exploitation. Celles délivrées en temps différé ont un caractère prévisionnel ou

statistique.

En tant que moyen d’action privilégié de l’exploitation de la route, l’information

routière est présente dans les trois missions du SDER :

** Information de sécurité immédiate pour annoncer un danger effectif (queue de

bouchon, accident, verglas…) pour la mission “ maintien de la viabilité ”.

** Information incitative signalant les itinéraires encombrés par des actions

faisant face aux perturbations existantes (délestage, coupure, déviation…) pour la

mission “ gestion du trafic ”.

** Information prévisionnelle sur les conditions de circulation destinées à étaler

les déplacements dans le temps et / ou l’espace pour la mission “ aide au déplacement ”.


157

Dans cette sous-section nous montrons comment ces trois types d’information

représentant les trois missions du SDER sont totalement intégrées dans le système

d'exploitation SIRIUS. C’est à la fois un système d’action sur le trafic par la régulation

dynamique des flux de trafic mais aussi par l’information des usagers sur les conditions

de trafic et d’exploitation des voies rapides.

Le SIER a fait le choix d’être à la fois producteur d’information et opérateur de service.

Les systèmes de régulation directe du trafic (en temps réel) : les panneaux à

message variable (PMV).

Selon le glossaire de l'exploitation (SETRA, 1996) le panneau à message variable est

un panneau de signalisation routière, généralement télécommandé, permettant

d’afficher au moins deux états différents sur un même support : état neutre et un ou

plusieurs signaux ou messages.

Les panneaux peuvent être implantés en section courante ou en amont des accès à une

autoroute, une voie rapide ou un autre axe important afin de délivrer des messages

modifiables à tout instant, concernant les états de trafic sur ces axes. Il fournit aux

usagers des prescriptions, des conseils ou des informations variables dans le temps. Les

messages sont préprogrammés ou composés à la demande.

Dans SIRIUS, les PMV, implantés sur un portique ou sur une potence, permettent de

délivrer des messages lumineux qui peuvent être modifiés à tout instant. Ces messages

sont actualisés en temps réel. Constamment à jour, ils informent plutôt qu’ils ne

conseillent. Ils sont placés aux endroits stratégiques du réseau, en particulier avant les

divergents autoroutiers.

L’une des principales contraintes liées aux limites techniques inhérentes aux PMV est le

nombre maximum de caractères très limité : 2 X 18 caractères pour le PMV sur

autoroute. Il y a aussi le fait que l’usager n’a pas le temps de lire des messages trop

longs, ce qui impose l’utilisation de messages extrêmement concis qui doivent

néanmoins rester lisibles, compréhensibles et suffisamment riches en information.

Sur le réseau autoroutier d’Ile de France, les PMV informent les automobilistes de l’état


158

actuel du trafic sur la suite de leur parcours. Le conducteur peut donc, en connaissance

de cause, soit modifier son itinéraire, soit décider de continuer son itinéraire.

L’annonce en amont des accidents ou des embouteillages augmente la vigilance des

conducteurs, ce qui leur permet d’anticiper les ralentissements et donc d’améliorer leur

sécurité. D’autre part, les accidents évités améliorent à leur tour la fluidité du trafic.

A l’origine de SIRIUS les PMV diffusaient selon la situation, quatre grands types de

message concernant :

La fluidité de la circulation,

L’existence d’un bouchon,

La présence d’un accident,

La présence de travaux.

Actuellement l’information fournie aux usagers s’est élargie et d’autres types de

message viennent s’ajouter :

Les temps de parcours,

Des limitations de vitesse suite aux pics de pollution,

Incitation à l’inter modalité lors de congestion très localisée : Coupe du

Monde.

La procédure de diffusion de ces différents types de messages est définie dans le cadre

de la politique d'affichage du SIER. Celle-ci est décrite dans la section suivante.


159

Figure IV.4 : Exemple d’information diffusée par un PMV SIRIUS : message temps de

parcours.

Source : DRE Ile de France / SIER/ Observatoire des déplacements sur VRU.

Sur le réseau francilien, on distingue trois types de Panneaux à Message Variable

(PMV) :

** Les PMV situés sur les sections courantes d’autoroute, notés PMVS

dans la stratégie d’affichage. Ils sont implantés préférentiellement en amont des

sections d’autoroute où sont recensés des bouchons récurrents.

** Les PMV implantés au niveau de certaines entrées d’autoroute sont

nommés PMV Hors Autoroute (PMVHA) dans la stratégie d’affichage.

** Les PMV situés au niveau des divergents autoroutiers sont notés

PMVD dans la stratégie d’affichage.

Outre les PMV, SIRIUS comprend des dispositifs de contrôle des accès également gérés

par le centre d’exploitation (CES).


160

Au-delà de la démarche d’information de l’usager indispensable à l’exploitation, il

existe en effet des outils de gestion du trafic permettant de mieux maîtriser les flux. La

régulation d’accès s’inscrit dans cette logique, car elle vise à répartir dans le temps la

demande aux accès d’une autoroute, ce qui écrête les pointes du trafic observées sur

cette dernière.

Selon le glossaire de l’exploitation (SETRA, 1996) le contrôle d’accès est une

technique de régulation du trafic d’une infrastructure routière (le plus souvent

autoroutière) qui consiste à agir sur le débit de véhicules entrant sur une section au

moyen de signaux appropriés ou de barrières physiques.

La stratégie consiste généralement à maîtriser la fluidité d’un axe en limitant la quantité

de véhicules qui y est admise tout en s’assurant de l’absence de perturbation sur le

réseau associé ou à proximité de l’accès en question.

Elle se traduit pour l’usager dont le trajet emprunte l’autoroute régulée, par une

réduction de son temps de trajet global. Pour l’exploitant, par un accroissement du débit

écoulé, c’est à dire un meilleur rendement de son infrastructure.

Les systèmes de régulation en temps différé.

Ces services fournissent l’information au conducteur en un endroit fixe : chez lui, sur

son lieu de travail ou sur des sites spécifiques (aire de repos sur l’autoroute, stations

services, points d’accueil Bison Futé). Les principaux modes de diffusion de

l’information sont

- les médias : journaux, radios locales et nationales, et chaînes de

télévision. Les sociétés concessionnaires d’autoroutes ont également mis en

place des radios spécialisées (107.7 FM, FIP pour l’Ile de France). Elles

couvrent actuellement une bonne partie du réseau autoroutier de rase

campagne.

- Les services par vidéographie :

** Minitel 36-15 Route : magazine vidéographique, diffusé par minitel par le ministère

de l’Équipement. Il donne accès à des pages “ trafic en temps réel ” sur les perturbations

des grandes agglomérations ou les grands axes, mais aussi sur les accès aux cols et aux

stations de ski et les barrières de dégel. On peut y trouver des pages d’informations

particulières ou prévisionnelles ainsi que la réglementation mises à jour par la DSCR,

intéressantes pour les entreprises de transport.


161

** Site Internet SYTADIN :

Le SIER qui dans le cadre de sa mission de gestion du trafic en Ile de France s’est donné

comme objectif d’informer en continu les automobilistes de la situation du trafic en

temps réel, a créé un site d’information sur Internet. Ce site est opérationnel et ouvert au

public depuis le 1er janvier 1996. SYTADIN a été le premier serveur européen

d’information trafic en temps réel accessible par Internet.

Le SIER propose le service SYTADIN selon trois formules :

1) “ SYTADIN encombrement ” : c’est un module qui permet de visualiser sur

une carte du réseau maillé Paris et Ile de France, les niveaux de trafic et les

événements et de fournir une liste des bouchons. Cette présentation (voir

figure IV.5) s’adresse essentiellement aux radios ou aux services du CRICR et

du CNIR.

2) Le site “ INTERNET SYTADIN ” : il a pour objectif de diffuser l’information

au public. Il fournit des synoptiques extraits du service “ SYTADIN

Encombrement ”, des temps de parcours entre le BP et les aéroports. Il donne

aussi un indice de trafic en temps réel sur l’Ile de France.

3) “ SYTADIN Navigateur ” est un calculateur d’itinéraire en temps réel qui

présente également le réseau sur écran. Il fournit quatre types d’itinéraires : le

plus rapide ; le plus court (avec et sans péage), le plus économique (sans péage).

Il est principalement destiné aux gestionnaires de flotte et aux médias.


162

Figure IV.5 : Écran Internet SYTADIN

Circulation fluide Embouteillage Accident Travaux Information indisponible

Source : www.sytadin.equipement.gouv.fr

IV.3 Les grands principes d’affichage des messages sur les

Panneaux à message variable.

La politique d’affichage des messages sur les PMV du réseau autoroutier d’Ile de France

s’adresse en priorité aux usagers habitués qui, tous les jours suivent le même itinéraire,

et qui ont une bonne connaissance du réseau. Pour être efficace, elle implique une

participation active des usagers et dans ce sens, l’usager devient un acteur déterminant

pour l’amélioration du fonctionnement du réseau.

Pour le réseau Ile de France, compte tenu du nombre très important de PMV à gérer, le

fonctionnement choisi est d’avoir un mode de composition et d’affichage automatique

sous le contrôle de l’opérateur dont le rôle est de contrôler la pertinence et la cohérence

des messages. Les panneaux délivrent généralement une information factuelle, ce qui


163

laisse la décision à chaque conducteur selon sa connaissance du réseau et ses contraintes

de déplacement.

Les grands principes de la politique d’affichage du SIER sont basés sur le fait que

l’exploitant connaît l’état du réseau des voies rapides dont il est le gestionnaire mais ne

connaît pas l’état du réseau associé sur lequel il n’a aucune responsabilité.

D’une façon générale, l’information en temps réel de trafic doit rassurer l’usager, lui

donner le sentiment d’être pris en charge par l’exploitant, être vraie et donc à jour, être

délivrée au bon endroit pour permettre à l’usager d’en tenir compte et être homogène sur

l’ensemble du réseau (Durand-Raucher, 1998).

La texture des messages est, sur tout le réseau et quel que soit le type de PMV,

parfaitement homogène. L’usager peut rapidement lire et assimiler les messages délivrés

de la même façon qu’il le fait pour la signalisation fixe, c’est à dire en percevant

instantanément le contenu. Cela se fait grâce à une formalisation identique pour chaque

cas. Il s’agit ici très clairement de s’adresser en priorité à des habitués qui tous les jours

voient les mêmes panneaux et les mêmes types de message. Actuellement ils lisent ces

informations comme ils le font pour la signalisation directionnelle, c’est à dire en

prenant uniquement l’indication qui les concerne.

Il est nécessaire de définir pour chaque PMV une zone d’influence qui doit apparaître

clairement.

Pour un panneau divergent, il est important de bien préciser à l’usager quels sont les

tronçons sur l’état desquels on l’informe. Cette zone d’influence est définie dans la

configuration du système informatique. Elle apparaît dans le message à l’aide du nom

des autoroutes “ A ” et d’un signe “ > ” qui signifie “ jusqu’à ”. Cette politique est due à

la nécessité de donner une information sur deux axes simultanément.

Les PMV délivrent toujours un message, même si le trafic est fluide. Il ne faut pas

qu’une absence d’information sur l’état de la circulation, à l'endroit où l’usager l’attend,

engendre pour ce dernier une gêne due à une difficulté d’interprétation. Il a appris ainsi

qu’un point signifie “ en panne ”, et non pas “ fluide ”.

Toute information qui ne se rapporte pas directement aux encombrements ou à leur

cause est à exclure. Les messages météo en particulier sont inutiles, l’usager étant bien


164

capable de constater qu’il pleut ou qu’il neige. Son attente porte sur les conséquences de

cette situation : fluide ou encombrement.

Un PMV à l’intérieur d’un bouchon indique la longueur restante de celui-ci.

Dans le cas d’événements particuliers, ces derniers sont annoncés dans la mesure où ils

causent un encombrement. On utilise alors “ l’alternat ” qui leur est réservé : avant

même de lire le message, l’usager sait qu’il y a un événement exceptionnel. Deux

possibilités seulement sont à envisager : Travaux et Accident. S’ils ne sont pas

perturbant, ces événements seront annoncés par mesure de sécurité sur le dernier PMV

en amont.

IV.3.1 Les temps de parcours.

Comme nous l’avons indiqué précédemment, la stratégie d’information du système

SIRIUS est basée à l’origine sur la notion de bouchon. Les messages précisent la

distance séparant le panneau du prochain bouchon et sa longueur pour le PMV placé en

section courante. Des enquêtes ont montré que cette information est bien appréciée par

les usagers sans doute en raison de l’aspect physique et concret des bouchons.

Cependant il s'est avéré que ce type d’information était discutable, dans la mesure où la

notion de bouchon est variable d’un individu à l’autre et que plus fondamentalement,

elle recouvre des situations de trafic très différentes (ralentissement ou flot à l’arrêt). Il a

donc paru nécessaire de compléter l’information sur les longueurs de bouchon par une

indication plus précise des conditions de circulation telle que le temps de parcours.

A) La notion de temps de parcours.

Selon le glossaire de l'exploitation (SETRA, 1996) le temps de parcours est défini par la

durée du trajet entre deux points soit d'un véhicule isolé, soit d'un ensemble de

véhicules. On parle alors de temps de parcours moyen d'un flux pour une période

donnée.

Deux référentiels de temps de parcours existent pour un trajet donné, l’usager peut

identifier :

- le temps de parcours en période fluide : c’est le temps de parcours de référence

pour l’exploitant. Il correspond au temps minimum que va mettre l’usager pour un


165

parcours donné tout en respectant les règles de sécurité routière. C'est le temps

correspondant aux vitesses limites affichées sur les panneaux de limitation de vitesse.

Pour un parcours donné on peut calculer le temps de parcours de référence en prenant

une vitesse moyenne de 90 km/h ou de 110 km/h selon le type de voie rapide en zone

périurbaine.

- le temps de parcours habituel : il correspond au temps que l’usager met

habituellement pour parcourir le même trajet en période de pointe du matin ou du soir. Il

correspond au temps moyen que va mettre l’automobiliste pour parcourir un trajet donné

tous les matins, par exemple, lorsque aucun événement exceptionnel (accident, incident,

pluie forte, neige, etc.) ne vient aggraver la congestion matinale habituelle. Le temps de

parcours habituel tient compte des congestions journalières récurrentes.

Lorsque la situation est stationnaire et uniforme, la définition d’un temps de parcours est

triviale : c’est le temps mis pour aller d’un endroit à un autre. Pour définir le temps de

parcours en situation dynamique il faut être plus précis et partir de la notion individuelle

de temps de parcours.

Le temps de parcours individuel est défini pour un automobiliste, empruntant un

itinéraire choisi (option) comme la différence entre l’instant où il arrive à sa destination

et celui où il part du point de choix considéré.

En pratique il peut être mesuré en notant les temps de passages d’un véhicule donné en

différents points du réseau.

Ce temps de parcours possède deux inconvénients :

** il est lié à un seul conducteur et n’est pas défini pour un flot de véhicules,

** sa valeur n’est connue que lorsque le conducteur est arrivé à sa destination,

elle ne peut donc que difficilement servir au choix de son itinéraire.

Pour pallier ce problème, on introduit la notion de temps de parcours instantané. Il est

défini à l’instant t pour une option choisie comme étant le temps que mettrait un

véhicule pour parcourir cette option si toutes les conditions de trafic restaient identiques

à ce qu’elles sont à l’instant t.


166

Ce temps « théorique » ne correspond à aucun déplacement mais a l’énorme avantage de

pouvoir être calculé à l’instant t sans attendre la fin du parcours. Il est couramment

utilisé en simulation dynamique du trafic.

Des recherches ont été menées sur les temps de parcours en milieu urbain et autoroutier,

qui ont permis de définir des algorithmes de calcul de temps de parcours à partir des

données de capteurs (débit, taux d’occupation et vitesse). L’étude (S.I.E.R.) intitulée : “

Mesures et analyse des temps de parcours sur autoroute ” a montré que techniquement,

les temps de parcours peuvent être calculés avec une précision et une fiabilité

satisfaisante grâce au recueil automatique de données dont on dispose actuellement (des

stations de mesure tous les 500 m environ, dont une partie en stations double, à

l’exception de l’A104 dont la distance entre les stations est de l’ordre de 2 km).

B) L’affichage des messages temps de parcours.

Une première enquête réalisée en 1991 auprès d’un groupe d’utilisateurs du Boulevard

Périphérique montrait le souhait pour ces usagers de pouvoir quantifier les informations

diffusées : que signifie “ Bouchon sur 500 m ” ? Et quelle est la vitesse des véhicules à

l’intérieur du bouchon ? En effet le terme “ Bouchon ” était souvent assimilé à une

circulation bloquée. Au contraire des messages de type “ temps de parcours ” étaient

cités spontanément comme une réponse à leur attente. Cette information devait

permettre un meilleur choix d’itinéraire selon les habitués, et un confort psychologique

d’après les usagers occasionnels.

En 1995, l’affichage des temps de parcours sur les panneaux à message variable du

Boulevard Périphérique, projet conçu par la Ville de Paris et expérimenté à l’occasion

des projets européens CITIES et EUROCOR, a été particulièrement bien accueilli par

les usagers. L’information “ Temps de parcours ” permet au conducteur une prise de

décision éclairée et, plus simplement, une "tranquillisation" de sa conduite sans

compromettre l’intérêt collectif.

Le temps de parcours entre une origine et une destination a donc été choisi comme

information de base à Paris, sur le Boulevard Périphérique, pour aider l’automobiliste à

choisir et à adapter son itinéraire. "Le temps" est la seule variable commune à tous les


167

moyens de transport et la seule qui permette de comparer avec un critère objectif les

différentes solutions envisageables pour un déplacement. Il peut être utilisé par tous les

médias disponibles tels que les systèmes embarqués, le Minitel, le téléphone et les

panneaux à message variable.

Cette opération constitue une innovation en Europe et sans doute dans le monde.

Depuis janvier 1996, les PMV de SIRIUS diffusent, en complément de leurs messages

traditionnels, des informations sur les temps de parcours.

Après l’expérience de présentation des temps de parcours sur le Boulevard Périphérique

(depuis mai 1994) des temps de parcours sont affichés sur les PMV implantés sur le

réseau des autoroutes franciliennes à des endroits où l’usager se trouve confronté à un

choix d’itinéraire. C’est à dire où l’information comparative de deux temps de parcours

peut lui permettre d’éviter l’itinéraire le plus chargé.

IV.3.2 Les grands principes d’affichage des messages sur le réseau

francilien.

Trois types de situation sont envisagés sur les panneaux à message variable (PMV)

-- SITUATION “ FLUIDE ”

-- SITUATION “ BOUCHON ”

-- SITUATION “ EVENEMENT EXCEPTIONNEL ”

** En situation de trafic “ Fluide ”

Les panneaux à message variable aux points de choix entre deux autoroutes (PMV

Divergent) et les panneaux à message variable en amont des bretelles d'accès (PMV

Hors Autoroute) affichent “ Fluide ” sur les deux branches autoroutières concernées.

Exemple

A1> B.P. : FLUIDE

A3> B.P. : FLUIDE

Les PMV de Section courante affichent également “ FLUIDE ”

** En situation de trafic “ Bouchon ” (hors accident et travaux)

Les panneaux à message variable aux points de choix entre deux autoroutes (PMVD) et

les panneaux à message variable hors autoroute (PMVHA) affichent les temps de


168

parcours jusqu’aux prochains échangeurs autoroutiers. Ces temps de parcours tiennent

compte de la présence de bouchons liés au dépassement de la capacité normale de

l’autoroute et aux incidents.

Exemple

A1> B.P. : 25 MN ↑ Confort

A3> B.P. : 30 MN ↓ Confort

Les temps de parcours sont suivis d’un indicateur d’évolution (flèche ↓ ou ↑) traduisant

la tendance à la baisse ou à la hausse du temps affiché.

A l’arrivée des autoroutes radiales sur le Boulevard Périphérique, les temps de parcours

pour accéder aux portes voisines, dans les deux directions, sont affichés.

Exemple

PTE BERCY 7 MN / Fluide

PTE D’AUTEUIL 15 MN / Confort

Les panneaux à message variable de section courante indiquent la localisation de la

queue du bouchon afin d’éviter les collisions en chaîne (sur accidents).

Exemple

A1 : A 2 km / Sécurité

BOUCHON = 3 KM

Lorsque les panneaux à message variable de section courante sont eux-mêmes au sein

d’un bouchon, ils affichent les temps de parcours car il n’y a plus de risque de collision

en chaîne.

Exemple

A1> B.P. : 12 MN

** En situation d’événement exceptionnel (Accident, travaux)

Dans cette situation, la priorité est donnée à l’événement. Comme il n’est

techniquement pas possible, dans cette première étape de la stratégie d'affichage, de

mixer automatiquement l’information “ accident / travaux ” et l’information “ Temps de

parcours ”, la stratégie “ Bouchon /Fluide ” est appliquée avec indication en clair de la

cause du bouchon.

Les temps de parcours sur les sections concernées ne sont plus affichés.

Exemples :

** PMV avant bifurcation de deux autoroutes (PMV D)


169

A1> BP : BOUCHON = 4 KM A3> BP = FLUIDE en alternance

ACCIDENT

A1>BP : BOUCHON = 4 KM A3> BP : BOUCHON = 3 KM en alternance

** PMV avant l’entrée sur l’autoroute (PMV HA)

A1> BP : A1> BP : en alternance

BOUCHON = 4 KM ACCIDENT

** PMV de section courante sur l’autoroute (PMV)

A1 : A 2 KM

BOUCHON = 3 KM ACCIDENT en alternance

IV.3.3 Les innovations de SIRIUS.

Par rapport aux messages d’information routière actuellement délivrés par la Ville de

Paris sur le BP, les innovations apportées par SIRIUS sont de trois ordres :

-- Indication de tendance des temps de parcours.

Lorsqu’elle est significative, la tendance observée du temps de parcours est indiquée par

une flèche :

- ↑ : temps de parcours en augmentation, la situation du trafic empire ;

- ↓ : temps de parcours en diminution, la situation du trafic s’améliore.

-- Cohérence avec le Boulevard Périphérique (BP)

En abordant Paris, le dernier panneau avant le Boulevard Périphérique affiche le temps

de parcours dans les deux directions desservies par cet ouvrage (BP intérieur et BP

extérieur).

-- Action sur la sécurité

Lorsqu’il y a un bouchon ou un accident, la priorité est donnée à l’indication de cet

événement. Cette indication, qui permet de se préparer à réduire la vitesse, est très

demandée par les usagers d’après les enquêtes. Dès que sa sécurité peut être en jeu, le

public marque sa préférence pour l’indication “ Bouchon ”.


170

Il apparaît utile d’anticiper dès aujourd’hui sur l’évolution nécessaire de la politique

d’information du système SIRIUS. La stratégie de l’affichage du temps de parcours

paraît opportune, on peut en souligner deux qualités évidentes :

--- La notion de temps de parcours s’applique à tous les types de réseau

(sur réseau maillé à feux par exemple) ; il n’en est pas de même des bouchons.

--- Elle est au cœur des préoccupations de l’usager de la route qui

souhaite généralement minimiser son temps de parcours.


171


172

Chapitre V : Estimation des taux de délestage sur le réseau Ile

de France

L'objectif principal de ce chapitre est de déterminer, pour un axe autoroutier équipé d'un

système dynamique d'exploitation routière et doté de panneaux à message variable,

l'impact quantitatif des messages délivrés aux usagers sur les changements d'itinéraire.

Les principaux objectifs d'un service d’information routière sont de permettre à

l’usager :

♦ de mieux planifier son déplacement dans l’espace et dans le temps.

♦ d’être en mesure de maîtriser son déplacement afin d’en réduire l’incertitude.

L’information routière dynamique porte sur l’état de la circulation et les perturbations

auxquelles les automobilistes sont confrontés au cours de leur trajet. Elle est fournie en

temps réel, le plus rapidement possible. Sa mise en œuvre nécessite un système

permanent de recueil et de suivi des conditions d’écoulement du trafic ainsi que des

moyens de diffusion tels que les panneaux à message variable (PMV).

Ce chapitre présente dans une première section, un rappel des éléments de l'ingénierie

du trafic qui servent à quantifier les écoulements de flux de trafic. Nous exposons, dans

la seconde section, d'une part une synthèse de résultats d'enquêtes sur le comportement

déclaré de délestage des usagers et d'autre part un essai récent d'évaluation du niveau de

délestage. Dans la troisième section, nous développons un cadre méthodologique de

calcul du taux de délestage en fonction de la longueur des bouchons. En conclusion,

nous récapitulons l'ensemble des résultats et des analyses de nos travaux portant sur

l'ensemble du réseau autoroutier Est de l'Ile de France.

V.1 Les éléments de base de l’ingénierie du trafic.

Le développement considérable de la circulation automobile et l’accroissement constant

de la motorisation ont rendu nécessaire l’élaboration de théories capables de décrire,


173

d’expliquer et de prévoir les interactions entre les véhicules et les mouvements

d’ensemble sur les infrastructures routières (Cohen, 1993).

L'ingénierie du trafic fournit les éléments de base (définitions, méthodes et outils) pour

définir quantifier et modéliser les écoulements de trafic. Elle regroupe l'ensemble des

théories, des méthodes et des outils capables de décrire, d'expliquer et de prévoir les

écoulements de trafic, et plus particulièrement les interactions entre les différents

éléments du système routier constitués par les infrastructures, les véhicules circulant sur

la voirie et les conducteurs.

Dans cette première section nous rappelons les principaux concepts de l’ingénierie du

trafic, qui se limitent autour des variables macroscopiques et des lois d’écoulement du

trafic.

V.1.1 Les variables macroscopiques caractéristiques.

L’exploitant d’un réseau routier suit en temps réel ou en temps différé l’écoulement du

trafic en mesurant plusieurs variables macroscopiques : le débit qui est un indicateur de

quantité, la vitesse et la densité qui sont des indicateurs de qualité. L’exploitant juge si

le fonctionnement est fluide ou non d’après la valeur de la vitesse (ou de la densité) non

du débit (Leurent, 1996).

Les concepts relatifs aux caractéristiques macroscopiques du trafic concernent

l'ensemble des véhicules pris collectivement, par opposition aux concepts

microscopiques qui s'intéressent aux véhicules pris individuellement. Les variables

macroscopiques permettent de décrire globalement les flots de véhicules sur une section

homogène de route pendant une période de temps déterminée.

Débit, densité et vitesse constituent les trois variables fondamentales caractéristiques du

trafic.

Le débit Le débit est une variable caractéristique à la fois spatiale et temporelle : il mesure le

nombre de véhicules passant en un point donné fixe durant une période de temps

précise. Le débit correspond à la répartition des véhicules dans le temps.


174

Le débit, noté Q(x, ∆t) exprimé en véhicules par unité de temps (heure, minutes ou

secondes) représente le nombre de véhicules passant par intervalle de temps en un point

de voie repéré par son abscisse x :

Q(x, ∆t) = t

txn∆

∆ ),(

où n(x, ∆t) est le nombre de véhicules ayant franchi la section d’abscisse x pendant

l'intervalle de temps ∆t.

Il peut être déterminé, soit par de simples comptages manuels sur la route, soit à partir

des capteurs implantés dans la chaussée et reliés aux stations de comptages

automatiques implantées sur le bord des voies rapides. Les systèmes d'exploitation des

voies rapides utilisent des échelles de temps particulières : 20 secondes ou 6 minutes par

exemple pour SIRIUS.

La concentration (ou densité) Cette grandeur est un indicateur de la répartition des véhicules dans l'espace. La

concentration notée C(∆x, t) exprimée en véhicules par kilomètre représente le nombre

de véhicules à l'instant "t" sur la portion de voirie de longueur ∆x :

C(∆x, t) = xtxn

∆),(

En pratique, la concentration ne peut être mesurée que grâce à des détecteurs qui

possèdent une zone de couverture étendue comme les caméras ou la photographie

aérienne.

Cependant la méthode classique consiste à estimer la concentration C(∆∆∆∆x, t) à partir

d'une variable plus facilement mesurable qui est le "taux d'occupation" : ττττ

Le taux d’occupation, mesure ponctuelle, que l’on relie facilement à la concentration est

aussi une variable d’espace et représente la proportion de la période de mesure durant

laquelle un véhicule occupe le point de mesure.

Le taux d’occupation est aujourd'hui couramment employé dans le domaine de

l'exploitation du fait de l'implantation de boucles électromagnétiques sur les réseaux

autoroutiers. Autour des stations de comptage (dont les constituants principaux sont les

boucles insérées dans la chaussée) le taux d'occupation ττττ est directement lié à la

concentration C(∆∆∆∆x, t) par la relation :


175

τ(∆x, t) = C(∆x, t) x (L + l)

où : L et l désignent respectivement la longueur moyenne des véhicules et celle du

capteur.

Le taux d’occupation permet de rendre compte d’un niveau de saturation de la chaussée.

La vitesse

La vitesse est une grandeur qui caractérise le mouvement des différents véhicules qui

composent le trafic : elle s’exprime le plus souvent en kilomètre par heure. La vitesse

est un élément qui permet à l’usager d’apprécier directement les conditions de

circulation durant son trajet.

La vitesse instantanée est la vitesse d’un ou de plusieurs véhicules à l’instant où ils

passent en un point fixé de la route. Avec deux boucles électromagnétiques par voie, de

longueur l et distante de d, on peut mesurer la vitesse instantanée v des véhicules.

Figure V.1 : Mesure de la vitesse instantanée avec une double boucle.

l

t 1 t 2 d

On a la relation : 12 tt

dlv −+=

t1 : instant d’entrée sur la 1e boucle

t2 : instant d’entrée sur la 2e boucle

La capacité

La capacité représente le nombre de véhicules qui peuvent s'écouler, pendant un

intervalle de temps de référence, sur une section de route ou d'autoroute de

caractéristiques d'infrastructure et de trafic existantes. Elle s'exprime généralement en


176

véhicules par heure. C’est un indicateur quantitatif de la possibilité d’usage de

l’infrastructure.

De nombreux paramètres peuvent modifier la capacité dans des proportions non

négligeables. Ainsi, dans la définition, les caractéristiques d'infrastructures comprennent

non seulement les facteurs géométriques et les modalités techniques d'aménagement

mais aussi les conditions d'environnement telles que la visibilité et les conditions

météorologiques. Il existe aussi des éléments qualitatifs, parfois difficiles à appréhender,

tels que la composition du trafic par catégories de véhicules ou encore la nature des

déplacements (migrations saisonnières, déplacements du week-end). Le degré de

connaissances qu'a l'usager de l'itinéraire, a aussi une certaine influence sur la capacité.

La capacité peut être estimée à partir des relations débit - concentration - vitesse ou de

méthodes opérant à partir de l'intervalle de temps inter-véhiculaire. Dans ce dernier cas,

on fait l'hypothèse que le trafic est composé d'un mélange de véhicules libres et de

véhicules gênés. Les véhicules libres peuvent atteindre la vitesse désirée tandis que les

autres se trouvent contraints par les véhicules de tête. Cette répartition de l'écoulement

du trafic, appliquée à la distribution des intervalles de temps entre les véhicules, conduit

à une estimation de la capacité.

V.1.2 La relation débit - concentration – vitesse.

Il existe une relation de base, utilisée dans la modélisation des écoulements, qui relie les

différentes variables deux à deux : le diagramme fondamental.

Le trafic est supposé homogène et stationnaire lorsque débit, concentration et vitesse

varient peu autour de leurs moyennes respectives Q, C, V. A faible concentration de

véhicules, on observe une vitesse moyenne du flot généralement élevée : c'est la vitesse

moyenne libre (figure V.2). Lorsque la concentration (C) augmente, les interactions

entre les véhicules deviennent plus importantes et la vitesse moyenne (V) diminue. On

peut donc admettre que (V) est une fonction décroissante de (C ) :

V(C) = f (C)

Par définition du débit (Q = V* C), on obtient la relation :

V(C) = Q / C.

Cette relation est l'hypothèse du diagramme fondamental. [Cohen, 1990].


177

L’espace occupé par un véhicule ou taux d’occupation, est inversement proportionnel à

sa vitesse : rouler vite revient à occuper moins d’espace car les distances inter-

véhiculaires augmentent. Quel que soit l’état initial de la circulation, l’introduction de

nouveaux véhicules va provoquer une concurrence accrue en terme de taux d’occupation

et le maintient d’un niveau minimal de sécurité va contraindre les automobilistes à

ralentir. Ce phénomène est amplifié lorsqu’il existe des différentiels de vitesse

importants entre les véhicules. On peut aussi dire que lorsque les vitesses augmentent le

nombre de véhicules sur un espace de voirie donné diminue : la densité des véhicules est

inversement proportionnelle à leur vitesse.

Ces relations traduisent bien les conditions de circulation observées sur la route.

Lorsque la circulation est relativement fluide, l’ajout de quelques véhicules

supplémentaires entraîne une augmentation du taux d’occupation. Malgré la gêne des

véhicules entre eux, le débit enregistré sur la route peut encore augmenter. Or si la route

se charge encore, il arrive un moment où les taux d’occupation ne peuvent plus se

"compresser" alors que les vitesses continuent à baisser de manière sensible. Ce point

limite correspond à la capacité maximale de la route, le débit va alors décroître avec les

vitesses. On obtient une courbe débit - vitesse qui a une forme caractéristique (figure

V.2).

En pratique, le diagramme est élaboré à partir de données expérimentales directement

recueillies sur le site. Ces informations enregistrées sur le terrain présentent une certaine

dispersion.


178

Figure V.2 : Exemple de diagramme fondamental pour un site du réseau SIRIUS.

(Autoroute A6 au point de repère 16.550, dans le sens Province - Paris sur une section

autoroutière à 3 voies. Période du 01 / 04 au 31 / 05 / 1999 (Jours ouvrés)).

0

2040

60

80

100

120

140

160

0 200 400 600 800Débit (véh / 6 mn)

Vite

sse

(km

/ h)

Vitesse libre

Capacité

0

10

20

30

40

50

60

0 200 400 600 800Débit (véh/ 6 mn)

Taux

d'o

ccup

atio

n (%

)

Taux critique

Capacité

Source : Données DRE Ile de France / SIER.

La figure V.2 illustre deux représentations différentes du diagramme fondamental

établies à l'aide des relevés simultanés :

-- des débits et vitesses pour indiquer la capacité et la vitesse libre.

-- des débits et des taux d'occupation pour indiquer la capacité et le taux critique.

Pour l'exploitation routière, la concentration optimale est théoriquement la concentration

critique qui correspond à une utilisation totale de la capacité de l'infrastructure. Si la

concentration dépasse la concentration critique, le trafic devient rapidement, et sans

raison manifeste, de plus en plus congestionné.

La relation débit - vitesse est sensible à de nombreux facteurs : les caractéristiques de

l'infrastructure (géométrie), la composition du trafic (taux de Poids lourds, etc..), les

conditions météorologiques et les mesures d'exploitation.

V.1.3 Les bases de l’affectation dynamique : notion d’équilibre de

Wardrop.

L’intérêt de cette sous-section est de présenter brièvement les bases théoriques sur

lesquelles repose la notion d’affectation du trafic. L’affectation concerne la façon dont

les conducteurs choisissent leur itinéraire et de manière plus globale comment les flux

de véhicules se répartissent sur le réseau routier du point de vue du trafic.

Pour illustrer le concept de la modélisation du problème de l’affectation il est nécessaire

d’introduire une description spécifique du réseau.


179

A) Description du réseau pour l’affectation (définitions).

Les éléments utilisés pour la modélisation de l'affectation correspondent à une réalité

psychologique, c'est à dire à une vision que peuvent s'en faire les conducteurs pour

choisir leur cheminement. Ils restent cependant reliés à la réalité du réseau physique, ou

réseau réel constitué de routes et de carrefours.

Dans le réseau pour l'affectation, un chemin ou un itinéraire est une succession d'arcs

(liaison entre deux nœuds du réseau) telle que le nœud aval de chaque arc est aussi le

nœud amont de l'arc suivant.

Un point de choix est un nœud du réseau où le trafic peut se séparer pour suivre

plusieurs directions et où les automobilistes choisissent leur itinéraire. Les points de

choix sont notés "i".

La destination représente l'objectif final du déplacement. Chaque véhicule (ou chaque

flux de véhicules) est caractérisé (entre autre) par sa destination qui va déterminer la

façon dont il se comporte aux points de choix. La lettre "d" représente la destination.

A chaque point de choix, un conducteur peut choisir entre plusieurs options, plusieurs

itinéraires pour rejoindre sa destination. Il existe différentes façons de modéliser ces

choix. L'ensemble des choix disponibles à un point de choix "i" pour rejoindre la

destination "d" est noté Jd

i. Les différents choix ou options sont notés "j".

La demande est représentée par le débit qd

i, c'est à dire le nombre de véhicules par

unité de temps, arrivant à un point de choix "i" et souhaitant se rendre à la destination

"d".

Nous avons supposé que les conducteurs ne se déplacent pas par plaisir mais par

nécessité (pour des raisons professionnelles ou privées). Ainsi à chaque déplacement

peut être associé un coût qui représente la pression subie par un conducteur, sa perte de

temps ou encore l'argent qu'il dépense. Ce coût peut être représenté par de nombreux

indicateurs différents. Connaissant la structure des options "j", il est possible d'obtenir le

coût Cj de chaque option.

Ainsi, par exemple, si une option "j" est un itinéraire constitué d'une succession d'arcs

dont les coûts ont des propriétés additives (cas d'un temps de parcours par exemple), le

coût Cj de l'option est obtenu en sommant le coût ca de chacun de ses arcs :

�∈

=ja

aj cC


180

En chaque point de choix et pour chaque destination, on peut déterminer la part γ d

ij de

trafic choisissant chaque option "j". Par définition γ d

ij=

qq

d

i

d

ij

Évidemment la conservation des véhicules doit être vérifiée entre les flux arrivant en "i"

et ceux partant de "i"; on doit donc vérifier la contrainte :

�∈

=J

d

ij

d

ij

d

iqq

ce qui implique la contrainte suivante sur les part de trafic γ d

ij :

1=�∈J

d

ij

d

ijγ

Le problème de l’affectation peut être défini de la façon suivante [V. Henn, 1997] :

« En chaque point de choix i du réseau et pour chaque destination d, connaissant la

demande qd

i, on cherche à déterminer pour chaque option j de l’ensemble J

d

i le flux

de trafic qd

ij qui va choisir d’emprunter l’option j »

Pour modéliser l’affectation du trafic, il faut pouvoir :

** proposer une description du réseau en terme de points de choix et d’ensemble

de choix.

** fournir une règle de répartition entre les différentes options disponibles.

La façon dont un flux de trafic est réparti entre les différentes options possibles

constitue généralement le cœur d’un modèle d’affectation. Il s’agit de représenter à un

niveau macroscopique, au niveau des flux de véhicules, d’une population de conducteur,

le résultat de l’interaction d’une multitude de choix effectués par des individus isolés.

Il existe deux approches pour aborder ce problème :


181

** partir de l’équilibre qui s’établit entre les flux et modéliser directement

l’interaction qui existe entre individus. Elle consiste à définir l’équilibre existant entre

les options et à chercher la répartition du trafic qui vérifie cet équilibre.

** partir du comportement individuel du conducteur et représenter la façon dont

chacun, individuellement, choisit son chemin et l’agréger sur les flux. Cette approche se

concentre sur le modèle individuel de choix d’itinéraire et modélise à posteriori

l’interaction qui existe entre les choix des différents usagers.

B) Principe de Wardrop.

Historiquement, la première approche qui a été proposée pour modéliser la répartition

des flux de trafic sur un réseau a été de considérer l'interaction qui existe entre les

différents conducteurs qui doivent se partager une ressource limitée, à savoir une portion

de route.

Wardrop [Wardrop, 1952] a posé dans un article fondateur ce qui, pour lui,

correspondait aux bases de l'affectation. Si on suppose que l'ensemble des conducteurs

est tel que :

-- ils sont tous identiques ;

-- ils agissent de façon rationnelle (en cherchant leur plus court chemin) et

autonome (sous la contrainte d'aucune autorité) ;

-- ils ont une connaissance parfaite du réseau (aucun chemin ne leur est inconnu)

;

-- ils ont une perception des coûts qui est parfaite (sans aucun biais) ;

alors on peut dire que le trafic trouve spontanément un état d'équilibre dans lequel, en

chaque point de choix et pour chaque destination :

"le coût de chaque option effectivement utilisé est égal et inférieur à celui que

ressentirait un conducteur isolé qui emprunterait une option inutilisée."

Selon ce formalisme, le fait qu'une option soit utilisée se traduit par un coefficient

d'affectation non nul. On peut donc écrire le principe de Wardrop de la façon suivante :

di,∀ 0≠γ d

ij � ∆= d

i

d

ijC


182

où ∆d

iest défini comme étant le coût minimal pour rejoindre la destination d à partir du

point de choix i (quelle que soit l'option empruntée);

On peut aussi exprimer ce principe de la façon suivante :

di,∀ ∆> d

i

d

ijC � 0=γ d

ij

On peut remarquer que le principe de Wardrop impose une condition sur les options

effectivement empruntées, à savoir qu'elles soient de coût minimal, mais il ne garantit

absolument pas qu'une option de coût minimum sera effectivement empruntée.

L'état d'équilibre défini par ce premier principe est appelé "optimum usager", dans la

mesure où il correspond à un état où chaque usager cherche à optimiser le coût de son

déplacement. L'optimum usager assure que le coût ressenti par chaque usager effectuant

un même déplacement sera identique.

Il se différencie de "l'optimum système" que Wardrop [Wardrop, 1952] définit dans un

deuxième principe comme : " le coût moyen ressenti [entre une origine et une

destination] est minimum". L'optimum système ne correspond pas à un équilibre. En

effet, il n'est bien souvent pas égalitaire entre les individus faisant le même

déplacement, favorisant certains au détriment d'autres.

Le principe de Wardrop peut s’étendre à la notion d’équilibre dynamique.

Si on fait l’hypothèse que le trafic au cours d’une journée se répartit de la même façon

d’un jour sur l’autre, on peut supposer que les conducteurs se retrouvent dans les mêmes

conditions que celles décrites par Wardrop. Ils ont une connaissance parfaite du réseau

et des coûts des différentes options, qu’ils ont pu acquérir au cours des jours précédent

par exemple.

Dans ce cas la modélisation de l’équilibre repose sur une prévision parfaite. Des coûts

des options par les automobilistes et la notion d’équilibre dynamique s’exprime par « le

coût ressenti par deux usagers empruntant deux options différentes au même instant est

identique et minimal ».

Dans la réalité, cette hypothèse s’apparente au phénomène de récurrence des bouchons

les jours ouvrés.


183

Par sa définition, le principe de Wardrop ne s'occupe pas du tout du choix des usagers

mais se focalise entièrement sur le résultat de ces choix, à savoir le coût des différentes

options. Il faut bien comprendre que ce principe répond historiquement plutôt à des

problèmes de planification qu'à ceux d'exploitation. L'objectif des planificateurs est

essentiellement de déterminer la taille des infrastructures à réaliser ou la charge de trafic

sur celles existantes. L'application du principe de Wardrop permet d'obtenir le coût pour

aller d'une origine à une destination, mais en pratique on obtient surtout le coût et le

débit sur chaque arc du réseau.

Le souci de l'exploitant est beaucoup plus lié à la notion de cheminement et la charge en

un point du réseau importe moins que de connaître le détail des flux d'une origine vers

une destination pour pouvoir en représenter finement la dynamique.

V.2 Approches d'évaluation des changements d'itinéraire induits

par la diffusion d'information dynamique.

Cette section présente une analyse de résultats d'enquête et une évaluation de l'impact de

la diffusion d'information dynamique sur le comportement de l'automobiliste francilien.

Les premières évaluations de l'affichage par panneau à message variable ont été

réalisées à partir d'enquêtes d'opinion. Ces enquêtes permettent non seulement d'évaluer

la perception qu'a l'automobiliste des panneaux et des messages mais aussi son

comportement face aux encombrements du trafic. Ces enquêtes sont le plus souvent

utilisées pour mieux identifier les attentes des usagers sur la nature et la qualité du

service rendu.

Du point de vue de l'exploitant, ces enquêtes ne sont pas suffisantes pour estimer avec

précision un niveau de délestage. Afin d'illustrer ce propos, nous présentons une

estimation du niveau de délestage réalisée à partir des résultats des enquêtes et d'un

certain nombre d'hypothèses.

V.2.1 Analyse des résultats d'enquêtes menées auprès des usagers.

Depuis la mise en place du système d'information dynamique par panneaux à message


184

variable sur le réseau francilien, des enquêtes auprès des automobilistes ont permis

d'acquérir de nombreux renseignements sur leurs comportements.

Suite au passage de la stratégie d'affichage événementielle à celle des temps de parcours

(janvier 1996), une évaluation intitulée "Évaluation de la politique d'affichage des

panneaux à message variable" et comportant quatre vagues (de janvier 1996 à juin

1996), a été confiée par le SIER à la société MV2 Conseil.

Le choix d'un changement d'itinéraire induit par la diffusion de messages signalant des

encombrements a fait l'objet d'une analyse spécifique. Cette analyse porte sur les critères

qui vont déterminer la décision de l'usager quant à un éventuel changement d'itinéraire.

Il s'agit :

- des messages annonçant la longueur des bouchons,

- des temps de parcours maxima à partir desquels l'usager va modifier son

itinéraire,

- de la fréquence de changement.

Ces études concernent les deux stratégies d'affichage, celle des messages événementiels

et celle des temps de parcours. Nous en présentons ici les principales conclusions.

L’information sur la longueur du bouchon annoncée

Compte tenu du message type : "bouchon = X km", que l'usager va rencontrer dans la

stratégie d'affichage événementielle, c'est la longueur du bouchon annoncée (X km) qui

va influencer sa décision de changer d'itinéraire. On retient donc cet indicateur comme

facteur de changement principal dans le système d'affichage Bouchon / Fluide.

La question posée à l’usager est : « Si vous changez d’itinéraire c’est parce que vous

lisez sur le panneau un bouchon de combien de kilomètre? »


185

Figure V.3 : Répartition (en %) des usagers déclarant changer d'itinéraire en fonction de

la longueur de bouchon annoncée par les PMV.

Source : « Évaluation de la politique d'affichage des panneaux à message variable », Enquêtes; 1996.

On n'observe pas de croissance régulière de la proportion d'usagers déclarant changer

d'itinéraire en fonction de la longueur de bouchon annoncée. On peut cependant noter

une légère progression de la proportion des usagers déclarant changer jusqu'à une

longueur de bouchon de 3 km.

La majorité des usagers (53 %) déclarent changer lorsque la longueur de bouchon

annoncée est comprise entre 5 km et 10 km.

Les seuils de changement dans la stratégie Temps de Parcours.

Le paramètre qui va entraîner la décision de changement de trajet de l'usager est l'écart

entre le temps de parcours affiché sur le P.M.V. et le temps de parcours mis

habituellement par l'usager. L'indicateur est défini comme étant l'écart maximum de

temps de parcours à partir duquel l'usager préfère changer d'itinéraire.

L'usager actif est un usager qui déclare utiliser les voies rapides au moins trois fois par

semaine et modifier son itinéraire au moins une fois par semaine.

La question posée est la suivante : « Compte tenu du temps que vous mettez

habituellement, à partir de quelle durée annoncée sur un panneau, changeriez-vous

d’itinéraire ? »


186

Tableau V.1 : Répartition (en %) des usagers déclarant changer d'itinéraire en fonction

de la durée supplémentaire de trajet annoncée (minutes).

Durée supplémentaire

annoncée (en mn)

Durée du trajet (en mn)

0 à 15 16 à 30 > 31

0 4 0 6 3 2 2

De +1 à +2 2 3 �

� 7 4

�

� 2 4

De +3 à +5 24 28 � �

De +6 à +10 24 34 17 23 �

� 21 22

De +11 à +15 � 27 37 �

De +16 à +20 � 46 35 � 9 9

De +21 à +30 � � 43 33 29 34

>31 � � 39 29

Notes : Les valeurs en caractères gras représentent la proportion par rapport au total des usagers.

Les valeurs en caractères italiques représentent la proportion par rapport au total des usagers

actifs.


D'une manière générale, on observe qu'environ 40 % des usagers annoncent changer

d'itinéraire lorsque le temps de parcours affiché correspond au double du temps de

parcours habituel.

Les usagers actifs ont plutôt tendance à déclarer changer avant que le temps de parcours

affiché n'aie doublé de valeur.

La fréquence de changement des usagers.

Elle traduit le comportement de changement de l'usager dans le temps. Dans l'enquête la

question posée à l'usager est : « vous arrive-t-il, avant d'entrer sur une autoroute ou sur

une section d'autoroute de modifier ou de changer votre itinéraire » :

*** plusieurs fois par semaine

*** environ 1 fois par semaine

*** plusieurs fois par mois


187

*** environ 1 fois par mois

*** moins souvent

Figure V.4 : Répartition (en %) de la fréquence de changement d'itinéraire des usagers.

0

5

10

15

20

25

30

Plusieurs fois / semaine 1 fois / semaine 1 fois / mois Moins souvent

Fréquence de changement

% u

sage

rs d

écla

rant

cha

nger

Avant d'entrer sur les VRU Sur les VRU

Moins 1 fois /semaine, plus 1 fois / mois


On constate qu'environ 30 % des usagers déclarent changer au moins 1 fois par semaine.

Les automobilistes qui déclarent changer le plus souvent le font préférentiellement avant

d'entrer sur les autoroutes. On observe une tendance inverse pour ceux qui déclarent

changer plus rarement.

Les résultats présentés font ressortir que l'usager se dit réceptif aux messages diffusés

par les panneaux à message variable en terme de changement d'itinéraire. Quelle soit la

stratégie d'affichage utilisée par l'exploitant, l'usager s'accorde un certain retard au

changement.


188

V.2.2 Évaluation de l’impact des PMV à l’aide des résultats des

enquêtes.

Dans cette sous section nous présentons l'approche utilisée par MM Fribourg et Orselli

(1996) pour estimer le niveau de délestage des automobilistes. Cette étude a été

effectuée dans le cadre d’une évaluation monétaire de SIRIUS Est.

Pour estimer les délestages de trafic, c’est à dire les débits qui ne se présentent pas à

l’entrée des bouchons, les auteurs ont utilisé les résultats de différentes enquêtes de

comportement des usagers qui ont elles-mêmes été complétées par des hypothèses de

calcul que nous présentons ci-dessous.

Les auteurs distinguent l'effet de trois types de panneaux à message variable :

- les grands divergents autoroutiers (6 PMV sur SIRIUS Est) ;

Les panneaux à message variable classés dans les grands divergents autoroutiers (débit

3500 véh./h) sont rencontrés en moyenne une fois par l’usager sur son trajet. Dans la

situation de messages contrastés (Fluide / Bouchon), ils provoquent des délestages

variant de 1 % à 6 % entre le début et la fin de pointe de trafic. Si l'on applique ces

pourcentages aux seules périodes où l'itinéraire concurrent n'est pas encombré, les

délestages sont en moyenne de 1,8 % par rapport au débit aval du divergent, sur

l'ensemble de la durée de la pointe.

- les divergents mineurs en amont des sorties (89 PMV sur SIRIUS Est) ;

Pour les panneaux à message variable divergents mineurs ou de section courante (débit

variant de 3500 à 4000 véh./h), qui induisent généralement des sorties sur la voirie de

surface, les analyses statistiques montrent des taux de délestage très variables de l'ordre

de 0 à 1,2 %. L'usager en rencontre en moyenne deux ou trois sur son trajet. Les auteurs

ont retenu un taux moyen de 0,5 % du débit de l'autoroute en aval en moyenne sur la

durée de la pointe pour les sites considérés comme les plus efficaces.

- les accès d'autoroutes (41 PMV sur SIRIUS Est) ;

Après les panneaux situés en entrée d’autoroute (débit 800 véh./h) on observe des taux

de délestage de l'ordre de 0,4 % à 4 %. Pour chacun des trois panneaux situés au plus

près du bouchon, les auteurs considèrent qu’environ 1 % des usagers renoncent à entrer

sur l’autoroute


189

L’exemple décrit dans le tableau V.2 illustre le phénomène de combinaison des

délestages dus aux trois catégories de PMV sur l’ensemble du réseau. Ce tableau permet

d'évaluer le pourcentage de délestage ramené à la totalité des usagers qui transitent dans

un bouchon donné.

Dans le modèle de "bouchon" choisi, les auteurs travaillent sur une autoroute à 3 files

(1500 véhicules/h chacune) avec une vitesse moyenne de 20 km/h : soit un débit du

bouchon de 5000 véhicules/h.

Tableau V.2 : Effets combinés de divers types de délestages.

Nombre de

PMV

%

délesté

Débit de

référence

(véh/h)

Nombre de

véhicules

délestés

Part du trajet

dans le bouchon

(%)**

Délestage

ramené à

5 000 véh/h

Grand

divergent

1 1,8 % 3 500 63 90 % 57

Divergent

mineur

(2 ou 3)

2 à 3 0,5 % 3 500 à 4 000

37 à 57

(35 à 60)*

80 % 30 à 45

PMV sur

accès

3 1 % 3 fois 800 24 70 % 17

Tous PMV 124 à 144 104 à 119

** Les usagers délestés n'effectuent pas forcément un trajet comprenant la longueur totale du bouchon.

Cette colonne présente les abattements maxima qu'on pourrait pratiquer sur chaque type d'usagers délestés

pour tenir compte d'un trajet incomplet dans le bouchon.

* Valeurs réelles calculées à partir des chiffres indiqués dans le tableau.

Source : « Évaluation de l’exploitation des voies rapides en région Ile de France. M Fribourg et J Orselli,

Mai 96.

On voit que la diminution de débit dans le bouchon (ramenés à sa longueur totale) est de

104 à 109 véhicules/h pour un débit de 5000 véhicules/h soit 2,1 à 2,4 % des débits.

En conclusion les auteurs considèrent que la diminution du nombre d'usagers sur

SIRIUS (Est) est de l’ordre de 2 % des débits durant les bouchons. Cette valeur est

retenue dans la modélisation du fonctionnement des bouchons.

Cette méthode donne une approximation de la valeur globale du niveau de délestage,

valable pour toutes les autoroutes franciliennes. Toutes les autoroutes ne supportent pas


190

le même niveau de trafic ni les mêmes volumes d'encombrements. C'est pourquoi la

détermination d’une valeur moyenne globale du délestage à l'échelle du réseau nous

semble être insuffisante et peu représentative du comportement des automobilistes dans

le cadre d'une évaluation socio-économique.

La connaissance du réseau nous permet de supposer que chaque axe autoroutier a des

caractéristiques propres et spécifiques qui vont faire l'objet de nos travaux dans ce

chapitre. Afin de nous affranchir des résultats des enquêtes et d'un certain nombre

d'hypothèse sur le comportement des usagers, nous avons utilisé les données brutes des

comptages issues du système d'exploitation SIRIUS.

V.2.3 Liens entre choix individuel d’itinéraire et affectation du

trafic.

Nous avons vu dans la sous-section V.1.3 qu'il existait deux approches pour modéliser

la répartition du trafic entre plusieurs options. La première idée est l'approche

déterministe de Wardrop, elle consiste à définir l'équilibre existant entre les options et à

chercher la répartition du trafic qui vérifie cet équilibre. La seconde se concentre sur le

modèle individuel de choix d'itinéraire et modélise a posteriori l'interaction qui existe

entre les choix des différents usagers (modèles stochastiques). Les automobilistes, pris

individuellement, se comportent de façon rationnelle et cherchent à minimiser le coût de

leur déplacement.

a) Prise en compte du comportement individuel.

Autant il n'est pas facile de modéliser l'affectation en tant que "choix collectif", autant

d'un point de vue individuel, le problème est clair et simple et on peut énoncer le

principe de rationalité suivant : "chaque conducteur cherche son intérêt propre c'est à

dire qu'il va essayer de minimiser le coût de son déplacement".

Ce principe constitue la base de la grande majorité des modèles d'affection et nous ne le

remettrons pas en cause.

Il faut aussi prendre en compte le fait qu'un usager en train de choisir son chemin n'est,

en général, pas seul. En effet, d'autres automobilistes sont en train d'effectuer un choix

similaire et vont éventuellement se retrouver sur le même itinéraire. Les conducteurs

vont alors se gêner mutuellement et, ainsi augmenter le coût ressenti par chacun. Le coût


191

prévu par un conducteur pour choisir une option est donc fonction du choix des autres

conducteurs qui arrivent en même temps au point de choix. Ce dernier choix est

évidemment, aussi fonction du coût prévu des différentes options…

b) Modèles stochastiques de choix d'itinéraire.

Dans la mesure où le modélisateur n'a pas une connaissance complète des usagers dont

il cherche à représenter le comportement et où les usagers eux-mêmes n'ont pas une

connaissance parfaite du réseau et des coûts sur chacun des arcs, il est commode de

représenter les conducteurs comme faisant leur choix de façon stochastique. Ainsi, il

existe toute une famille de modèles qui, connaissant les coûts Cj des différentes options

j déterminent la probabilité pj de choisir l'option j.

Les principes communs à ces modèles sont au nombre de trois [Dial, 1971] :

1 - Toutes les options raisonnables sont empruntés (même avec une faible

probabilité) : Jd

ij∈∀ 0>jp

2 – Si deux options sont de même coût, elle seront choisies avec une

même probabilité : Jd

ijj ∈∀ ', Cj = Cj' � pj = pj'

3 – Lorsque deux options sont de coûts différents, la moins coûteuse aura une

probabilité de choix supérieure : : Jd

ijj ∈∀ ', Cj < Cj' � pj ≥ pj'

Les modèles stochastiques de choix d’itinéraires permettent de déterminer, pour un

ensemble de choix donné et une certaine configuration de coûts (déterministes) associés

à chaque option, la probabilité pour un automobiliste de choisir telle ou telle option.

Un modèle stochastique de choix peut être défini en introduisant la notion d’utilité

aléatoire. Les usagers n’étant pas parfaitement conscients des coûts des différentes

options, il est possible de représenter ces coûts par des variables aléatoires.

Dans la littérature, [V. Henn, 1997], on distingue deux catégories de modèles :

** ceux qui considèrent que les variables aléatoires représentant le coût des

différentes options sont indépendantes (par exemple le LOGIT),

** ceux qui considèrent que ces variables peuvent être dépendantes les unes des

autre (par exemple le PROBIT).


192

Après avoir étudié le comportement individuel de l’automobiliste, il faut revenir à la

notion de flux, ce qui se traduit d’abord par la façon dont une somme de choix

individuels donne un flot de trafic (répartition des flux en terme de débit) et ensuite par

la façon dont les différents véhicules vont interagir pour déterminer l’affectation du

trafic. Il s’agit de prendre en compte l’effet du choix de chaque individu sur celui des

autres conducteurs en tenant compte des coûts des différentes options.

Des liens relient et différencient les deux approches. Il existe une convergence du

modèle stochastique vers celui de Wardrop. Ainsi lorsque la variable des coûts

aléatoires tend vers zéro, on peut montrer que l’équilibre stochastique tend vers

l’équilibre usager de Wardrop. Si on regarde non plus le comportement individuel mais

le résultat des choix individuels, on peut également montrer que l’équilibre stochastique

tend vers l’équilibre de Wardrop [V. Henn, 1997].

Cependant ces deux équilibres, stochastique et déterministe, sont deux démarches

différentes pour résoudre le problème de l’affectation et ont des propriétés qui leur sont

propres.

Lorsque l’on parle d’équilibre à propos du modèle d’affectation défini, par Wardrop, on

se réfère à l’égalité des coûts sur les options qui sont effectivement utilisées. Il y a donc

équilibre entre les différentes options ou entre les différents automobilistes qui les

empruntent. Il y a adéquation entre l’attente des usagers (la volonté de ne prendre que

les options de coût minimum) et les coûts effectivement ressentis. Dans le cas de

l’équilibre de Wardrop, l’attirance d’une option ne peut pas se définir dans l’absolu mais

doit se baser sur une comparaison avec les autres options.

Dans la démarche stochastique, la notion d’équilibre se réfère à l’adéquation entre

l’attente des usagers (qui prévoient un coût pour chaque option) et ce qu’ils perçoivent

effectivement (c’est à dire le coût qui résulte du choix de tous les usagers). Il y a alors

équilibre, pour chaque usager entre son choix et le coût de l’option.

Un équilibre stochastique ne définit aucunement les relations entre les différentes

options. L’attirance pour une option ne dépend que de cette option et le trafic se répartit

en fonction de l’attirance chacune d’elles.


193

Ces deux approches sont assez cohérentes et ne présentent pas de grande différence au

niveau des résultats comme au niveau des méthodes de résolution, si bien que le choix

entre l’une ou l’autre n’est pas critique.

c) La diffusion d'information routière.

Un message particulier, diffusé par un système d'information, dans certaines

circonstances, va produire un certain effet sur le choix des conducteurs et de manière

plus générale sur l'affectation du trafic. En effet, dans la mesure où elle apporte des

éléments sur les conditions de circulation, une information va permettre aux

conducteurs de préciser, voire modifier, leur prévision des coûts, faite sans connaître la

situation actuelle, uniquement à partir des coûts réalisés les jours précédents.

Un message particulier, diffusé par un système d’information, dans certaines

circonstances, va produire un certain effet sur le choix des conducteurs et plus

généralement, sur l’affectation du trafic.

Nous avons vu à partir des résultats d’enquêtes présentés dans les sections précédentes

que l’information se caractérise par trois phases successives de diffusion, de perception

et de traitement de l’information.

Une information est diffusée sur un certain espace et durant un certain temps. Cette

diffusion peut être plus ou moins vaste et concerner plus ou moins de personnes. Elle est

par exemple, ponctuelle dans le cas d’un PMV qui ne touche que les automobilistes qui

passe à son côté, alors qu’elle est plus vaste dans le cas d’une radio spécialisée ou d’un

système embarqué. Sa position notamment par rapport aux points de choix, aura un effet

différent selon qu’elle est diffusée avant ou après le point de choix.

Chaque système de diffusion est caractérisé par sa qualité, définie en comparant les

messages diffusés et les situations effectivement rencontrées à posteriori. Cette qualité

conditionne évidemment la confiance des usagers dans le système et leur propension à

« croire » les informations qu’il diffuse.

Un PMV qui, par exemple, a donné les dix derniers jours des informations qui n’ont pas

été vérifiées par les automobilistes va « perdre » la confiance d’un certain nombre

d’entre eux.


194

Une information peut être relative à un événement, comme un message annonçant la

présence d’un bouchon par exemple ou donner l’état d’une variable, telle que la

longueur de ce même bouchon. Ces deux types d’information ne sont pas équivalents et

ne peuvent pas être modélisés de la même façon.

Notons également qu’une information peut porter sur une zone géographique plus ou

moins étendue du réseau. Elle peut être ciblée sur un point précis, particulièrement

sensible, comme un tunnel ou un pont. Elle peut également s’intéresser à tout un

itinéraire en donnant un temps de parcours sur cet itinéraire par exemple.

L’information peut donc prendre des formes très diverses et un modèle d’affectation, s’il

ne peut considérer chacune de ces formes de façon spécifique, doit au moins fournir un

cadre permettant de les intégrer plus ou moins facilement.

Dans la dernière phase, qui correspond à celle où les conducteurs vont tirer des

conclusions à partir de l’information qui leur est diffusée, il faut regarder si

l’information est pertinente (utilisable par ceux qui la reçoivent) mais aussi voir dans

quelle mesure elle est vraisemblable notamment vis à vis des autres informations dont

dispose l’automobiliste. C’est en la comparant avec des informations acquises

précédemment que l’automobiliste va pouvoir évaluer la vraisemblance de cette

nouvelle information.

Cette vraisemblance est d’une part fonction de la confiance à priori dans le système de

diffusion et d’autre part, elle dépend de la compatibilité entre les différentes

informations dont dispose l’usager. Certaines informations peuvent se conforter les unes

avec les autre, voire se préciser, alors que d’autres vont être antagonistes.

Les systèmes de diffusion de l’information peuvent être plus ou moins optimisés afin

d’atteindre les usagers concernés par l’information qu’ils diffusent. Par exemple, un

PMV qui est positionné juste après un point de choix ne pourra diffuser son information

qu’aux usagers qui ont choisi l’option sur laquelle il est placé, alors que cette

information pouvait être intéressante pour les autres usagers aussi.

Un système d’information peut aussi avoir une influence sur l’affectation en amont de

l’endroit de sa diffusion. En effet le simple fait qu’un système soit installé en un endroit

du réseau et diffuse de façon continue une estimation des coûts ou annonce

systématiquement l’occurrence d’un événement est intéressant pour les conducteurs.


195

Cela représente pour eux une certaine garantie (un certain confort) d’être prévenus en

cas de difficulté, leur laissant éventuellement la possibilité de changer d’itinéraire.

Une information routière peut prendre de très nombreuses formes et intervenir sur

l’affectation aussi bien en amont qu’en aval de sa diffusion. Elle n’est donc pas facile à

incorporer dans un modèle d’affectation. Les modèles d’affectation dit « classique » se

prêtent mal à des extensions simples pour prendre en compte l’information.

** L’affectation déterministe repose sur le principe de Wardrop et sur l’hypothèse que

tous les usagers cherchent le plus court chemin en disposant d’une connaissance parfaite

du réseau. Papageorgiou M. (1990) définit dans le cadre dynamique un équilibre réactif

où les usagers se répartissent en fonction des temps de parcours instantanés. Cet

équilibre est intéressant dans la mesure où il diffère d’un équilibre prédictif où les

usagers se répartissent sans diffusion d’une information extérieure.

En fait ce dernier équilibre est encore plus informé que le premier, dans la mesure où les

conducteurs, à force de faire le même trajet tous les jours dans les mêmes conditions,

sont non seulement au courant de l’état actuel du réseau, mais en plus ils sont capables

de prévoir son évolution. L’équilibre réactif correspond à une affectation d’usagers non

– habitués, mais informés des conditions de circulation actuelles, alors que l’équilibre

prédictif correspond à une affectation d’usagers habitués parfaitement informés sur la

façon dont le réseau va évoluer.

** La modélisation stochastique nécessite une information qui se traduit par un choix

tranché, net, sans équivoque, pour une option, soit parce qu’il s’agit d’un guidage

(conseillant) une des options, soit parce que le message diffusé détermine clairement

une option comme la meilleure. On peut alors utiliser un taux d’obéissance dans le

guidage fourni.


196

V.3 Démarche de recherche suivie.

Si l’exploitant décide d’informer l'automobiliste, c'est dans l'espoir qu'il en tienne

compte.

L'objet de cette section est de déterminer une expression mathématique du

comportement de délestage des usagers en présence de l'information routière en temps

réel de SIRIUS Est. Celle-ci doit mettre en évidence les effets des messages diffusés par

les panneaux à message variable sur les conditions de circulation. Ces travaux sont

fondés sur un indicateur fondamental qui est le taux de délestage, c’est à dire la

proportion d’usagers que la communication d’une information routière conduit à

modifier son itinéraire. Nous pouvons alors calculer les gains apportés par le délestage

en reconstituant une situation sans délestage.

Pour diverses situations de trafic, nous avons élaboré à l'aide de régressions multiples

une relation entre le taux de délestage et les différents paramètres influençant le

comportement de l'automobiliste. Ces paramètres sont : la longueur des bouchons, la

distance séparant l'automobiliste de la queue de bouchon et l’itinéraire du délestage.

Le cadre de ces travaux étant plus particulièrement le domaine de l’évaluation socio-

économique de l’exploitation routière, nous avons délibérément choisi une

méthodologie évitant le recours à la simulation du trafic. Il s’agit de déterminer un

indicateur socio-économique permettant d’évaluer les effets de l’information routière en

terme de fluidification du trafic et des gains.

La méthodologie de détermination du taux de délestage élaborée et mise en œuvre dans

nos travaux, permet de calculer un taux de délestage global pour chaque autoroute du

réseau francilien. Moyennant les développements informatiques appropriés, elle peut

devenir un outil pour la représentation de l’affectation, qui peut être utilisé dans les

modèles de simulation de l’écoulement du trafic. En ce sens elle doit être considérée

comme un sous ensemble de la modélisation du trafic

La suite de cette section est organisée comme suit : La sous section 3.1 décrit les

conditions générales de la recherche. Il s'agit de définir le concept du taux de délestage

ainsi que les conditions de mise en œuvre et le choix du site d'étude. Dans la sous

section 3.2, nous proposons une méthode d'étude et d'analyse des états de trafic afin de


197

définir une situation de référence et une modélisation du comportement de

l'automobiliste en présence de bouchons. Les résultats et les conclusions de cette étude

sont présentés dans les sous sections 3.3 et 3.4.

V.3.1 Présentation des conditions générales de recherche.

La prise en compte par les usagers d'un message annonçant un bouchon doit

théoriquement se concrétiser pour certains conducteurs, par un comportement

d'évitement ou de délestage et doit alors engendrer une diminution du trafic, en amont

du bouchon.

Pour élaborer un indicateur d'impact du message diffusé par les panneaux, nous avons

relié le comportement de l'automobiliste, au niveau des différentes entrées et sorties

ainsi qu’aux divergent de l'autoroute, au message pour différentes situations de trafic.

L'élaboration de la méthode résulte autant de la réalité quotidienne de l'exploitation des

voies rapides en Ile de France que de la réflexion théorique. Elle vise tout d'abord à

élaborer une méthode d'analyse afin de produire des résultats concrets et tangibles.

Le principe général de la méthode est de répondre à la question : Comment évaluer le

pourcentage total d'usagers qui se délestent d'une autoroute, après avoir lu une

information "bouchon = X km" ou un temps de parcours "t mn" sur un panneau à

message variable?

Cette première sous section présente les conditions d'étude retenues pour élaborer une

relation entre le taux de délestage et les longueurs de bouchon observées sur une

autoroute. Après avoir défini la notion de taux de délestage, nous exposons les

conditions nécessaires à la mise en œuvre de la recherche ainsi que les raisons du choix

du site d'étude.

Définition du taux de délestage.

Il y a quelques années, on parlait de délestage dans le cas de routes ou d'autoroutes très

chargées ou même bloquées à la suite d'un événement imprévu tel qu'un accident ou lors

des grandes migrations saisonnières. Le terme de "délestage" correspondait alors aux


198

actions mises en œuvre par l'exploitant pour empêcher ou diminuer l'accès de la (ou des)

voie concernée aux usagers afin de réduire l'engorgement en proposant des itinéraires

alternatifs (Itinéraire"bis").

Actuellement avec la mise en place des systèmes d'exploitation routière et des services

d'information des usagers dans un réseau maillé d’autoroutes, le mot "délestage" et le

concept qu'il représente, s'appliquent de manière plus générale à tous les types

d'événements dont les encombrements récurrents.

L'exploitant informe, en temps réel, l'usager des conditions de circulation et des

événements qu'il va rencontrer sur son parcours grâce aux messages affichés par les

PMV.

L'usager peut alors choisir :

- soit de continuer sur le même itinéraire, tout en sachant qu'il risque d'être ralenti ou

bloqué un certain temps sur une certaine distance ;

- soit de modifier son parcours en tenant compte des informations reçues, en se

reportant sur d'autres axes. Notre usager déleste alors l’axe concerné par l’événement.

En connaissance de cause, l'usager prend seul et individuellement la décision du

changement ou du non-changement d'itinéraire. Sur le réseau maillé d'autoroutes

francilien, le délestage est le résultat de l’incitation permanente à emprunter un

itinéraire alternatif, sans obligation. C'est l'usager qui décide lui-même de "se délester"

suite à l'information reçue. A partir de ces constatations, nous avons décidé de définir un

indicateur qui mesure la proportion totale d’usagers qui se délestent d’une autoroute

vers les autres voies et voies rapides du réseau et que nous appellerons le taux de

délestage. La détermination du taux de délestage va prendre en compte tous les

mouvements des entrées et des sorties d'un axe routier (sous forme de bilan de trafic)

par rapport à une situation de référence. On suppose que les usagers qui se délestent,

reviennent sur le réseau autoroutier après avoir contourné les encombrements.

Dans le cadre de cette recherche, le taux de délestage est défini comme le nombre des

usagers qui se déplace vers un itinéraire alternatif, suite à une information reçue

grâce aux PMV, divisé par le nombre des automobilistes qui circulent sur la voie

rapide concernée par l’événement.


199

Un suivi régulier de l'évolution des taux de délestage doit permettre non seulement

d’analyser de manière plus précise les changements d’itinéraire mais aussi

d’appréhender les critères et les supports qui les déclenchent. Il peut servir par exemple,

de support à une réorientation permanente de la politique d’affichage en fonction des

nouvelles attentes des usagers, de la compréhension des messages, et de l’évolution des

comportements.

Conditions de mise en œuvre.

Avant de nous engager dans la description de la démarche adoptée, il est indispensable

de décrire précisément le cadre et les conditions de mise en œuvre de la recherche.

Nous avons travaillé avec les données générées par SIRIUS, du fait :

♦ de son niveau d’équipement en recueil et traitement des données de

trafic bien réparti sur les différents axes du réseau autoroutier de l'Est

francilien.

♦ de la richesse en données archivées concernant les conditions

d’écoulement du trafic.

♦ de la mise à jour en temps réel et systématique de l’information

routière sur les conditions de circulation grâce à de nombreux

panneaux à message variable implantés sur le réseau.

L'environnement informatique de SIRIUS permet une quantification précise des

fluctuations du trafic c’est pourquoi les calculs que l'on peut en tirer sont à la base de la

méthodologie proposée dans la suite de la recherche. Les indicateurs recherchés, qui

mesurent l'impact des informations affichées par les panneaux à message variable sur le

comportement des automobilistes, s'expriment comme la mesure des variations de débit

au niveau des nœuds du réseau entre différentes situations de trafic. Cette mesure de la

variation des débits nécessite l'utilisation des valeurs de débit issues des stations de

comptage obtenues par les boucles électromagnétiques posées dans la chaussée.

L'année d'étude 1996 a été sélectionnée pour deux raisons. D'une part les panneaux à

message variable fonctionnent avec les deux stratégies d'affichage (messages

événementiels et temps de parcours). D'autre part l'impact des panneaux à message


200

variable n'est pas encore trop perturbé par d’autres techniques d'information routière

(radio, système embarqué…).

En région Ile de France, l'analyse des conditions de circulation et des bouchons

récurrents, sur un tronçon donné, montre que les heures de début et de fin de bouchon

ainsi que la longueur de bouchon sont variables d'un jour à l'autre (Frybourg & Orselli,

1996).

Pour chaque axe autoroutier on recense quatre grandes périodes qui décrivent l'évolution

journalière du trafic : la période de pointe du matin (de 6 h à 10 h), une période creuse

(de 10 h à 16 h), la période de pointe du soir (de 16 h à 20 h) et la période de nuit (de 20

à 6 h).

Le cadre temporel de l’étude se focalise sur les congestions journalières récurrentes des

jours ouvrables qui se produisent tous les matins et tous les soirs des jours ouvrés sur les

autoroutes du réseau d'Ile de France.

L’analyse des conditions de circulation à l'aide des cartographies nous a permis de

sélectionner, pour la recherche, une série de journées selon les critères suivants :

• Jours ouvrés car présence de pointes caractéristiques de trafic d'amplitude variable

(en temps et en longueur) le matin et le soir correspondant aux encombrements

récurrents. Nous avons éliminé de l'étude les jours présentant des conditions de

circulation extrêmes : événements météorologiques (pluie, neige) ou incidents

importants (accident et travaux) et les différentes périodes estivales qui ne sont pas

représentatifs de l'écoulement quotidien du trafic.

• Mise en place d’une collection de jours ouvrés comportant, pour différentes plages

horaires identifiées, soit des conditions de circulation fluide, soit des

encombrements récurrents avec différentes longueurs de bouchons. Pour s'assurer

d'une bonne cohérence des données recueillies et des états de trafic analysés, nous

avons choisi de travailler pour un même jour de la semaine : le mardi. En effet le

mardi est une journée de référence pour les exploitants car le comportement des

automobilistes est considéré comme représentatif des conditions moyennes de

circulation.


201

• Vérification du bon fonctionnement du réseau automatique de recueil de

données (absence de panne) pour l’obtention des données indispensables à l'étude :

comptages (débit en véhicules/6mn) non nuls et identification des messages affichés

par les différents panneaux à message variable.

• Pour chaque période d'étude retenue (correspondant à une longueur de bouchon

déterminée) nous avons éliminé les deux premières et les deux dernières données

(2 x 6 mn). De cette façon, ne sont pris en compte que les automobilistes concernés

par l'événement "bouchon" et bien couverts par l'information. On élimine ainsi les

usagers susceptibles d'avoir été mal informés et non informés. Les usagers

concernés sont ceux qui se dirigent vers l'événement et qui rencontrent

effectivement l'événement. Les usagers couverts sont ceux recevant une information

relative à un événement situé sur leur itinéraire. Les usagers bien couverts sont ceux

à la fois concernés par l'événement et couverts par l'information. Ils ont reçu

l'information et rencontré l'événement. Les usagers mal informés sont ceux qui ont

reçu une information sur un événement qui se trouve sur leur itinéraire mais ne l'ont

pas rencontré. Les non informés sont ceux concernés par l'événement et qui n’en

sont pas informés.

A titre d'exemple pour l'année 1996, on dénombre un total de 255 jours ouvrés. Dans le

cas de l'autoroute A104, la masse théorique de données susceptibles d'être utilisée

représente 918 000 données annuelles. Par jour et pour une station de comptage, on

dénombre 80 données correspondant à l'ensemble des périodes de 6 minutes durant les

heures de pointes du matin et du soir ((4 h + 4 h )*10 périodes). Sur cette autoroute

(sens A4 – A1), on recense 45 stations de comptage en section courante et sur les

bretelles. La masse de données journalières produites est donc de 3600 données (45*80).

Choix du site d’étude.

Le fonctionnement des flux de circulation dans un réseau maillé est étroitement lié au

comportement des automobilistes. Les modifications de comportement des

automobilistes se répartissent en deux grandes catégories :


202

• celles ayant trait à la fluidité du trafic. Il s'agit essentiellement de

changements d'itinéraires tels qu'une sortie prématurée de l'autoroute, une

entrée différée ou même l'utilisation d'un itinéraire autoroutier alternatif.

• celles ayant trait à la sécurité. Il s'agit dans ce cas de changements de

comportement liés à la conduite proprement dite, tels qu'un ralentissement,

un changement de file ou un meilleur respect des distances inter-véhiculaires.

L'orientation des travaux de recherche s'intéresse plus particulièrement aux

modifications de comportement concernant la fluidité du trafic.

Pour identifier plus précisément une autoroute susceptible d'être utilisée comme modèle

dans la suite de nos travaux et représentative des autres autoroutes, nous avons défini

des critères de sélection supplémentaires. Nous avons décidé de retenir comme cadre

géographique d’étude, une autoroute présentant les caractéristiques suivantes :

** l'existence d'une grande variété d'états de trafic, pour les mardis retenus. Pour les

deux périodes de pointes de trafic (matin et soir), les cartographies ainsi que l'affichage

sur les panneaux à message variable doivent mettre en évidence, des conditions de

circulation fluide et une multiplicité de longueurs de bouchon ;

** l'existence d'une multitude de configurations d'affichage. L'autoroute doit être

équipée des trois sortes de panneaux à message variable (section courante, entrée

d'autoroute et divergent) possédant au moins l'un des deux types d'affichages (bouchon /

fluide, temps de parcours) ;

** l'existence de différents types de bretelles d'entrées / sorties correspondant à

l’intersection avec des routes ou des voies rapides de différentes importances (routes

départementales, nationales et autoroutes).

Nous avons choisi de travailler à l’échelle d’une maille du réseau, c’est à dire un axe

autoroutier relié à chaque extrémité à un autre axe autoroutier qui comprend des entrées

/ sorties sur le réseau local associé. En effet les données dynamiques sont souvent

disponibles localement est les effets d’une mesure d’exploitation (comme la diffusion

d’information routière) restent, à court terme relativement locale.


203

Partant de ces différents critères, nous avons retenu l’Autoroute A104 qui s’étend entre

deux radiales l'A4 (Paris - Metz) et l'A1 (Paris - Lille). Cette section représente le

contournement Est de Paris par la grande banlieue et s'étend sur une longueur d'environ

30 km.

La carte figure V.5 (présentée page suivante) indique l'emplacement du site d'étude dans

le réseau francilien ainsi que sa géométrie. Les emplacements des panneaux à message

variable y sont mentionnés.

Le tableau V.3 présente une récapitulation des panneaux à message variable qui

équipent l’A104 avec leurs caractéristiques, leur localisation et le type de messages

diffusés. Nous avons aussi mentionné les panneaux à message variable divergents situés

sur l’A4 et la N104 qui indiquent l'état du trafic sur l'A104. Le sens de circulation

correspond aux points de repères (PR) décroissants.

L’observation des messages diffusés en fonction des conditions de circulation a servi de

support à nos recherches.

Tableau V.3 : Les panneaux à message variable de l’A104 (sens de circulation A4 –

A1).

Axe Sens PR Type de PMV Direction indiquée Messages

A 104 Extérieur 8.2 PMVHA A104>A1 / A104>A4 Temps de parcours

A 104 Extérieur 10.7 PMVS A104>A1 Bouchon / Fluide

A 104 Extérieur 14.6 PMVHA A104>A1 / A104>A4 En panne

A 104 Extérieur 17 PMVS A104>A1 Bouchon / Fluide

A 104 Extérieur 24.101 PMVHA A104>A1 / A104>A4 Temps de parcours

A 104 Extérieur 26.3 PMVS A104>A1 Bouchon / Fluide

A 104 Extérieur 29.4 PMVHA A104>A1 / A104>BP Temps de parcours

N 104 Extérieur 0.90 PMVD A4>BP / N104>A1 Temps de parcours

A 4 W 23.3 PMVD A4>BP / N104>A1 Temps de parcours

A 4 Y 16.4 PMVD A104>A1 / N104>A6 Temps de parcours


204

Figure V.5 : SIRIUS, les autoroutes en Ile de France et identification des PMV sur le

réseau autoroutier EST (A104) de la région Ile de France.


205

V.3.2 Étude et analyse des états de trafic.

Pour mettre en évidence les effets de l'information routière en temps réel sur le

comportement des automobilistes, notre démarche d'étude suit les trois grandes étapes

suivantes :

- La première étape présente la méthode de traitement des données. Il s'agit de

déterminer à l'aide des paramètres de trafic (issus des comptages), l'évolution

de la part des usagers qui empruntent les sorties ou qui n'entrent pas sur

l'autoroute en fonction des différents messages correspondant aux diverses

situations de trafic.

- La deuxième étape porte sur la détermination d'une situation de référence.

Nous avons vérifié la constance et la reproductibilité des débits des entrées

et des sorties pour un ensemble de conditions de trafic. Si ces deux

caractéristiques sont remplies, on peut alors considérer que les conditions de

trafic de flux habituels répondent aux exigences d’une situation de référence.

- La troisième étape expose la démarche de détermination de la part des

usagers qui modifient leur itinéraire lorsqu'ils sont informés de l'existence

d'encombrements. Pour mesurer l'impact des messages diffusés par les

panneaux, on calcule la variation des taux de sur sortie et de sous entrée par

rapport à la situation de référence, pour différentes longueurs de bouchon. En

agrégeant les résultats obtenus, il est possible de déterminer l'évolution du

taux de délestage sur l'ensemble de l'infrastructure en fonction de la longueur

des bouchons.

Traitement des données et identification des situations de trafic.

La disponibilité des données de trafic permet d'appréhender de manière automatique les

caractéristiques des conditions de circulation, en terme de durée, de longueur et

d'intensité des retenues. La cartographie donne un aperçu rapide de la localisation et de

l'importance des encombrements.


206

Les variables d'état de trafic calculées à partir des données enregistrées à intervalle de

temps régulier sont stockées dans des bases de données. Elles donnent accès à une

analyse plus fine des situations de trafic. L'utilisation de ces dernières nous a permis de

modéliser de manière macroscopique le comportement des automobilistes sur une

autoroute.

On considère un tronçon qui comporte des entrées e et des sorties s. Il est équipé de

plusieurs panneaux à message variable : PMV de Section courante ; PMV en amont des

entrées (Hors Autoroute) ; PMV en amont des Divergents. Des stations de comptages

sont réparties, sur la section courante en amont des entrées / sorties et sur certaines des

bretelles. Lorsque la bretelle n'est pas équipée d'un système de comptage nous avons

établi un bilan de trafic par rapport à l'axe principal.

On calcule deux indicateurs reliés au débit d’entrée ou de sortie qui caractérisent le

comportement de délestage des usagers pour chaque situation de trafic recensée :

�Le taux d'entrée correspond au rapport : débit d’entrée / débit aval de

la section courante pour chacune des entrées équipées de PMV hors - autoroute ou de

PMV divergent.

�Le taux de sortie correspond au rapport : débit de sortie / débit amont

de la section courante, pour chacune des sorties. Le taux de sortie sert d'indicateur

d'impact pour les PMV de section courante sur la voie rapide.

La figure V.6 représente schématiquement le tronçon de cette autoroute avec des

bretelles de sortie et d’entrée ainsi qu'un bouchon en aval.


207

Figure V.6 : Schéma permettant de calculer les taux d’entrée ou de sortie.

Pour une entrée ou une sortie, sur un intervalle de temps ∆t (données 6 minutes), on

définit :

* par σe : le taux de l'entrée (Qe) sur le débit aval de la voie rapide (Qaval).

* par σs : le taux de sortie (Qs) sur le débit amont de la voie rapide (Qamont).

Soit :

Pour les entrées : aval

eQQe=σ Pour les sorties :

amonts

QQs=σ

Dans le cas particulier où l'entrée (ou la sortie) n'est pas équipée d'un système de

comptage nous avons calculé le taux selon les formules :

Pour les entrées : aval

amontaval

QQQ

QQ

e−==

avalτ Pour les sorties :

amont

avalamont

QQQ

QQ

s−==

amont τ

Pour l'ensemble des mardis étudiés et pour chaque période de 6 minutes clairement

identifiée, une valeur des taux de chaque entrée / sortie est déterminée. Elle correspond

à des conditions de circulation définies (par exemple : fluide, bouchon 1 km…).

Détermination de la situation de référence.

Une des premières difficultés, que nous avons rencontrées, a été de construire une

situation de référence, qui se rapproche le plus possible du fonctionnement de la voie

BOUCHON

Sens de circulation

Q

QsQeQe

Boucles élctromagnétiques


208

rapide "sans" la mise en œuvre du système SIRIUS c’est à dire sans l’information

dynamique des usagers.

Les panneaux à message variable informent les automobilistes sur les conditions de

circulation et ne sont donc pas neutres. Dans les conditions habituelles de circulation, il

existe pour chaque point de choix (entrées ou sorties) un débit indépendant de l’action

d’information des PMV. De plus un usager dont l’itinéraire principal le matin ou le soir

consiste à emprunter une autoroute déterminée n’a aucune raison de prendre un

itinéraire alternatif lorsqu’il ne rencontre aucune difficulté particulière de circulation.

Pour qu’un état de trafic représente un état de référence sur l’axe autoroutier durant

les périodes horaires de pointe du matin et du soir, il doit y avoir :

** possibilité d’existence de différents états de trafic, en plus de l'état fluide.

** reproductibilité des débits en un point donné pour un même état de trafic.

Tableau V.4 : Hypothèses pour l’élaboration d’une situation de référence.

Avec information

SIRIUS

Sans information

SIRIUS

État de trafic fluide Débit observé A Débit B

État de trafic saturé Débit observé D Débit C

Les débits observés correspondent aux valeurs obtenues à l’aide des comptages par

intervalle de 6 minutes.

Nous avons travaillé avec les hypothèses suivantes :

Le débit observé, avec information SIRIUS, A est égal au débit B sans information

SIRIUS. L’impact de l’information dynamique des PMV est représenté par l’écart du

débit observé C et du débit D.

Nous avons considéré que le débit C est identique aux débits A et B.

Parmi les mardis sélectionnés dans le cadre de la recherche, nous avons retenu quatorze

mardis (répartis sur les six premiers mois de l'année) qui présentent une période de

fluidité du trafic identifiée à l'aide des cartographies.


209

En théorie, pour chaque mardi, on dispose des données (vitesse, densité et débit) pour

des intervalles de 6 minutes soit 10 valeurs par heure. On dénombre sur le tronçon

étudié (entre la tête du bouchon et l'origine de l'autoroute), un total de 35 stations

(section courante, entrée et sortie). Sachant que les pointes du matin et du soir durent

respectivement 4 heures nous avons dénombré 10 valeurs par heure* 8 heures * 14

mardis * 35 stations soit 39200 données maximum.

En pratique les périodes de circulation fluide sont moindres durant les heures de pointes.

C'est pourquoi, cette étude a été menée sur 2940 données.

Afin de s'assurer que la situation de flux habituels peut être utilisée comme situation de

référence, nous avons étudié les variations du nombre de véhicules pour chaque entrée /

sortie. Nous avons réalisé cette vérification pour des périodes horaires (intervalle de 6

mn) durant lesquelles il est possible d'observer, non seulement plusieurs situations de

trafic différentes (d'un mardi sur l'autre), mais aussi la situation de trafic fluide.

La situation de trafic fluide, que l'on utilise comme situation de référence (c'est à dire

comme base de comparaison), peut être caractérisée de la façon suivante : les taux

d'entrée / sortie sont constants et reproductibles pour chaque intervalle de 6 minutes

identifié durant les heures de pointe du mardi.

Pour une même heure nous avons relevé la valeur des taux de chaque entrée / sortie pour

une sélection de mardis. L'analyse statistique présentée dans le tableau V.5 récapitule les

résultats obtenus et porte sur 11 données par station. Dans la première colonne du

tableau, le sens de circulation des véhicules se lit de bas en haut.

Tableau V.5 : Analyse des débits pour la période de trafic fluide 7h30 (durée 6 mn), A

104 sens A4 – A1.

SITES débit Écart type Coeff. de Valeur Valeur

Entrées/ Sorties Moyen variation maximale minimale

23,03 18,41 0,57 0,03 19,06 18,00

24,30 19,87 0,11 0,01 19,95 19,79

24,61 15,57 0,77 0,05 16,19 14,71


210

Chaque point d'accès ou de sortie a un taux qui lui est propre. Afin d’approfondir cette

première analyse, nous avons calculé les paramètres statistiques à chacune des entrées /

sorties : moyennes, écart-types, coefficient de variation, valeurs minimales et

maximales. Les valeurs extrêmes (min. et max.) observées sont très proches de la valeur

moyenne correspondante quel que soit le point d'accès ou de sortie considéré. Le

coefficient de variation est très faible.

La situation de référence la plus appropriée correspond aux conditions de circulation

fluide à une même heure (intervalle de 6 mn identifié). Le fait que les taux varient peu,

pour un même site et un horaire défini, confirme notre supposition de changement

indépendant de l'action d'information des panneaux à message variable dans le cas de

condition de circulation fluide.

Le nombre d’usagers qui quittent ou rejoignent un tronçon d'autoroute durant un

bouchon peut alors être déterminé, pour une entrée (ou une sortie), par la variation des

taux d'entrée (ou de sortie) entre la situation de trafic fluide (qui correspond à la

situation de référence) et celle du bouchon pour le même type de jour et le même

horaire. Dans la suite de la recherche, les comparaisons seront réalisées sur une même

période horaire correspondant à un intervalle de 6 minutes pour l'ensemble des mardis

sélectionnés.

Comportement de l'automobiliste en présence de bouchons.

C'est en délivrant une information routière dynamique sur les panneaux à message

variable, que le système d'exploitation SIRIUS offre aux usagers la possibilité d'adapter

en temps réel leur itinéraire en fonction des conditions de circulation, fortement

variables aux heures de pointes.

Nous avons corrélé l'impact de l'information concernant l'importance des bouchons et le

comportement de changement d'itinéraire de l'usager. Il s'agit d'analyser les variations

des taux des entrées / sorties lorsque les conditions de circulation deviennent difficiles

par rapport à la situation de référence.

A titre d'exemple, pour un bouchon récurrent sur l'A104, nous avons tout d'abord étudié

les variations des taux d'entrée / sortie des usagers par rapport à celles observées dans


211

les conditions de circulation fluide. Cette analyse a été étendue à plusieurs longueurs de

ce bouchon. Nous avons analysé le comportement des usagers pour des longueurs

correspondant à 1 km, 3 km, 4 km, 8 km et 10 km. Notre démarche est analogue à celle

utilisée pour l'analyse des conditions de circulation fluide.

Cette étude a été réalisée sur 7848 données. Le nombre total de stations (entrées et

sorties) utilisé est de 18. On possède une donnée par période de 6 mn pour chaque

station.

Le tableau V.6 récapitule la répartition des données pour chaque longueur des bouchons.

Tableau V.6 : Répartition des données de trafic pour différentes longueurs de bouchon,

A104 sens A4 – A1.

Longueur du 1 3 4 8 10 bouchon (en km) Nbre de bouchons 7 5 4 3 3

Total (données * stations) 3024 1620 1152 756 1296

On observe une répartition équilibrée des données en fonction de la fréquence

d'apparition des différentes longueurs de bouchon.

Ces résultats confirment la validité de nos hypothèses pour la situation de référence. La

situation de trafic fluide remplit les conditions nécessaires et représente une bonne

situation de référence.

V.3.3 Étude d'une relation entre le taux de délestage et les différents

paramètres du trafic.

L'objet principal de cette sous section est d'établir une relation entre le taux de délestage

et les différentes longueurs de bouchons pour chacun des axes du réseau SIRIUS Est.

Dans un premier temps, nous présentons les différentes variables susceptibles d'être


212

utilisées dans le cadre de l'étude. Dans un deuxième temps, nous avons recherché la

meilleure corrélation entre ces différentes variables et les variations des taux d'entrée /

sortie afin de déterminer le taux de délestage pour chaque infrastructure du réseau

SIRIUS Est. En conclusion nous avons généralisé l'application de cette relation aux

diverses autoroutes de l'Est francilien.

Présentation et définition des variables utilisées.

A partir du calcul de la variation des taux d'entrée / sortie, pour une longueur de

bouchon déterminée, par rapport à un état de trafic fluide, nous avons recherché une

relation entre le taux de délestage sur l'infrastructure et plusieurs paramètres du trafic.

Nous avons ainsi corrélé l’impact de l’information routière dynamique concernant

l’importance des bouchons et le comportement de délestage de l'automobiliste.

Ce comportement dépend d'une multitude de paramètres dont les principaux sont :

** la longueur de bouchon indiquée par les panneaux à message variable : c'est

un paramètre quantitatif qui s'exprime en kilomètre.

** la distance entre l'entrée ou la sortie et la queue du bouchon : ce paramètre

quantitatif permet de tenir compte de la façon dont l'usager va choisir son point d'entrée

ou de sortie selon l'endroit où se situe la queue du bouchon. Il s'exprime également en

kilomètre.

** L’itinéraire de délestage qui est évalué à partir des éléments suivants :

- le type d'infrastructure : Il s'agit de prendre en compte le niveau

hiérarchique de l'infrastructure (autoroutes, routes nationales et

départementales).

- le kilométrage à parcourir sur le réseau associé. Nous avons

supposé que l'automobiliste, qui se déleste pour éviter un bouchon,

cherche généralement à reprendre l'autoroute qu'il vient de quitter.

- La géométrie de l'infrastructure.

Ce paramètre est exprimé sous forme qualitative.

Pour la clarté de l'exposé, nous indiquons la définition des différentes variables utilisées

:


213

- trafic sur l'axe principal en un point donné : T (nombre de véhicules / 6 minutes)

- taux de délestage en un point donné : D (en pourcentage)

- longueur du bouchon : L (en km)

- distance entre la sortie ou l'entrée et la queue du bouchon : δ (en km)

- coût du délestage : C (en fonction de la longueur supplémentaire à parcourir, du

type de route etc…..).

Pour les bretelles de sorties :

- trafic de sortie : S (nombre de véhicules / 6 minutes)

- taux de sortie : σs = S/T ; c'est une fonction des conditions de trafic.

- taux de sortie de référence : σs0 = S/T lorsque le trafic est fluide.

Par analogie pour les bretelles d'entrées on a les définitions suivantes:

- trafic d'entrée : E (nombre de véhicules / 6 minutes)

- taux d'entré :σe = E/T ; c'est une fonction des conditions de trafic.

- taux d'entrée de référence : σe0 = E/T lorsque le trafic est fluide.

Méthode de calcul du taux de délestage.

L'ensemble de la démarche économétrique utilisée pour calculer le taux de délestage

comporte trois étapes.

1ère étape : L'objectif de cette étape est d'élaborer une méthode de calcul permettant

d'obtenir un taux de sur sortie / sous entrée pour chaque bretelle.

À partir des données de trafic (issues des boucles électromagnétiques) et à l'échelle de

chacune des sorties et des entrées de l’axe étudié, on calcule :

Taux de sur sortie : ∆tsi = σs - σs0 = S/T – S0/T

On a σs > σs0 lorsqu'il y a délestage des usagers suite à l'information dynamique.


214

Taux de sous entrée : ∆tei = σe - σe0 = E/T – E0/T

De même σe < σe0 lorsque le délestage se produit.

Pour prendre en compte, de manière rigoureuse l'ensemble des paramètres présentés

précédemment, il nous a paru opportun d'utiliser une modélisation utilisant la régression

multiple.

La régression multiple permet d'étudier la liaison entre une variable dépendante Y et un

ensemble de variables indépendantes X1,…,Xk. Toutes les variables considérées doivent

être numériques.

Le modèle utilisé est une généralisation immédiate de la régression simple de la forme :

Y = β0 + β1X1+ ......... + βκXk + ε

Où les coefficients de régression βj sont des paramètres fixes mais inconnus, et ε un

terme aléatoire suivant une loi normale N (ο, σ).

Afin de déterminer la régression multiple optimale, nous avons réalisé plusieurs

régressions multiples en faisant varier les combinaisons des différents types de

variables. Nous avons retenu celles dont les tests statistiques nous ont semblé les plus

pertinents.

La régression multiple doit permettre de décrire les variations des taux de sur sortie /

sous entrée en fonction des différents paramètres retenus (L, δ, C).

A titre d'exemple, pour illustrer la démarche, nous avons utilisé les données du tableau

V.7.

Pour la première sortie (1), on calcule un ∆tsi = 3.023 pour un bouchon de 1 km. La

distance entre cette sortie et la queue du bouchon est de 0.68 km. Le coût de délestage

est considéré comme faible.


215

Tableau V.7 : Données pour l'analyse du taux de sur sortie, A104 sens A4 – A1.

Variable

expliquée Variables explicatives

N° de

la

Taux de Longueur Distance du Itinéraire de délestage

sortie sur sortie

(en %)

du bouchon

(en km)

bouchon

(en km)

Bas Moyen Élevé

1 3.023 1 0.68 Oui Non Non

2 1.519 1 2.57 Non Oui Non

3 4.994 1 6.46 Oui Non Non

Il s’agit d’exprimer le taux de sur sortie (sous entrée) à l’aide des variables quantitatives

: longueur du bouchon, distance entre la sortie / entrée et la queue du bouchon et de la

variable qualitative : itinéraire de délestage.

On remplace tout d’abord les variables qualitatives par les variables indicatrices des

modalités. On remplace bas = 1, si l’itinéraire de délestage est facile, 0 sinon. On peut

remarquer que la somme de la colonne associée à la variable itinéraire de délestage vaut

1. Ceci provoque une redondance entre les variables explicatives qu’il faut prendre en

compte.

Le modèle étudié, pour le taux de sur sortie, est décrit par l'équation :

∆tsi = β0 + β1 L+ β2 δ + β3 C(bas) + β4 C(moyen) + β5 C (élevé) + ε

On obtient une équation analogue dans le cas des sous entrées.

On remarque sur l’équation que les coefficients βj des modalités des variables

qualitatives ne sont définis qu’à une constante près. En effet, si on ajoute, par exemple,

une constante η à chaque coefficient β4, β5 et β6 et qu’on retranche cette même

constante η à la constante β0, le modèle reste identique. Cette indétermination est due à

la redondance entre les variables explicatives mentionnée plus haut.


216

On lève l’indétermination en imposant une contrainte sur les coefficients de régression

associés aux modalités d’une variable qualitative. Le plus courant est d’annuler le

coefficient de régression associé à une modalité de la variable qualitative. Ici nous avons

choisi d’annuler β5, coefficient correspondant à " moyen ". Le modèle devient donc :

εβ

ββ

δβββ +��

��

�

=+++=6

5

4

210 0élévé

moyen

bas

LD

Pour l'ensemble des régressions, nous avons travaillé avec un intervalle de confiance de

95 %.

Pour affiner les résultats obtenus, nous avons exclu les valeurs dont les résidus

studentisés sont extérieurs à l’intervalle [-2, + 2].

Ce seuil de 2 semble approprié, en effet ces résidus représentent au maximum, 2.55 %

des données totales traitées pour les sorties et 4.77 % pour les entrées. L’ensemble de

ces résidus semble être aléatoire, c’est à dire sans structure et sans forme particulière.

On établit plusieurs relations pour décrire la variation des taux calculés de sur sortie et

de sous entrée, en fonction des paramètres (L, δ, C) se rapportant au délestage. Les deux

tableaux V.8 et V.9 présentent les résultats des différentes régressions recherchées dans

le cas des sorties ainsi que dans celui des entrées.


217

Tableaux V.8 et V.9 : Synthèses des différentes régressions obtenues pour la

détermination des taux de sur sorties et de sous entrées.

Pour les sur sorties :

Notes : Valeur en gras : Coefficient, Valeur en italique : statistique t.

Pour les sous entrées :

Notes : Valeur en gras : Coefficient, Valeur en italique : statistique t.

variable Variables explicatives Constante R2 Nbre expliquée Longueur Distance Coût de délestage d'observations

Taux de sur-sortie bouchon bouchon Facile Moyen Difficile

∆tsi = σs - σs0 0,305 0,273 0,302 38561,82 0,35

∆tsi = σs - σs0 -0,41 5,2 0,607 3824-8,08 9,28

∆tsi = σs - σs0 0,008 -0,408 5,16 0,607 38240,054 -7,696 5,7

∆tsi = σs - σs0 0,432 3,694 0 -3,632 1,398 0,678 37902,412 2,937 -3,452 1,214

∆tsi = σs - σs0 -0,275 0,0096 0 -2,661 5,551 0,783 3856-4,219 0,0092 -3,329 6,458

∆tsi = σs - σs0 0,122 -0,251 0,196 0 -2,746 4,84 0,795 38560,85 -3,518 0,185 -3,405 4,02

variable Variables explicatives Constante R2 Nbre expliquée Longueur Distance Coût de délestage d'observations

Taux de sous entrée bouchon bouchon Facile Moyen Difficile

∆tei = σe - σe0 -0,041 0,089 0,102 37370,123 0,158

∆tei = σe - σe0 0,086 -0,859 0,588 37681,808 -1,485

∆tei = σe - σe0 0,026 0,09 -0,991 0,592 37680,192 1,765 -1,101

∆tei = σe - σe0 -0,088 0,984 0 0,4 -0,241 0,498 3768-0,697 1,378 0,484 -0,34

∆tei = σe - σe0 0,089 1,089 0 0,047 -1,398 0,669 37371,823 1,534 0,054 -1,96

∆tei = σe - σe0 -0,026 0,086 1,095 0 0,064 -1,263 0,689 3768-0,19 1,655 1,534 0,074 -1,304


218

Parmi les différentes régressions, nous avons décidé de retenir celles à deux variables

explicatives et trois variables qualitatives. Le fait de garder l'ensemble de ces variables

permet d'affiner l'approche du taux de délestage et de mieux répondre aux exigences de

la modélisation.

On retient une relation propre à chaque type de taux de la forme :

∆t(s ou e)’ = f (L, δ, C)

L'intérêt de cette relation est de modéliser l'évolution des taux des différentes entrées ou

sorties pour les différentes longueurs de bouchon sur l'infrastructure étudiée. Cette

relation permet aussi de calculer les valeurs des taux pour d'autres infrastructures du

même type (autoroutes).

Analyse de la répartition des erreurs relatives entre les taux mesurés et les

prévisions calculées.

Nous avons comparé les valeurs mesurées des taux de sur sortie et de sous entrée à

celles calculées. Puis nous avons évalué les écarts entre ces deux types de valeurs.

Les écarts relatifs sont évalués par rapport aux valeurs des taux mesurés.

La figure V.7 présente la répartition des erreurs relatives entre les variations des taux

mesurés et des taux calculés.

Elle intègre l’ensemble des résultats utilisés aussi bien pour les entrées que pour les

sorties.


219

Figure V.7 : Répartition des erreurs relatives entre les variations des taux mesurés et

des taux calculés, A104 sens A4 – A1.

Le graphique montre que les écarts calculés pour chaque entrée / sortie sont proches des

écarts mesurés par les boucles SIRIUS.

-- 75 % des taux calculés ont un écart relatif inférieur à 3 % par

rapport au taux mesuré.



Les résultats obtenus sont plutôt satisfaisants. Grâce aux deux équations ainsi obtenues,

il est possible de déterminer une variation des taux de sur sortie et de sous entrée sur un

tronçon d’autoroute déterminé.

Ces relations ont été confirmées sur le même site, durant une période d’étude différente

répartie sur les quatre derniers mois de l'année. La méthode de travail est identique à

celle présentée précédemment. Nous avons utilisé les données des heures de pointes du

soir. Les longueurs des deux bouchons étudiés sont respectivement 1 et 8 km et l'analyse

statistique porte sur 360 données.


220

Tableau V.10 : Répartition des données de trafic pour différentes longueurs de

bouchon, A104 sens A4 – A1.

Longueur du bouchon (en km) 1 8 Nombre de bouchons 2 2 Total (données * stations) 216 144

La figure V.8 présente la répartition des erreurs relatives entre les variations des taux

mesurés et les variations des taux calculés avec les deux équations retenues.


calculés, A104 sens A4 – A1.

On constate que les taux pour chaque entrée / sortie sont proches des taux mesurés.






221

Les résultats obtenus sont très similaires à ceux de l’échantillon initial bien que les

écarts relatifs extrêmes soient plus élevés.

Pour évaluer la reproductibilité de nos résultats correspondant au changement de période

d’étude nous avons regroupé les courbes représentant les effectifs cumulés en fonction

des écarts relatifs.


calculés obtenues dans cette étude.

Le fait de changer de période n’a pratiquement pas d’impact sur la fiabilité des résultats.

Pour une erreur relative comprise entre 0 à 3 %, l’effectif cumulé est de 70. Lorsque l’on

accepte une erreur relative comprise entre 0 et 5 %, l’effectif cumulé est de 90.

Les équations établies dans le cadre de nos travaux sont applicables en tout point du

réseau et à tout moment des heures de pointes du matin comme du soir. Elles permettent

de déterminer avec une bonne précision les variations des taux au niveau des entrées et

des sorties.


222

2ème étape : Après avoir identifié et vérifié la justesse des équations issues des

régressions pour chaque entrée / sortie, on agrége les résultats obtenus précédemment à

l’ensemble des sorties / entrées du tronçon étudié. Cette opération est réalisée pour

chacune des différentes longueurs de bouchons L recensées.

Définition du tronçon :

Un tronçon d’autoroute est déterminé en fonction de l’importance du trafic et plus

particulièrement du débit. En effet un tronçon est une section d’autoroute, de longueur

variable, sur laquelle les débits en tout point sont très proches.

A titre d’exemple, sur l’A104 (sens extérieur) nous dénombrons trois tronçons. Le

tableau V.11 récapitule les débits observés sur les trois tronçons pour une heure donnée

(6 h – 7 h).

Tableau V.11 : Répartition des débits horaires sur A104 (sens A4 – A1) pour chacun

des trois tronçons.

Débit glis sant 6 mn

(véh/h)

Ecart type Coefficient de

variation

Tronçon 1 :

RN2-A1

3335 280 0.08

Tronçon 2 :

RN3-RN2

2366 166 0.07

Tronçon 3 :

RN34-RN3

1631 130 0.08

Source : « Statistiques de trafic sur le réseau SIRIUS », DRE Ile de France, 1996.

Pour chaque longueur de bouchon L, on calcule alors :

- le taux total de sur sortie : TsL = )),,('(1�

==∆

n

s

s CLft δ

n correspond à l’identification des différentes sorties du tronçon.


223

- le taux total de sous entrée selon : TeL = )),,('('

1�

==∆

n

e

e CLft δ

n’ correspond à l’identification des différentes entrées du tronçon.

A chaque longueur de bouchon L recensée, correspond un taux total de sur sortie TsL et

un taux total de sous entrée TeL. On calcule le taux de délestage de chaque tronçon à

l’aide de la formule

( )eLsLfL TTD −=

DfL représente le taux de délestage sur un tronçon (f) pour une longueur de bouchon

donnée.

De cette façon on mesure l'ensemble des véhicules qui quittent le tronçon suite à

l'information dynamique des panneaux à message variable à travers le taux de sur sortie.

On affine ce calcul en éliminant les usagers qui ne tiennent pas compte de l'information

et qui s'insèrent sur le tronçon au niveau des bretelles d'entrées.

3ème étape : calcul du taux de délestage sur l’autoroute étudiée.

Chaque tronçon possède un taux de délestage calculé, selon la méthode décrite

précédemment, et un débit moyen qui lui sont spécifiques. Pour étendre le calcul du taux

de délestage à l’échelle de l’autoroute, il faut tenir compte des variations des débits

moyens entre chaque tronçon. Pour cela, nous avons utilisé une méthode de pondération.

On agrège les taux de délestage calculés pour chaque tronçon en utilisant un coefficient

de pondération qui permet de corriger les écarts entre les débits moyens des différents

tronçons.

Pour une autoroute qui comporte plusieurs tronçons (f) de débit moyen (Qf), on calcule

le taux de délestage total (DL), pour une longueur de bouchon donnée (L), à l’aide de la

formule :


224

)(1

Lf

x

f

fL DD ×=�=

γ

avec

γf : coefficient de pondération

Le coefficient de pondération est défini par le rapport entre le débit moyen (Qf) sur le

tronçon (f) et le débit moyen mesuré pour l’ensemble de l’infrastructure (QA). On a donc

A

ff

QQ=γ

Le débit moyen mesuré pour l’ensemble de l’infrastructure (QA) est une valeur

statistique. Pour chacune des autoroutes du réseau francilien ces valeurs peuvent être

obtenues dans la bibliographie « Statistiques de trafic sur le réseau SIRIUS – DREIF –

1996 ».

Élaboration d'une relation entre le taux de délestage et la longueur du bouchon sur

une autoroute.

L'objectif est de répondre à la question : « comment évaluer le pourcentage total

d'usagers qui se délestent d'une autoroute, après avoir lu un message "bouchon = X

km" ou un temps de parcours "t mn" sur un panneau à message variable ? »

A partir des résultats de l'étude précédente, on établit une corrélation entre les

différentes longueurs de bouchon (L) recensées (indiquées dans les messages des PMV)

et le taux de délestage (DL) calculé. On recherche alors la courbe de tendance la plus

adaptée.

Dans le cas particulier de l'A104, nous obtenons les résultats présentés sur la figure

V.10.

L'ensemble des points obtenus représente l'évolution du taux de délestage calculé selon

la démarche décrite dans cette section en fonction de la longueur de bouchon. A cet


225

ensemble de points nous avons associé la courbe de tendance la plus appropriée qui

passe par l'origine des axes.

Elle se présente sous la forme d'une fonction polynomiale d'ordre 3.

Figure V.10 : Taux de délestage de l’A104, sens A4 - A1, en fonction des longueurs des

bouchons.

L'équation obtenue entre le taux de délestage et la longueur de bouchon pour l'autoroute

A 104 (sens extérieur) pour les encombrements récurrents est :

DL = - 0.0155L3 + 0,2083L2 + 3.0636L – 0.4293

Avec un R 2 = 0,9991

A travers cet exemple, il apparaît qu’il est possible d’élaborer une relation entre le taux

de délestage et la longueur de bouchon affichée sur les panneaux à message variable.


226

Détermination du taux de délestage pour chacun des axes du réseau SIRIUS Est.

En guise de conclusion, nous avons étendu la démarche d'étude du taux de délestage

réalisé pour l'autoroute A104, à chacun des différents axes du réseau autoroutier de

SIRIUS Est. Le détail des résultats obtenus est présenté dans le tableau V.12.

Tableau V.12 : Détermination des équations présentant le taux de délestage (DL) en

fonction de la longueur de bouchon (L) sur le réseau de SIRUS Est.

Axe Sens Equation R2

A104 A4 – A1 DL = - 0.0155L3 + 0.2083L2 + 3.0636L – 0.4293 0.9991

A104 A1 – A4 DL = 0.0013L3 - 0.1291L2 + 5.6131L – 1.7723 0.9912

N104 A6 – A4 DL = -0.0661L3 + 1.1609L2 + 1.533L – 1.2519 0.9982

N104 A4 – A6 DL = -0.0167L3 + 0.1329L2 + 8.3207L – 0.5994 0.9998

A4 Province – Paris DL = 0.0309L3 – 0.5985L2 + 5.4392L + 1.2398 0.9881

A4 Paris - Province DL = 1.353ln(L) + 12.301 0.989

A3 Province - Paris DL = 0.091L3 – 1.5921L2 + 11.147L + 2.1293 0.9795

A3 Paris - Province DL = 2.5815ln(L) + 22.434 0.9115

A1 Province - Paris DL = 0.146L3 – 2.6542L2 + 16.133L 0.9171

A1 Paris - Province DL = 0.5162L3 – 5.8351L2 + 21.358L + 1.342 0.9585

A6 Province – Paris DL = 0.0417L3 – 0.7821L2 + 6.1074L + 1.4186 0.9826

A6 Paris – Province DL = 0.8755L3 – 6.4462L2 + 12.267L –0.1593 0.9528

A6a Province – Paris DL =0.1822L3 – 2.7248L2 + 10.089L +0.8069 0.8218

A6b Province – Paris DL = 0.3109L3 –4.4401L2 + 15.753L + 0.1827 0.8599

A6b Paris – Province DL =1.4194L 1

A86 A6 – A4 DL = 0.0952L3 –1.781L2 + 12.945L + 3.2721 0.9737

A86 A4 – A6 DL = 0.0864L3 –1.6165L2 + 11.805L + 3.1917 0.9706

A86 A4 – A3 DL = 2.4866ln(L) + 22.693 0.9954

A86 A3 – A4 DL = 2.5395ln(L) + 22.704 0.9681


227

Chaque autoroute possède une relation représentant l'évolution du taux de délestage en

fonction de la longueur de bouchon affichée qui lui est propre.

D'une manière générale on constate que le taux de délestage sur une autoroute donnée

varie en fonction de la densité et de la nature du maillage du réseau autour de cet axe.

Ces différents résultats nous ont poussés à nous intéresser à l'impact socio-économique

du délestage pour le réseau de SIRIUS Est. Cet aspect de l'étude est développé dans le

chapitre suivant.

D'autre part, grâce à l'approche qui consiste à déterminer les taux de délestage liés aux

conditions de circulation, nous avons été amenés à réfléchir sur l'impact de la politique

d'affichage.

V.3.4 Limites et perspectives

Dans le domaine de l'information routière, le champ de la recherche est en train de se

développer et il faut des études approfondies qui s'appuient sur des systèmes comme

SIRIUS pour progresser et être en mesure de définir des stratégies d'information plus

ambitieuses.

La recherche d'une plus grande efficacité est toujours un impératif pour l'exploitation du

réseau. Nous pouvons dire que l'on est passé d'une période de maîtrise à une période

d'optimisation de l'exploitation routière.

La connaissance en temps réel des conditions de circulation sur l'ensemble du réseau

permet la mise au point de nombreuses actions d'exploitation. Cette connaissance est

l'un des fondements pour la délivrance d'une information, en temps réel, de bonne

qualité aux automobilistes.

Dans cette étude, nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux situations que

nous avons qualifiées de "récurrentes" c'est à dire aux situations de trafic qui se répètent

d'un jour à l'autre de façon proche, mais pas identique avec de faibles variations

aléatoires. Concrètement il s'agit des pointes journalières de trafic du matin et du soir.

Nous avons choisi un jour ouvré statistiquement représentatif des conditions de trafic

récurrentes (le mardi). En effet pour les autres jours ouvrés de la semaine, des

phénomènes "parasites" d'importance variable, peuvent modifier les caractéristiques de


228

durée et d'amplitude des bouchons récurrents (les écoles fermées le mercredi ont

certainement une influence sur les conditions de trafic, de même pour le vendredi soir et

le lundi matin avec les départs ou les retours de WE). De même, nous avons

volontairement éliminé les conditions de circulation particulières ou ayant trait à des

événements exceptionnels tels que les incidents ou accidents. Ils devront faire l'objet de

recherches spécifiques.

Nous avons supposé que, dans les situations récurrentes, les automobilistes connaissent

l'ensemble des conditions de circulation possibles, mais ils ne savent pas quelle est la

situation de trafic actuelle. L'information routière en temps réel, diffusée par les PMV

(implantés aux entrées/sorties et aux intersections du réseau maillé) a pour rôle de

préciser l'incertitude quant à la situation de trafic actuelle. Du point de vue socio-

économique, les gains que l'on peut espérer sont des gains qui interviennent à la marge.

La finalité de l'étude est la détermination d'une expression mathématique du

comportement de délestage de l'automobiliste en présence de l'information routière

diffusée par les PMV pour chaque autoroute du réseau maillé d’Ile de France.

L'indicateur suivi est le taux de délestage. Les conditions de circulations sur les

autoroutes franciliennes sont bien connues et suivies en temps réel.

Comme nous l’avons vu au chapitre III, le réseau francilien équipé du système

d’exploitation routière SIRIUS, est un réseau maillé constitué d’autoroutes et de voies

rapides. Il est parfaitement intégré dans le réseau urbain et périurbain de voiries de la

région Ile de France. Le niveau hiérarchique de ces deux réseaux, l’un à caractère

autoroutier (niveau 1), l’autre dit parallèle et urbain (niveau 1B ou 2) n’est pas aussi

différencié que ce que l’on peut observer dans le cas d’un corridor autoroutier en rase

campagne où le réseau associé est souvent de niveau 3 ou 4. En Ile de France, le

maillage autoroutier est très dense : les autoroutes urbaines et périurbaines constituent

une catégorie intermédiaire entre les autoroutes de liaison (type corridor de rase

campagne) et la voirie traditionnelle urbaine. L’autoroute périurbaine comporte

beaucoup plus de nœuds d’échange qu’une autoroute de liaison sans toutefois avoir le

niveau de maillage d’un réseau de voiries urbain.

L'intersection entre deux autoroutes est modélisée à la fois comme une entrée et une

sortie : l'importance des débits rapportés au volume de l'autoroute permet ainsi de tenir

compte du maillage du réseau. Le taux de délestage que l’on calcule dans le cadre de


229

cette méthodologie, comprend à la fois les usagers qui changent d’itinéraire en

empruntant une autre autoroute et ceux qui utilisent le réseau parallèle. De nombreux

capteurs électromagnétiques assurant les comptages et permettant le recueil des données

équipent ces infrastructures autoroutières. Les données obtenues à partir du RAD de

SIRIUS ne concernent que les voies rapides et les autoroutes du réseau où les capteurs et

les boucles électromagnétiques sont implantés De même les PMV qui diffusent

l’information routière, sont implantés sur les sections courantes d’autoroutes, aux

niveaux des intersections autoroutières ainsi qu’aux entrées / sorties des autoroutes sur

le réseau parallèle. Du point de vue de l’affectation du trafic, les mailles structurantes du

réseau correspondent à des autoroutes et des voies rapides.

En ce qui concerne le réseau francilien, la réalité de l’exploitation routière dans les sept

départements de banlieue est à la fois complexe et très variable selon les départements.

Un des problèmes tient aux différences de domanialité des voies (nationale,

départementale et communales), celles qui interfèrent avec SIRIUS sont les voies

nationales et certaines départementales. Un autre problème est la différence de

répartition des grands axes routiers à l’intérieur de chaque département. Certains

départements ont conservé un important réseau « national » et d’autres pas. De plus ce

classement est hautement évolutif. En matière de gestion du trafic sur le réseau parallèle,

on trouve les mêmes hétérogénéités entre les différents départements.

Ce travail de recherche a permis de montrer qu'il est possible de traiter les données

issues des boucles de comptage pour des périodes de plusieurs heures. Il est également

possible de construire des collections de journées avec des critères spécifiques pour

étudier différentes configurations des conditions de circulation sur le réseau francilien.

Les paramètres retenus pour calibrer les expressions mathématiques sont ceux

considérés comme décisifs pour le choix d'itinéraire des automobilistes. La longueur de

bouchon est le paramètre qui se rapporte à l'information fournie aux automobilistes. Elle

est déterminée par le système de traitement automatique des données de SIRIUS. Le

second paramètre retenu est la distance par rapport à la queue du bouchon. Ce paramètre

permet de nuancer le choix de l'automobiliste. Il est aussi obtenu à partir du système de

recueil de données de SIRIUS qui identifie et situe les bouchons sur les différents axes

du réseau. Dans le cadre de ces travaux, notre souci majeur est de rester proche de la


230

réalité quotidienne de l'exploitation routière et d'exploiter le potentiel du système

SIRIUS en terme de traitement des données du point de vue opérationnel. La pratique du

traitement des données dans SIRIUS tend à développer à travers des études de trafic de

plus en plus nombreuses.

Nous avons présenté une méthodologie d'évaluation réaliste dans l'objectif futur de

suivre les gains socio-économiques de manière opérationnelle et moyennant un

développement informatique approprié. Nous pensons qu'il est imaginable de pouvoir

les déterminer en temps réel. C'est pourquoi nous avons délibérément choisi d'éviter le

recours à la simulation de trafic qui tend souvent à s’éloigner des aspects opérationnels

de l’exploitation au profit de considérations souvent trop théoriques.

Dans une perspective plus globale, la méthodologie que nous avons présentée doit

pouvoir permettre de construire des matrices O / D moyennant des adaptations en ce qui

concerne la situation de trafic de référence et la collection de journées en fonction des

configurations des situations de trafic que l'on souhaite étudier. En effet le calcul du

taux de délestage global passe par celui des différents tronçons de l’axe.

Cette piste de recherche nécessiterait d'être approfondie pour déterminer par le calcul les

matrices Origines / Destinations utilisables dans les modèles de simulation et

d'affectation du trafic. Les expressions mathématiques établies pour des conditions

récurrentes peuvent être adaptées en fonction de paramètres complémentaires selon les

besoins de l'étude ou du modèle de simulation de l'affectation retenu.

De même, nous pensons qu'il est nécessaire de faire des efforts de recherche pour mettre

en place une information routière prévisionnelle à partir de l'accumulation des

connaissances des conditions de circulation sur le réseau autoroutier francilien.

En effet, une attention particulière devrait être accordée aux effets de l'information

routière sur la demande, par le biais de modification d'itinéraire ou d'heure de départ.

Ceci implique la mise en place d'une politique d'information prévisionnelle pour la

préparation des déplacements. L'idée serait de diffuser par multimédias des informations

dynamiques prévisionnelles, pour que les utilisateurs potentiels connaissent les

conditions générales de trafic et planifient leur déplacement dans le temps. L'objectif est

d'offrir des services d'information pour aider l'automobiliste à programmer son horaire

de départ et son itinéraire. L'information la plus pertinente consisterait dans la


231

comparaison des temps de parcours entre différents itinéraires, voire différents systèmes

de transport (multi modalité).


232

Chapitre VI : Évaluation socio-économique de SIRIUS - Est

La généralisation et l'implantation des systèmes d'exploitation utilisant l'information

routière dynamique, s'effectuent progressivement sur le réseau autoroutier des grandes

agglomérations françaises. La conception et la mise en place de ces nouveaux outils et

de ces nouvelles stratégies d'exploitation nécessitent des investissements importants liés

aux développements de systèmes techniques d'information complexes.

La question essentielle relative aux investissements liés à la construction

d'infrastructures routières, tout comme au développement des systèmes d'exploitation,

est de pouvoir apprécier de manière, à la fois qualitative et quantitative, leur efficacité et

leurs performances. Il s'agit de déterminer l'impact réel de ces nouvelles technologies et

stratégies pour identifier les plus adéquates et orienter les choix futurs.

Depuis la mise en service de SIRIUS sur le réseau des autoroutes à l’Est de l’Ile de

France, diverses études d’évaluation socio-économique ont été réalisées. Elles

concernent les aspects fonctionnels du système, ainsi que la validation des principaux

objectifs en terme d'intérêt collectif : sécurité, fluidité et confort.

Dans la continuité des travaux sur la détermination du taux de délestage présenté dans le

chapitre V, nous avons mené une évaluation socio–économique de l'information routière

dynamique pour le réseau SIRIUS Est. Dans le chapitre VI, nos travaux portent plus

spécifiquement sur l'évaluation des gains de temps passé en circulation, apportés par les

messages diffusés par les panneaux à message variable.

La présente recherche est consacrée à une proposition d’évaluation qui doit permettre de

mieux caractériser les effets socio-économiques des actions d’information dynamique

des usagers. L'étude d'évaluation socio-économique utilise la méthode coûts - avantages

qui a été définie au chapitre II. L’intérêt est de mettre en place des éléments

méthodologiques qui permettent une quantification et une valorisation monétaires des

gains de temps passé en circulation tenant compte du délestage des usagers suite à la

lecture d'un message diffusé par les panneaux à message variable.

Les autres critères d’évaluation socio-économique concernant la consommation de

carburant, la pollution et la sécurité n’entrent pas dans le périmètre de nos travaux de


233

recherche. En effet l’évaluation socio-économique de ces critères nécessiterait non

seulement des travaux de recherche supplémentaires mais aussi de très nombreuses

données non disponibles actuellement.

Afin d’estimer un taux de rentabilité du système d’exploitation de SIRIUS Est, nos

résultats ont été intégrés dans le cadre d’une évaluation socio-économique. Les travaux

de MM. Fribourg et Orselli ont été choisis car ils présentent une évaluation socio-

économique complète et récente du système d’exploitation routière SIRIUS Est.

L’approche qu'ils utilisent est l’application du " modèle d'évaluation des infrastructures

en Ile de France " (DREIF-DIT; 1995) pour le calcul de la rentabilité socio-économique.

Les valeurs des dépenses d'investissement et des coûts de fonctionnement de SIRIUS

Est, utilisées par MM Fribourg et Orselli, sont respectivement de 388 MF (59.15 M

Euros) et de 48 MF (7.31 M Euros). Les francs sont des valeurs 1994 HT par an.

Ce chapitre est organisé de la façon suivante. Le cadre méthodologique retenu pour la

détermination du gain de temps se décompose en deux sections.

Dans la première section, on présente la démarche suivie pour déterminer

quantitativement le gain de temps passé en circulation suite à l'information diffusée par

les panneaux à message variable sur les différentes autoroutes franciliennes. Cette

démarche se décompose en deux étapes : la première étape expose la méthode de

répartition statistique des différentes longueurs de bouchon et les résultats associés. La

seconde étape décrit la méthode de reconstitution de la vitesse moyenne de circulation

sur autoroute en l'absence d'information routière. Cette dernière permet de calculer le

temps gagné pour la collectivité, sur chacune des autoroutes de SIRIUS Est. Cette

démarche, complétée de quelques hypothèses, nous permet également de calculer le

temps gagné par les usagers délestés sur le réseau associé.

La deuxième section est consacrée à la réalisation de l'évaluation et à l'interprétation des

résultats obtenus. On présente d'abord la valorisation économique du gain de temps

passé en circulation au niveau de chaque axe autoroutier puis agrégé à l'ensemble du

réseau étudié. Le résultat alors obtenu est inséré dans le cadre d’une évaluation socio-

économique de SIRIUS Est afin d’estimer un taux de rentabilité immédiate.


234

VI.1 Démarche d'évaluation socio-économique du système

d'exploitation routière SIRIUS Est. L'information routière dynamique par panneaux à message variable est-elle un outil

d'exploitation rentable dans la recherche d'optimisation de la gestion quotidienne du

trafic ?

Après avoir évalué son impact auprès des usagers à travers la détermination du taux de

délestage, nous allons déterminer son efficacité en terme de gain de temps passé en

circulation pour la collectivité. Par la suite, elle sera transformée en valeur monétaire.

Dans un premier temps, il s'agit de reconstituer, à partir des données statistiques sur les

bouchons (Les encombrements sur le réseau SIRIUS pour 1996), la répartition annuelle

des différentes longueurs des bouchons récurrents, pour chacune des autoroutes du

réseau de l'Est francilien.

Par rapport à la même situation de trafic sans l'information routière dynamique, le

délestage des automobilistes entraîne un certain gain de temps. Pour pouvoir calculer ce

gain de temps, il nous faut connaître la vitesse moyenne des véhicules avec et sans

l'information routière.

Dans un deuxième temps nous avons donc cherché à évaluer cette vitesse moyenne pour

les différentes longueurs de bouchons récurrents recensées.

VI.1.1 Décomposition et répartition des longueurs des bouchons

récurrents.

En 1996, sur le réseau francilien, les bouchons récurrents représentent la très grande

majorité du volume total des encombrements : 86 % des encombrements totaux du

réseau. Les autres encombrements sont la conséquence de travaux et de chantiers d'une

part, et d'accidents ou d’incidents d'autre part. Ces derniers ne sont pas pris en compte

dans la présente étude.

Le tableau VI.1 présente la répartition des volumes de trafic journaliers selon la

longueur des différentes autoroutes et selon les trois niveaux de trafic répertoriés par le

SIER (chapitre III) : saturé, ralenti et fluide.


235

La longueur équivalente indiquée dans le tableau (Leq) représente la longueur

géométrique de l'autoroute rapportée à une seule voie deux sens confondus.

Elle est calculée avec la formule : Leq = L x n x 2

avec L : longueur géométrique réelle (km),

n : nombre de voies,

2 : sens de circulation.

Tableau VI.1 : Les volumes de trafic journaliers, jours ouvrables, hors juillet – août,

1996.

Axe Longueur

Equivalente

(en km)

Sens Volume de trafic journalier

Total (en

véh.*km)

Saturé

(en %)

Ralenti

(en %)

Fluide

(en %)

A1 124.74 Province – Paris

Paris - Province

1 135 181

1 062 187

7.9

5.1

10.4

9.4

81.7

85.5

A3 125.19 Province - Paris 1 335 186 7.1 10.4 82.5

Paris - Province 1 211 549 5.5 12.6 82.0

A4 266.95 Province - Paris 1 776 665 9.1 8.0 82.8

Paris - Province 1 893 626 2.3 8.9 88.8

A6 226.89 Province - Paris 1 597 376 8.0 6.3 85.7

Paris - Province 2 346 996 3.3 6.9 89.8

A104 128.34 Extérieur 1 029 341 1.4 5.2 93.4

Intérieur 1 049 546 2.5 7.5 90.0

N104 162.4 Extérieur 1 267 066 1.7 4.2 94.1

Intérieur 1 270 402 1.9 4.0 94.1

A86 162.22 Extérieur 1 614 735 12.4 16.4 71.2

Intérieur 1 565 616 8.3 10.9 80.7

Source : Base de données SIRIUS - 1996

La proportion des volumes de trafic correspondant à la situation fluide est la plus

importante et représente en moyenne plus de 80 % des volumes de trafic. Les situations


236

de trafic ralenti et saturé restent minoritaires et représentent les 10 à 15 % restants.

Cependant pour l'automobiliste, circuler dans un flux de trafic ralenti ou saturé reste

difficilement supportable en rapport au temps qu'il y passe. En période de pointes, les

états de trafic ralenti et saturé représentent environ 45 % des volumes journaliers de

trafic.

L'A86 est l'autoroute la plus encombrée avec en moyenne 25 % des encombrements.

Il ne semble pas exister de corrélation entre la longueur des autoroutes et l'importance

des encombrements.

Chaque autoroute du réseau possède des bouchons récurrents spécifiques (mois, jours,

heures), situés aux mêmes endroits, et dont l'importance (par conséquent la longueur)

peut varier de manière conséquente.

L’objectif de l’analyse est de déterminer, pour chaque axe autoroutier du réseau de

SIRIUS Est, la répartition statistique des bouchons récurrents en fonction de leur

longueur sur une même année (1996). Pour atteindre cet objectif nous avons procédé à

la décomposition des volumes de bouchons récurrents mensuels en volumes de

bouchons récurrents quotidiens horaires par sens de circulation. Nous pouvons ainsi

dénombrer, avec une bonne précision, l'ensemble des longueurs des bouchons qui se

produisent sur un axe en tenant compte de l'aspect dynamique de formation et de

disparition (augmentation ou diminution de la longueur) des bouchons.

A titre d'exemple, nous présentons (figure VI.1) les variations des perturbations

récurrentes exprimées en pourcentage du volume mensuel total d'encombrements pour

les douze mois de l'année (1996) dans le cas d'une radiale (A4) et d'une rocade (A104).


237

Figure VI.1 : Variations des perturbations dans le cas d'une radiale (A4) et d'une rocade

(A104), 1996.


Les volumes d'encombrements récurrents (jours ouvrés) ne se répartissent pas de la

même manière d'une autoroute à une autre. Dans cet exemple, la répartition des

bouchons entre l'A4 et l'A 104 diffère. Au mois d’août, l’écart des volumes

d’encombrements récurrents entre ces deux axes (A4 : 23% et A104 : 66%) peut

atteindre plus de 40 %. Ce constat est également valable pour une même autoroute, sur

les différents mois de l'année. Pour l'A4, on observe un écart des volumes

d’encombrements récurrents de 80 % entre les mois présentant les plus faibles et les

plus importantes congestions.

La décomposition des volumes de bouchons récurrents mensuels en volume de

bouchons quotidiens est réalisée à l’aide de la pondération présentée dans le tableau

VI.2 pour l’année 1996. Cette répartition quotidienne des volumes de bouchons sur le

réseau francilien est représentative des variations des volumes de bouchons récurrents

observées pour les différents jours de la semaine.

Cette répartition quotidienne est la même pour tous les axes du réseau francilien.


238

Tableau VI.2 : Répartition quotidienne des volumes d’encombrements (en % du

volume total) pour les jours ouvrés - Réseau SIRIUS Est, 1996.

Jours Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi Total

% (1996) 0,1648 0,2088 0,1758 0,2088 0,2418 1,0000


L'importance des bouchons récurrents est du même ordre de grandeur le lundi et le

mercredi mais aussi le mardi et le jeudi. Les volumes d'encombrements récurrents sont

plus importants en fin de semaine, le vendredi. On peut supposer qu'une partie de ces

encombrements correspondent aux départs en week-end avec des trajets Paris / province

ou banlieue / province en plus grand nombre qui renforcent l'importance des bouchons

quotidiens.

Pour décomposer les volumes d’encombrements quotidiens par tranche horaire, nous

avons séparé la journée selon les deux périodes d'heures de pointes du matin de 6h à 10h

et de la soirée de 16h à 20h. Les bouchons récurrents se produisent durant ces deux

périodes qui correspondent aux pointes de trafic comme le montre la figure VI.2.

Figure VI.2 : Répartition horaire des volumes de bouchons récurrents pour les jours

ouvrables (en % du volume total), 1996.

Source : « Les encombrements sur le réseau SIRIUS », (SIER, 1996).


239

La figure VI.2 met en évidence deux populations statistiques :

** le matin de 6 h à 10 avec un maximum de bouchons récurrents (16 %)

entre 8 h et 9 h,

** le soir (14%) de 16 h à 20 h avec un maximum entre 18 h et 19 h.

Ces deux populations représentent plus de 80 % des volumes de bouchons récurrents :

environ 40 % le matin et 42 % le soir.

L'étape suivante est l'identification des zones où se forment les bouchons récurrents pour

chacune des autoroutes du réseau francilien. Nous avons utilisé le rapport " Les

bouchons sur les voies rapides d'Ile de France, analysés par SIRIUS " (DREIF/SIER,

juin 2000) pour répertorier l'ensemble des sites de bouchons récurrents pour les jours

ouvrés.


240

Figure VI.3 : Carte des encombrements récurrents sur le réseau autoroutier d’Ile de

France durant les heures de pointe.

Sur cette figure :

- les zones vertes correspondent aux sections d’autoroutes où les conditions de

circulation sont fluides.

- les zones rouges correspondent aux sections d’autoroutes où les conditions

de circulation sont saturées.

- les zones grises correspondent aux sections d’autoroutes où les conditions de

circulation sont inconnues.

- les zones jaunes correspondent aux sections d’autoroutes en travaux.

Source : Les bouchons sur les voies rapides d'Ile de France, analysés par SIRIUS ", DREIF/SIER, juin

2000.

L'intérêt de cette carte est d'identifier avec précision l'emplacement des différents

bouchons récurrents.


241

La décomposition horaire des volumes de bouchons récurrents journaliers tient compte

des caractéristiques de l’infrastructure. Le volume total de bouchons récurrents est le

produit de la durée de la perturbation occasionnée par le bouchon récurrent, par la

longueur de ce dernier et par le nombre moyen de files concernées. Il s'exprime en heure

x kilomètre et est noté HKM.

On utilise la formule permettant de déterminer les volumes d’encombrements pour

calculer la longueur des bouchons :

X = Lb * t * 2 * n

Avec X = volume total d’encombrements en HKM,

Lb = longueur moyenne du bouchon en km (c'est la valeur que l'on recherche),

t = durée du bouchon en heure (h),

2 = nombre de sens,

n = nombre moyen de voies de l'infrastructure à l'emplacement du bouchon

récurrent.

La dernière étape de cette étude est le dénombrement, pour chaque autoroute du réseau,

des différentes longueurs de bouchons récurrents par tranche d'une heure (t =1) durant

les périodes de pointes du matin et du soir, par jour et type de jour. Nous avons

transformé le volume annuel de bouchons récurrents de chacun des axes du réseau

francilien en nombre de bouchons de différentes longueurs. La répartition a été réalisée

en créant des classes (CL) de longueur de bouchons récurrents découpées de la façon

suivante :

** CL 1 : longueur de bouchon comprise dans l’intervalle 0,5 < Lb ≤ 1,5 km

** CL 2 : longueur de bouchon comprise dans l’intervalle 1,51 < Lb ≤ 2,5 km

soit pour une classe n : (n – 0,5) <<<< Lb ≤≤≤≤ (n + 0,5) km

Le choix des classes de longueur de bouchons est lié au contenu des messages affichés

par les panneaux à message variable. En effet si l'on veut déterminer les gains de temps

correspondant à chaque classe de longueur de bouchons, il faut pouvoir leur associer un

taux de délestage. Or il n'existe qu'une valeur du taux de délestage par classe de


242

longueur de bouchons. Lorsque le bouchon à une longueur inférieure ou égale à 500

mètres, le message diffusé correspond aux conditions de circulation fluide. Par contre

pour les bouchons de longueur inférieure ou égale à 1,5 km, le message diffusé indique

un bouchon de 1 km. Il y a donc un léger décalage entre la longueur réelle du bouchon et

la longueur indiquée par le message. Nous avons tenu compte de ce décalage pour la

détermination des classes de longueur de bouchons récurrents.

Le tableau VI.3 présente la répartition par classe de longueur des bouchons récurrents

pour chacun des axes de SIRIUS Est.

Dans la première colonne sont indiquées les différentes autoroutes de SIRIUS Est. Les

10 colonnes suivantes indiquent la répartition des bouchons selon les différentes classes

de longueur de bouchons. La dernière colonne totalise le nombre de bouchons pour

chacun des axes du réseau de l'Est francilien.

Tableau VI.3 : Répartition des classes de longueur des bouchons récurrents sur

l’ensemble des autoroutes du réseau SIRIUS Est, (1996).

Axes CL1 CL2 CL3 CL4 CL5 CL6 CL7 CL8 CL9 CL10 Total

A104 960 763 379 168 79 12 9 8 2378

N104 1323 1017 481 189 59 17 4 3090

A86 2675 1747 977 805 834 429 362 204 71 102 8206

A3 879 841 622 410 307 168 92 63 22 27 3431

A4 1205 689 461 314 317 260 159 113 66 149 3733

A6 1063 594 365 344 293 172 97 60 14 14 3016

A6a 1974 650 165 190 158 94 54 37 13 12 3347

A6b 1317 1028 556 241 103 25 9 4 3283

A1 823 665 542 486 360 181 117 57 21 60 3312

Comme on l'a souligné précédemment, le nombre total et la répartition des bouchons

récurrents diffèrent d'une autoroute à une autre.

Sur la rocade de deuxième couronne (A104), on observe une plus faible proportion de

bouchons récurrents de grande longueur : 88 % des bouchons récurrents sont répartis

dans les trois premières classes de longueur de bouchon (longueur moyenne < 3 km).


243

Sur les radiales et sur la rocade de première couronne (A86), les volumes de bouchons

récurrents correspondent à des bouchons de longueur très variable qui peuvent s'étendre

jusqu'à une dizaine de kilomètres. Les radiales comptabilisent environ le même nombre

total de bouchons : entre 3200 et 3700 bouchons pour l'année 1996 dont environ 25%

sont des bouchons de longueur supérieure à 4 km. On note que l'A86 présente un

nombre annuel de bouchons deux fois et demi supérieur à celui des radiales : 8206

bouchons pour 1996 dont plus de 55% se répartissent dans les deux premières classes de

longueur de bouchons (longueur moyenne < 2 km).

VI.1.2 Reconstitution de la vitesse moyenne dans les bouchons sur

les autoroutes en l'absence de l'information routière dynamique.

L'objectif de cette sous-section est de déterminer à l'aide de la modélisation les valeurs

des paramètres du trafic dans la situation hypothétique d'absence d'information

dynamique des usagers par les PMV. Ces valeurs sont indispensables pour calculer les

variations des différents paramètres du trafic entre les deux situations avec et sans

l'information dynamique des usagers autoroutiers.

Nous avons élaboré, à partir des données SIRIUS, un modèle qui décrit la relation

existant entre la vitesse moyenne et la longueur du bouchon récurrent d'une part et entre

la vitesse moyenne et la densité sur un axe autoroutier d'autre part. Cette étude doit

permettre de calculer les variations, en terme de volume de trafic et de temps passé en

circulation ou “ gain de temps ”, entre les situations avec et sans information routière

dynamique.

Le tableau VI.4 présente l'état de nos connaissances en ce qui concerne les paramètres

du trafic. Dans la première colonne sont listées les variables du trafic nécessaires au

calcul du gain de temps. Dans la seconde colonne sont regroupées les données connues

pour les conditions de circulation avec information dynamique des usagers. Dans la

troisième colonne sont regroupées celles concernant la reconstitution des conditions de

trafic en l'absence d'information routière.

Tableau VI.4 : Paramètres de trafic connus et recherchés.


244

Paramètres du trafic Avec information Sans information

Volume de trafic

(véh/km)

Calculé à partir des valeurs

des paramètres du trafic

Calculé à partir du taux de

délestage

Vitesse moyenne

(km/h)



A déterminer par modélisation

Temps passé

(véh.h)



A déterminer par modélisation

Les données recueillies par les stations de comptage et disponibles permettent le calcul

des paramètres du trafic avec une bonne précision. A partir de la vitesse moyenne, les

relations de l'ingénierie du trafic permettent de déterminer les autres paramètres que sont

le volume de trafic et le temps passé en circulation : d'où l'intérêt de cette grandeur.

L'étude de modélisation se déroule en deux phases. La première phase concerne

l'analyse de l'évolution de la vitesse moyenne sur l'autoroute en fonction de la longueur

des bouchons récurrents. La seconde phase est la détermination d'une corrélation entre la

vitesse moyenne et la densité de circulation sur l'autoroute.

Nous avons réalisé une approche désagrégée qui prend en compte les différentes

longueurs des bouchons récurrents et la vitesse moyenne sur l'axe autoroutier étudié.

Ces travaux faisant suite à ceux concernant la détermination du taux de délestage (voir

chapitre V), cette approche est mise en œuvre ici dans le cas particulier des bouchons

récurrents de l'A104.

Évolution de la vitesse moyenne en fonction de la longueur du bouchon récurrent.

L'objet de l'étude est de calculer, pour chaque longueur de bouchon, la vitesse moyenne

sur l'autoroute, entre le début de celle-ci et la tête du bouchon. Il s'agit d'obtenir une

relation entre la vitesse moyenne et la longueur du bouchon afin de reconstituer la

densité du trafic en l'absence d'information dynamique des usagers.

Pour estimer la vitesse moyenne, tout en restant proche de la réalité des conditions de

circulation, nous avons analysé la répartition des vitesses moyennes pour différentes

longueurs de bouchon et pour chaque station de comptage située entre le divergent

amont et la tête du bouchon. De cette façon, on prend en compte tous les usagers qui


245

sont ou qui vont être, à plus ou moins court terme, concernés par l'information sur les

conditions de circulation et plus particulièrement sur l'importance des bouchons.

Pour chaque longueur de bouchon récurrent sur l'A104, on détermine par calcul la

vitesse moyenne correspondante en tenant compte des différences de distance entre les

stations de comptage. On effectue cette opération pour l'ensemble des longueurs de

bouchons récurrents observés durant la période d'étude. On obtient alors une répartition

statistique des vitesses moyennes correspondant à chaque longueur de bouchon

récurrent.

Les données utilisées sur les conditions de circulation de l'A104 (chapitre V) rendent

possible une approche désagrégée assez fine. On dispose pour chacun des mardis

sélectionnés, d'un ensemble de valeurs, tronçon par tronçon et par période de 6 minutes,

de la vitesse, du débit et du taux d'occupation. Sur la zone étudiée qui représente environ

25 km sur deux voies, l'A104, sens A4 – A1, est composée de 18 stations de comptage

distantes les unes des autres d'environ 0,7 à 1,5 km formant les différents tronçons.

Le tableau VI.5 présente la répartition des vitesses moyennes pour chaque longueur de

bouchon étudiée.

Tableau VI.5 : Répartition des vitesses moyennes selon les longueurs de bouchon

affichées sur les PMV, A104, sens extérieur, 1996.

Longueur

Bouchon

(km)

Vitesse

Moyenne

(km/h)

Ecart type Coeff. de

variation

Valeur

maximale

(km/h)

Valeur

Minimale

(km/h)

Nbre de

bouchons

observés

0 98 8,43 0,09 113 90 9

1 53 6,91 0,13 62 44 7

3 33 4,22 0,13 39 28 5

4 29 3,21 0,11 33 24 4

8 22 1,53 0,07 24 21 3

10 21 1,00 0,05 22 20 3

On observe que la vitesse moyenne est pratiquement divisée par 3 lorsque l'on passe des

conditions de circulation fluides à celles avec présence d'un bouchon de 4 km. Au-delà


246

de cette longueur de bouchon la vitesse moyenne diminue plus faiblement. On a déjà

observé un phénomène analogue pour l'évolution du taux de délestage en fonction de la

longueur des bouchons récurrents.

Pour les petits bouchons, l'écart entre la vitesse minimale et maximale est important. Cet

écart tend à diminuer lorsque la longueur du bouchon croît. Les écarts les plus

importants entre les vitesses extrêmes sont observés pour les conditions de trafic fluide

et les bouchons de 1 km.

A partir des données déjà utilisées dans l'étude du délestage (chapitre V), on a pu

construire une courbe représentant la vitesse en fonction de la longueur de bouchon qui

compte 31 points. On observe que 80% des points concernent les faibles longueurs de

bouchon (≤ 4 km). En effet l'occurrence de la formation de longs bouchons est plutôt

faible sur cette autoroute. (voir tableau VI.3 : répartition des longueurs de bouchon).

La figure VI.4 présente l'évolution de la vitesse moyenne sur l'axe autoroutier en

fonction de la longueur des bouchons récurrents recensés dans l'étude taux de délestage.

Figure VI.4 : Relation vitesse moyenne – longueur de bouchon affichée sur les PMV,

A104, sens extérieur, 1996.


247

Pour les petites longueurs de bouchon (≤ 4 km environ) la vitesse moyenne (en km/h)

décroît très fortement lorsque la longueur augmente. Pour les longueurs de bouchon (>

4km), ce phénomène s'atténue.

La relation retenue pour décrire l'évolution des deux variables est :

v = - 14,204 ln(L) + 50,417 avec un R2 = 0,8485

La valeur R2 comprise dans l'intervalle [0,1] traduit la qualité du calibrage du modèle

par rapport à l'ensemble des points sélectionnés. Plus la valeur de R2 est proche de 1,

plus le modèle calibré est adapté.

Connaissant la vitesse moyenne pour une longueur de bouchon, il est nécessaire de

connaître la densité correspondante pour calculer le volume de trafic circulant sur

l'autoroute. La deuxième phase de l'étude consiste à rechercher une corrélation entre la

vitesse moyenne et la densité.

Évolution de la densité en fonction de la vitesse moyenne calculée précédemment.

Nous avons étudié la corrélation entre la vitesse moyenne sur un tronçon et la densité à

l'aide des données précédemment utilisées pour l'autoroute A 104. Connaissant le

nombre moyen de voies et la longueur de l'autoroute étudiée, la densité nous permet de

calculer le volume de trafic total sur l'axe autoroutier.

La densité est déterminée par calcul, à partir des grandeurs, débit et vitesse relevées par

les stations sur l'A104 à l'aide de la formule suivante :

),(),(),(txv

ltxQtxC ∆∆×∆=∆

avec :

C(∆x, t) représente la densité en véhicules par kilomètre parcouru sur l'A104 au niveau

de chaque station.

Q(x, ∆t) représente le débit en véhicules par heure sur l'A104 au niveau de chaque

station.

∆l représente la longueur de la station en kilomètre.


248

v(∆x, t) représente la vitesse moyenne en kilomètres par heure mesurée au niveau de

chaque station.

A chaque station correspond un couple de valeurs vitesse moyenne – densité. Ces points

sont représentés graphiquement dans la figure VI.5.

Figure VI.5 : Relation vitesse moyenne – densité, A104 sens A4 - A1, 1996.

Nous avons construit une représentation graphique de l'évolution de la vitesse en

fonction de la densité qui se présente sous forme de nuage de points. Elle décrit la

répartition des véhicules dans l'espace pour chaque vitesse. La relation la plus adaptée

pour décrire l'évolution de ces deux variables est une exponentielle.

La figure VI.5 présente la relation entre la vitesse moyenne (en km/h) et la densité (en

véh./km) qui s'exprime par :

v = - 126,34e – 0.0103C avec un R2 = 0,8416.

Les relations obtenues d'une part entre la vitesse et la longueur du bouchon, d'autre part

entre la vitesse et la densité permettent de calculer, pour chaque classe de longueur de


249

bouchon, le volume de trafic (en véhicules * kilomètre) et le temps passé en circulation

(en véhicules * heure) pour l'infrastructure avec et sans SIRIUS.

A ce niveau d'avancement de l'étude, nous sommes en mesure de déterminer le temps

gagné pour la collectivité du fait de l'information des usagers et de l'intégrer dans un

bilan socio-économique.

VI.2 Résultats et analyses.

Actuellement la connaissance des apports réels des systèmes d’exploitation dont l'effet

était pratiquement "évident" a pu réellement se mettre en place et la priorité aujourd'hui

est donc de bâtir une méthodologie d'évaluation socio-économique applicable à

l'ensemble des différents systèmes d’exploitation routière.

Le problème de l’évaluation de l'exploitation routière ne se pose pas dans les mêmes

termes que celui de l’évaluation des investissements du fait de sa plus grande

complexité. Cependant l’évaluation des projets des nouveaux systèmes d’exploitation

routière doit être compatible avec les infrastructures car si des comparaisons sont

conduites, il faut que le jeu des hypothèses de base soit le même. L’exigence principale

est de pouvoir comparer entre eux divers investissements et donc de disposer d’un cadre

cohérent.

L'objectif des systèmes d'exploitation routière est de répondre le plus efficacement

possible aux besoins de mobilité de la collectivité, en apportant des gains sur le temps

de parcours, sur la sécurité, sur le confort de conduite, sur l'énergie et les nuisances.

Les équipements d'exploitation tels que les panneaux à message variable doivent

permettre à l'exploitant d'être plus performant dans le service rendu aux usagers, c'est à

dire grâce à l'information diffusée en temps réel sur les conditions de circulation.

Dans les deux premières sous–sections, nous avons réalisé l'estimation des gains en

terme de temps passé, d’une part pour les usagers qui sont restés sur les autoroutes du

réseau francilien, et d’autre part pour les usagers qui ont emprunté le réseau associé.

Nous présentons dans la sous-section suivante la valorisation monétaire des gains de

temps des usagers, agrégés pour l'ensemble des autoroutes du réseau de l'Est francilien.


250

En conclusion de ce chapitre, nous calculons le taux de rentabilité immédiate de SIRIUS

EST.

VI.2.1 Évaluation du temps passé en circulation sur le réseau

autoroutier de SIRIUS Est avec et sans l’information dynamique.

Nous avons cherché à connaître l'impact du délestage induit par l'information routière

dynamique en terme de temps passé en circulation pour les usagers restés sur

l'autoroute.

Nous avons évalué le temps passé en circulation dus à l'information dynamique des

usagers par panneaux à message variable, pour chacune des autoroutes de SIRIUS Est,

selon un processus qui comporte plusieurs étapes.

Nous présentons tout d'abord la démarche suivie pour chaque longueur de bouchon et

pour chaque sens d'une autoroute donnée. Cette même démarche est ensuite appliquée à

l'ensemble des bouchons récurrents pour les différentes autoroutes du réseau de l'Est

francilien.

La première étape consiste à déterminer le volume de trafic sur la zone concernée par le

bouchon, c'est à dire entre le divergent en amont et la tête du bouchon dans les

conditions de circulation avec information dynamique des usagers. De cette manière on

prend en compte tous les usagers directement concernés par le bouchon ainsi que ceux

susceptibles de l'être à plus ou moins court terme. Sont donc éliminés les usagers

circulant en aval de la tête du bouchon qui ne sont plus concernés par cet événement.

Connaissant la longueur du bouchon étudié, on détermine la valeur de la vitesse

moyenne à l'aide de l'équation reliant ces deux paramètres (figure VI.4 ). A partir de la

vitesse moyenne obtenue, nous calculons alors la densité avec la relation générale

vitesse moyenne – densité (figure VI.5). Le volume de trafic annuel sur l'autoroute

(Vol(L)), correspondant à une longueur de bouchon donnée (L), est déterminé en

multipliant la densité calculée (CL), par la distance entre le divergent et la tête du

bouchon (d) par le nombre de voies (n) et par le nombre de bouchons annuels de la

même longueur (NL), selon la formule :

LLL NndCVol ×××=)(


251

On obtient alors le volume de trafic annuel pour les conditions de circulation avec

l'information routière diffusée par les panneaux à message variable.

La seconde étape est la reconstitution des valeurs des paramètres du trafic, pour cette

même longueur de bouchon, dans les conditions de circulation hypothétiques sans

l'information routière dynamique des panneaux à message variable. Nous avons supposé

que le nombre de bouchons récurrents annuels ne change pas mais que le volume de

trafic est plus important du fait du non-délestage des usagers. Le facteur de

proportionnalité entre ces deux volumes de trafic est le taux de délestage (τ) (chapitre

V), nous avons donc reconstitué pour chaque longueur de bouchons récurrents, le

volume de trafic annuel (Vol'(L)) qui correspond aux conditions de circulation sans

l'information routière dynamique, à l'aide de la formule :

Vol'(L) = Vol(L) × (1+τ)

A ce niveau de l'étude, nous savons déterminer les volumes de trafic annuels avec et

sans l'information routière. Pour déterminer le gain de temps correspondant à chaque

volume de trafic, il faut connaître la vitesse moyenne sur l'autoroute correspondant à

chacune des deux situations de trafic avec et sans l’information routière. La vitesse

moyenne pour les conditions de circulation avec l'information routière est connue. Pour

calculer la vitesse moyenne dans les conditions de circulation sans l'information

routière, nous avons suivi le processus de la première étape mais en sens inverse.

L'étape finale concerne la détermination du temps passé en circulation pour chacune des

deux situations avec et sans l'information routière dynamique des usagers par panneaux

à message variable.

Par définition, la vitesse moyenne de circulation (v en km/h), pour une longueur de

bouchon donnée, est définie par le rapport entre le volume annuel de trafic (Vol(L) en

veh x km) et le temps passé en circulation (T(L) en veh x h) selon la formule :

)(

)(

L

L

TVolv= ou encore

vVolT L

L)(

)( =


252

L'ensemble de la démarche utilisée (et décrite ci-dessus) pour évaluer les temps passé en

circulation, sur le réseau autoroutier, est présenté dans le tableau VI.6. Cette démarche a

été appliquée à tous les bouchons récurrents de chaque autoroute du réseau SIRIUS Est.

Le tableau VI.6 présente l’exemple de l’autoroute A104 (sens extérieur, pointe du

matin) :

** Dans les quatre premières colonnes, les paramètres du trafic sont la longueur

des différents bouchons recensés sur l’axe étudié, la vitesse moyenne, la densité

et le volume de trafic unitaire.

Le volume de trafic unitaire représente le volume de trafic correspondant à la

longueur de bouchon étudié situé entre la tête du bouchon et le divergent en

amont. Le volume de trafic annuel (cinquième colonne) est calculé en multipliant

le volume de trafic unitaire par le nombre de bouchons annuels à chaque

longueur de bouchon. Ces grandeurs sont déterminées selon la méthodologie

décrite précédemment et à l'aide des équations reliant les paramètres vitesse -

longueur du bouchon et vitesse - densité.

** Dans la sixième colonne, on calcule le volume de trafic annuel en l'absence

d'information routière dynamique des usagers. Cette valeur est déterminée en

appliquant le taux de délestage au volume de trafic annuel avec l'information

routière dynamique. C'est à ce niveau que l'on crée, pour chaque longueur de

bouchon, une ligne supplémentaire pour calculer (en sens inverse) les paramètres

du trafic dans les conditions de circulation hypothétiques en absence

d'information routière.

** La dernière colonne présente le temps annuel passé en circulation

correspondant à chaque volume de trafic (avec et sans l'information) et pour

chaque longueur de bouchon recensée sur l’autoroute étudiée.


253

Tableau VI.6 : Temps passé en circulation, pour les automobilistes restés sur

l’autoroute, avec et sans l’information dynamique, A104, sens extérieur, pointe du matin

- 1996.

Longueur Vitesse Densité Volume Volume de Volume de Temps

Du

bouchon

de trafic

unitaire

Trafic annuel

avec SIRIUS

Trafic annuel

Sans SIRIUS

passé

(en km) (km/h) (Véh/km) (véh*km) (véh*km) (véh*km) (Véh.h)

Avec

SIRIUS

1 50,42 89,19 3621,08 796637,51 15800,97

Sans

SIRIUS

49,12 91,71 3723,45 819159,24 16675,18

Avec

SIRIUS

2 40,57 110,28 4477,47 1007430,78 24830,97

Sans

SIRIUS

37,72 117,35 4764,35 1071977,88 28416,58

Avec

SIRIUS

3 34,81 125,15 5080,93 492850,66 14157,37

Sans

SIRIUS

30,52 137,93 5600,09 543208,67 17800,55

Avec

SIRIUS

4 30,73 137,27 5573,10 345532,15 11245,57

Sans

SIRIUS

25,15 156,71 6362,58 394479,88 15685,60

Avec

SIRIUS

5 27,56 147,84 6002,24 288107,69 10455,15

Sans

SIRIUS

20,90 174,68 7092,17 340424,30 16288,54

Avec

SIRIUS

6 24,97 157,42 6391,26 51130,07 2047,92

Sans

SIRIUS

17,45 192,21 7803,93 62431,40 3578,36

Avec

SIRIUS

7 22,78 166,33 6753,05 60777,46 2668,34

Sans

SIRIUS

14,61 209,42 8502,50 76522,54 5236,47

Avec

SIRIUS

8 20,88 174,77 7095,76 56766,07 2718,60

Sans

SIRIUS

12,28 226,29 9187,21 73497,70 5983,61

Sur cette infrastructure, les bouchons se produisent essentiellement durant les périodes

de pointe du matin. Ils peuvent atteindre une longueur maximum de 8 km.


254

VI.2.2 Évaluation du temps passé en circulation, pour les usagers

ayant emprunté le réseau associé.

Nous avons évalué le temps passé en circulation pour les automobilistes qui ont quitté

l’autoroute après avoir été informés de la présence de bouchons. Ces automobilistes ont

alors emprunté le réseau associé.

Dans le cadre de l’étude, le réseau dit associé est composé de voies ayant un autre statut

que celui des autoroutes dont l’exploitation est gérée par le SIER. Il comprend des voies

rapides non gérées par SIRIUS qui représentent le réseau concurrent et le réseau urbain

plus communément nommé voirie de surface.

La méthode d’évaluation suivie est analogue à celle utilisée pour estimer le temps passé

en circulation par les automobilistes restés sur le réseau autoroutier de SIRIUS.

Nous avons utilisé une partie des calculs précédents complétée par un certain nombre

d’hypothèses.

Nous avons repris les données concernant la densité pour calculer les variations volumes

de trafic. Le volume de trafic des usagers délestés est calculé en faisant la différence

entre le volume de trafic avec l’information SIRIUS et le volume de trafic sans

l’information SIRIUS. On considère que tous les usagers délestés ont poursuivi leur

trajet sur le réseau associé pour contourner le bouchon.

Dans le cadre de ces travaux, nous nous sommes donc trouvés face à une grande

méconnaissance des conditions de circulation sur le réseau parallèle. Contrairement au

réseau SIRIUS, on ne dispose pas de données de vitesse fiables sur ce réseau. Nous

avons donc du évaluer la vitesse des usagers délestés sur ce réseau à l’aide d’hypothèses

sachant qu’une partie emprunte la voirie locale et qu’une partie fait des détours plus ou

moins importants pour rejoindre l’autoroute. On l’a choisie comprise entre 30 et 40

km/h rapportée à la longueur du trajet initial. Nous savons, d’après les données SIRIUS,

que la vitesse moyenne sur autoroute en situation de trafic « ralenti » est de l’ordre de 45

km/h. La vitesse sur le réseau principal de voirie à feux de banlieue est de l’ordre de 50

km/h en situation de trafic fluide. En tenant compte des nombreux arrêts aux feux et des

ralentissements aux intersections, un automobiliste qui roule entre 50 et 60 km/h a en

réalité une vitesse moyenne de l’ordre de 30 à 40 km/h. Il ne faut pas confondre cette


255

vitesse avec la vitesse seuil de changement : c'est-à-dire la vitesse sur l’autoroute à partir

de laquelle les usagers vont avoir tendance à changer d’itinéraire.

Les incertitudes introduites par la mauvaise connaissance de la vitesse des usagers

délestés sur le réseau associé impactent surtout les gains des usagers délestés et dans une

moindre mesure ceux du total des usagers.

A titre d’exemple, le tableau VI.7 présente les résultats obtenus pour l’A104, sens

extérieur, période de pointe du matin, pour une vitesse de 40 km/h sur le réseau associé.

Dans les deux premières colonnes, les paramètres du trafic sont la longueur des

différents bouchons recensés sur l’axe autoroutier et la vitesse moyenne supposée sur le

réseau associé.

Dans la troisième colonne nous présentons la différence des densités (en véh/km)

correspondant au nombre d’usagers délestés par km. Elle est calculée pour chaque axe

autoroutier dans les conditions de circulation avec et sans l’information dynamique.

A partir de ces calculs, on détermine, dans la colonne quatre, le volume de trafic des

usagers délestés à l’échelle du bouchon (trafic unitaire). Puis, connaissant le nombre

annuel de bouchons, on calcule, dans la colonne cinq, le trafic annuel d’usagers délestés.

Dans la colonne six, on calcule le temps passé en circulation annuel pour les

automobilistes délestés sur le réseau associé.


256

Tableau VI.7 : Temps passé en circulation sur le réseau associé, A104, Pointe du

matin, vitesse de référence : 40 km/h, 1996.

Longueur

du

bouchon

Vitesse sur

le réseau

associé

Différence

des densités

Variation du

Volume de trafic

unitaire

Variation du

volume de trafic

annuel

Temps passé sur

le réseau associé

(km) (km/h) (véh/km) (véh.km) (véh.km) (véh.h)

1 40 2.52 102.37 22521.73 563.04

2 40 7.06 286.87 64547.09 1613.67

3 40 12.78 519.15 50358.0 1258.95

4 40 19.44 789.47 48947.73 1223.69

5 40 26.84 1089.92 52316.61 1307.91

6 40 34.79 1412.66 11301.33 286.53

7 40 43.08 1749.45 15745.07 393.62

8 40 51.51 2091.45 16731.62 418.29

Pour l'A104, sens extérieur, pointe du matin, les changements d’itinéraire ont entraîné

un temps annuel total passé en circulation de 7065.70 véh.h pour les usagers ayant

emprunté le réseau associé avec une vitesse moyenne de 40 km/h et 9415.64 véh.h pour

une vitesse moyenne de 30 km/h.

VI.2.3 Résultats de l'évaluation.

Cette sous-section présente et analyse l'ensemble des résultats obtenus dans le cadre de

la modélisation. Nous présentons une analyse comparative des gains de temps obtenus

par rapport à l'importance des encombrements pour chaque autoroute du réseau SIRIUS

Est.

En conclusion de cette sous-section, nous avons transformé les gains de temps en valeur

monétaire.


257

Pour chaque autoroute du réseau francilien, nous présentons les gains de temps annuels

obtenus par la modélisation pour les usagers restés sur le réseau autoroutier de SIRIUS

et pour ceux ayant empruntés le réseau associé.

Pour un bouchon récurrent de longueur donnée (L), le gain de temps (∆T(L)) passé en

circulation entre les situations de trafic avec (T(La)) et sans (T(Ls)) information routière

dynamique des usagers est calculé à partir de la variation du temps passé en circulation à

l'aide de la formule :

)()()( LaLsL TTT −=∆

T(La) : temps passé en circulation pour les usagers de l’autoroute et du réseau associé

avec l’information dynamique de SIRIUS.

T(Ls) : temps passé en circulation pour les usagers de l’autoroute et du réseau associé

sans l’information dynamique de SIRIUS.

Pour chaque autoroute du réseau autoroutier de SIRIUS Est, nous avons déterminé le

gain de temps annuel total (GTA) passé en circulation en agrégeant les résultats obtenus

pour chaque longueur de bouchon récurrent (L) à l'aide de la formule :

�=

=∆=

xL

L

LA TGT1

Les résultats sont récapitulés dans le tableau VI.8.


258

Tableau VI.8 : Gain de temps annuel total pour l'ensemble du réseau SIRIUS Est et du

réseau associé – 1996.

Gains de temps

GTA

(véh*h*103)

A1 A3 A4 A6

(+ a, + b)

A104 N104 A86 TOTAL

Usagers SIRIUS

Vitesse 30 km/h

601.69 233.24 139.94 100.95 48.42 99.68 374.81 1598.73

Usagers SIRIUS

Vitesse 40 km/h

654.63 496.72 164.68 124.18 57.87 136.46 415.70 2050.24

Connaissant les valeurs des volumes d'encombrements et les gains de temps passé en

circulation, il nous a semblé opportun de comparer et d'analyser les tendances de ces

deux paramètres.

La figure VI.6 présente une analyse comparative, pour chaque autoroute du réseau,

montrant l'importance des volumes de trafic par rapport aux gains de temps annuels

totaux passés en circulation calculés dans le cadre de nos travaux.

Le % de volume de trafic est représenté par le rapport entre le volume de trafic

(véh*km) de l'autoroute considérée et l'ensemble de réseau. Celui du gain de temps, par

le rapport entre le gain de temps annuel total (véh*h ou MF HT) de l'autoroute

considérée et l'ensemble du réseau.


259

Figure VI.6 : Répartitions (en %) des volumes d'encombrements et des gains de temps

annuels pour chacune des autoroutes de SIRIUS Est – 1996.

On observe trois situations différentes selon que la part des volumes de trafic est égale,

supérieure ou inférieure à celle du gain de temps annuel.

Pour les autoroutes A104, N104 et A86, la part des volumes de trafic est à peu près

égale à celle du gain de temps. La répartition en classes de longueurs de bouchons fait

apparaître un très grand nombre de petits bouchons.

Pour les autoroutes A4 et A6 (+ A6a et A6b) la part des volumes de trafic est largement

supérieure à celle du gain de temps. Pour l'A6, l'écart observé entre les deux grandeurs

est d'ordre de 20 % et pour l'A4 de l'ordre de 13 %. Sur ces deux autoroutes, le délestage

est plus ou moins difficiles selon la longueur et l'emplacement des bouchons.

Pour les autoroutes A1 et A3, la part des volumes de trafic est très inférieure à celle du

gain de temps. Pour l'A1 et l'A3, l'écart observé est respectivement de 20 % et de 15 %.

Sur ces autoroutes, le délestage est plutôt facile par rapport à l'emplacement des

bouchons.

Cette figure montre que les gains de temps dégagés par l'information routière dynamique

diffusée par les panneaux à message variable dépendent de différents facteurs tels que la

géométrie de l'infrastructure, l'emplacement et la fréquence des bouchons. Il n'existe pas

de relation directe entre l'importance des volumes de trafic et les gains de temps passé

en circulation.

La modélisation a permis de produire des résultats qui expriment l'impact de

l'information routière dynamique en terme de temps passé en circulation, exprimé en


260

véh.h. Les résultats quantitatifs obtenus peuvent être transformés en valeur monétaire de

façon à caractériser cet impact dans le cadre d'une évaluation socio-économique.

Le gain de temps annuel total peut être transformé en valeur monétaire à l'aide de la

valeur "tutélaire" définie par la DREIF (DIT) de 93,5 F HT/ véh.h (soit 14.25 Euros).

Cette valeur est issue des modèles d'études de rentabilité de la DREIF (DIT) et est

déterminée de la manière suivante :

** 1,25 passagers par véhicule particulier,

** 68 F/ heure de personne en francs hors taxe, valeur 1994,

** soit 85 F/heure de véhicule particulier,

** le pourcentage de poids lourds, supposé être de 10 %, est pris en compte de

façon globale en comptant un poids lourd comme deux véhicules particuliers.

� soit une valeur du temps moyenne ramenée au "véhicule.heure compté" de :

68 x 1,25 x 1,10 = 93,5 Francs Hors Taxe/véhicule.heure.

Les résultats de la valorisation monétaire révèlent un gain de temps annuel total passé en

circulation sur le réseau autoroutier de SIRIUS Est d'un montant variant entre 149.5 et

192 MF soit entre 22,7 et 29,2 M Euros. Cette valeur correspond au gain de temps passé

en circulation durant les périodes de pointes des jours ouvrés.

VI.2.4 Taux de rentabilité immédiate de SIRIUS Est.

L'information routière dynamique par panneau à message variable est un outil

d'exploitation rentable dans la recherche d'optimisation de la gestion quotidienne du

trafic. Après avoir évalué son efficacité grâce à la détermination du taux de délestage,

nous avons évalué les gains en terme de diminution des volumes de trafic et de temps


En guise de conclusion, nous avons réalisé une valorisation monétaire des gains de

temps des usagers, calculés pour l'ensemble des autoroutes du réseau de SIRIUS Est.

Cette valorisation monétaire peut s'intégrer dans le bilan de l'évaluation socio-

économique afin d'estimer un taux de rentabilité immédiate de SIRIUS Est.


261

Nos travaux s'intéressent principalement aux gains de temps de parcours suite à

l'affichage sur les panneaux à message variable. C'est pourquoi dans cette sous-section,

nous réalisons une estimation du taux de rentabilité immédiate en utilisant nos propres

valeurs calculées pour le gain de temps annuel total passé en circulation. Par contre pour

estimer le surplus annuel et les autres gains, nous avons conservé les valeurs présentées

par MM Fribourg et Orselli dans leur bilan socio-économique de SIRIUS Est.

Nous montrons ensuite comment nos travaux participent à la recherche d'optimisation

de la gestion quotidienne du trafic sur les autoroutes à travers le calcul de la rentabilité

socio-économique de SIRIUS.

Le périmètre de notre étude concerne les encombrements récurrents des jours ouvrés de

l'année 1996. Ils représentent 91 % des encombrements totaux des jours ouvrés recensés

sur le réseau SIRIUS Est. Les 9 % restants sont les encombrements qui se forment les

samedis, dimanches et jours fériés. Pour des raisons techniques, des lacunes importantes

dans le recueil des données n'ont pas permis la reconstitution des paramètres du trafic

nécessaires à la modélisation. Pour cette raison, nous avons été contraints d'appliquer

une relation de proportionnalité pour donner une estimation du gain de temps annuel

passé en circulation pour ces journées.

Le gain de temps annuel total pour les encombrements des jours ouvrés est évalué entre

22,78 et 29,22 M Euros pour le réseau SIRIUS. Les encombrements pour les jours de

WE et les jours fériés représentent 9 % de ce total des encombrements : entre 2,05 et

2,62 M Euros (22,78 ou 29,22*0,09) pour le réseau SIRIUS.

Le tableau VI.9 présente le bilan de l'évaluation socio-économique de SIRIUS Est.

L'ensemble des critères retenus est le même que celui présenté dans le tableau II.4 de

l'état de l'art du chapitre II.


262

Le total des gains est obtenu en faisant la somme des différents critères listés dans le

tableau.

Tableau VI.9 : Bilan socio-économique de SIRIUS Est.

Critères Valeur en MF / an

(1994)

Valeur en M Euros

par an

Gains de temps procurés par l’information

des PMV

162,87 à 208,85 24,83 à 31,84

- bouchons récurrents JO

- bouchons WE et JF

149,42 à 191,67

13,44 à 17,18

22,78 à 29,22

2,05 à 2,62

Gain de temps par l’information par PMV

sur les accidents

7 à 13 1,06 à 1,98

Sécurité par les annonces sur PMV 40 6,10

Energie 2 / 3 0,30 / 0,45

Pollutions 2 / 3 0,30 / 0,45

TOTAL 213,87 / 267,85 32,59 / 40,82

Le surplus annuel (SP) représenté par la différence entre les gains et les coûts de

fonctionnement s'établit entre 25,28 M Euros et 33,51 M Euros / an de gains évalués.

Cet intervalle pour le surplus annuel est obtenu par la relation : SP = G - Coûts de

fonctionnement

Dans la méthode coûts / avantages, le taux de rentabilité (R) est représenté par le

quotient du surplus annuel par les investissements (I) selon la formule : R = SP / I.

La valeurs des investissements, utilisée par MM Frbourg et Orselli s'élève à un montant

de 59,15 M Euros (388 MF HT). Le taux de rentabilité immédiate de SIRIUS Est que

nous calculons, est compris dans l'intervalle 42.73 % et 56.65 %.

Les valeurs du taux de rentabilité que nous avons calculé pour le système d'exploitation

SIRIUS sont comparables à celles obtenues pour les infrastructures nouvelles. Celles-ci

atteignent des valeurs de l'ordre de 40 à 60 %.


263

Le rôle d'un système d'exploitation routière par rapport à celui d'une nouvelle

infrastructure est principalement d'améliorer les conditions de circulation durant les

heures de pointes là où l'espace manque (c'est à dire en zone urbaine et périurbaine). De

ce fait il permet de retarder momentanément la construction de nouvelles infrastructures.

La mise en place d'autres actions d'exploitation complémentaires telles que les contrôles

d'accès est susceptible d'améliorer le niveau de rentabilité des systèmes d'exploitation.

Des études sont en cours à ce jour pour mettre en place ce type d'action et pour estimer

les gains potentiels en termes socio-économiques.

Dans la mesure où le rôle de l’exploitation routière est d’optimiser les conditions de


l’analyse des investissements routiers aussi bien pour les infrastructures en rase

campagne qu’en milieu urbain. Il faut non seulement évaluer les impacts des nouvelles

actions d’exploitation, de l’information routière et du confort de circulation fournis à

l’usager, mais aussi déterminer en quoi les différents outils apportés par ces nouveaux


l’évaluation socio-économique.

Une façon complémentaire d'améliorer la rentabilité des actions d'informations des

usagers est d'adapter la politique et les stratégies d'affichage sur les panneaux à message

variable en fonction des souhaits de l'exploitant mais aussi des attentes de l'usager. Dans

le chapitre suivant, nous présentons des propositions visant à optimiser les stratégies

d'affichage des messages de SIRIUS.

VI.2.5 Limites et perspectives Le développement des systèmes d’exploitation routière ainsi que les coûts qui en

découlent, rendent nécessaire l’élaboration d’une méthodologie d’évaluation qui doit

permettre de restituer les effets caractéristiques de ce domaine d’activité sur le plan

socio-économique.

La finalité de ce chapitre est d’apporter une contribution à l’analyse socio-économique

de l’exploitation routière. Ce travail de recherche est une étape dans l'élaboration d'une

méthodologie d'évaluation socio-économique de l'impact de l'information routière en

terme de délestage des usagers sur les autoroutes du réseau de l’Est francilien.


264

Dans la mesure où le rôle de l’exploitation routière est d’optimiser les conditions de


l’analyse des investissements routiers aussi bien pour les infrastructures en rase

campagne qu’en milieu urbain. Il faut non seulement évaluer les impacts des nouvelles

actions d’exploitation, de l’information routière et du confort de circulation fournis à

l’usager, mais aussi déterminer en quoi les différents outils apportés par ces nouveaux


l’évaluation socio-économique.

L'application de la méthodologie "investissement des infrastructures" nous a permis de

mettre en évidence les gains socio-économiques de l'information routière sur le réseau

francilien. Cependant cette méthodologie ne permet pas de traduire correctement tous

les paramètres socio-économiques de l'exploitation routière. Le problème de

l’évaluation de l’exploitation change par rapport à celui de l’investissement, et son

degré de complexité s’accroît de façon considérable. Un découpage plus fin des critères

pour évaluer les actions d’exploitation semble indispensable à une meilleure

compréhension des choix et des comportements de l’usagers, mais doit aussi pouvoir

permettre de les modéliser.

La valorisation monétaire de certains critères est inadéquate dans le domaine de

l'exploitation : la pollution et l'environnement par exemple. Si les critères et leurs

valeurs monétaires retenus pour estimer les avantages de l’exploitation routière sont

similaires à ceux de l’investissement, les modalités pratiques du calcul des variations de

certains critères, tels que la consommation d’énergie et la pollution de l’air sont assez

différentes. L’étape obligée de cette évaluation passe nécessairement par la

quantification des émissions de polluants liées à la circulation routière, en fonction des

flux de trafic, des conditions de circulation et des caractéristiques techniques des

véhicules qui empruntent l’infrastructure.

Dans le cas de l’investissement, on se borne souvent à utiliser des données de trafic

agrégées tels que le débit moyen journalier, la distance moyenne parcourue, la vitesse

moyenne, etc. Une telle approche est insuffisante dans le cas de l’exploitation routière,

car c’est l’évolution des conditions de circulation au cours de la journée ou de la période


265

étudiée qui présente l’intérêt le plus important. De plus ces coûts ne prennent pas en

compte l’effet des allongements de parcours et des phénomènes d’induction du trafic,

tout comme la fluidification du trafic consécutive à la mise en place d’une action

d’information routière. En d’autres termes, l’évaluation des actions d’exploitation

nécessite l’introduction d’une dimension supplémentaire : l’analyse dynamique dans le

temps et dans l’espace des conditions de circulation des flux de trafic pour traduire

l’impact de la gestion du trafic sur l’amélioration de la fluidité du réseau.

La méthode actuellement en pratique (ADEME, 1998) ne peut pas être utilisée pour

évaluer l’influence d’une politique de gestion du trafic qui se traduit par une

modification des comportements de conduite (par exemple l’influence d’une limitation

de vitesse, un nouveau plan de feux ou même l’information des usagers). Les modèles

utilisés pour calculer les émissions de polluants liées à la circulation permettent des

évaluations pour des conditions de circulation caractérisées par la vitesse moyenne

pratiquée sur l’infrastructure étudiée. La prise en compte de la vitesse moyenne comme

seul paramètre cinématique ne permet pas de modéliser l’impact d’une variation des

accélérations sur les émissions de polluants par exemple.

Des améliorations restent nécessaires dans la détermination de la grille des critères,

l'évaluation avec la prise en compte du niveau de confort par exemple. Comme pour les

critères de sécurité et de temps de déplacement, les conditions de circulation ont

certainement des effets sur le confort ressenti par les automobilistes. L’aspect « confort

psychologique » ressort très nettement des enquêtes auprès des usagers et il nous paraît

tout à fait essentiel.

Dans les études d’évaluation des investissements routiers, le critère confort est estimé en

considérant un malus d’inconfort liés aux caractéristiques de l’infrastructure. La valeur

unitaire de ce malus d’inconfort a été déterminée, au même titre que la valeur

(moyenne) du temps, par l’analyse du comportement des usagers selon leur affectation

par type d’infrastructure. Ainsi dans le calcul des avantages pour les usagers, procurés

par les investissements, la méthode tient compte d’un malus d’inconfort de circulation,

lorsque le standard de l’infrastructure est différent d’une autoroute. Dans le cas où seule

une information de confort est diffusée (type temps de parcours), l’amélioration du

confort de conduite liée à la réduction du stress et de l’incertitude du temps de parcours

n’est pas évaluée à travers cette méthode.


266

La prise en compte du confort considérant l’aspect lié aux caractéristiques physiques de

l’infrastructure s’avère insuffisante pour l’évaluation de l’exploitation routière et la prise

en compte des choix des usagers. L’information dynamique diffusée par les PMV

suggère à l’automobiliste qu’il n’est pas seul, mais que ses interrogations, quant à l’état

des conditions de circulation, sont prises en charge et des solutions sont recherchées. La

mise en place d’un lien avec l’usager qui l’informe des causes des difficultés, contribue

fortement à augmenter son confort mais aussi sa sécurité et la fluidité sur le réseau. La

possibilité de modifier son itinéraire, connaissant l’état du trafic sur différents axes, est

une sorte de degré de liberté supplémentaire pour l’usager, et il ressent comme un

confort psychologique, même si en définitive il décide de ne pas modifier son itinéraire.

Il est donc nécessaire d’élargir la notion de confort pour intégrer les autres aspects qui

peuvent avoir une influence sur le confort afin de permettre une meilleure appréhension

des comportements des usagers.

Dans une perspective plus globale, il n’existe pas de valorisation du couple

infrastructures / systèmes d’information. Or d’un point de vue intuitif, l’utilité des

systèmes d’information réside justement dans leur capacité à réduire l’incertitude dans

laquelle se trouve l’usager, leur effet anti-stress, à établir une communication entre

informateurs / gestionnaires et informés / usagers. La mesure de ce critère de confort,

complémentaire de celle du gain de temps, semble importante et pertinente.

La valorisation du temps introduite dans le calcul économique de façon théorique

s’avère alors d’une grande complexité dès qu’on cherche à l’approfondir pour une

meilleure prise en compte. [Quinet, 1990] Sur le plan socio-économique, il y aurait lieu

aussi de pouvoir déterminer la valeur du temps d'une façon exogène au modèle du calcul

du coût du temps généralisé. Pour l’investissement, la valeur monétaire appliquée aux

gains de temps est une estimation moyenne et unique. Pour l’exploitation routière,

l’évaluation des effets des systèmes sur le temps de déplacement peut nécessiter des

valeurs plus spécifiques en fonction des conditions dans lesquelles s’effectue le trajet.

Le temps de déplacement nécessite un modèle de valorisation qui permet une meilleure

prise en compte de la réalité. L'estimation de la valeur du temps commune à toutes les

activités pourrait être basée sur les données, relatives aux choix et aux comportements

des usagers, recueillies à partir des observations d'affectation des flux de trafic.


267

Pour atteindre une efficacité maximum des réseaux, il est nécessaire de mettre l'accent

sur la mise au point de stratégies intégrées de régulation et d'information des

automobilistes. Ceci amène également à souligner la nécessité d'avoir des outils

d'évaluation efficaces pour ces politiques d'exploitation :

- évaluation en temps différé afin de définir des stratégies de gestion de la

circulation

- évaluation en temps réel pour vérifier les changements survenus dans les

caractéristiques de la circulation

- identification des modifications à apporter à la stratégie retenue

Une façon complémentaire d'améliorer la rentabilité des actions d'informations des

usagers est d'adapter la politique et les stratégies d'affichage sur les panneaux à message

variable en fonction des souhaits de l'exploitant mais aussi des attentes de l'usager. Dans

le chapitre suivant, nous présentons des propositions visant à optimiser les stratégies

d'affichage des messages de SIRIUS.


268

Chapitre VII : Propositions pour l'usage de SIRIUS en région

Ile de France

Aujourd’hui, la diffusion d’informations sur les conditions de circulation aux usagers

constitue un volet fondamental de l’exploitation dynamique de la circulation en milieu

urbain et périurbain. En Ile de France, l'objectif principal de l’information diffusée par le

système SIRIUS est d’améliorer et de sécuriser les conditions de circulation sur le

réseau autoroutier. L'information routière instantanée vise également à améliorer le

confort des usagers en leur permettant de faire le choix du meilleur itinéraire au moment

le plus approprié.

Dans les chapitres V et VI, nous avons montré dans le cadre de nos travaux de recherche

que l’automobiliste est réceptif à l’information dynamique de trafic diffusée sur les

panneaux à message variable et qu’il sait l’utiliser et l’apprécier.

Dans une première partie, ce chapitre présente un bref rappel des résultats d'enquêtes

concernant l'opinion des usagers sur les panneaux à message variable et les stratégies

d'affichage. Dans une seconde partie, nous proposons un certain nombre d’améliorations

pour l’optimisation de la politique d’affichage sur les panneaux à message variable du

réseau SIRIUS.

VII.1 Opinion des automobilistes sur les PMV de SIRIUS.

De plus en plus souvent, les usagers anticipent leur comportement en préparant leur

voyage (choix des itinéraires, des horaires et des dates de déplacements) mais aussi en

cours de déplacement en changeant d'itinéraire si un événement (encombrement,

incident ou accident) se déroule en aval de leur trajet. Les usagers sont susceptibles de

participer ainsi à la régulation des événements. Ils deviennent potentiellement des

acteurs à part entière, et participent à la production du service de l'exploitant, en

s'ajustant aux circonstances (événements, trafic et informations diffusées) en fonction


269

des informations dont ils disposent ou au contraire faute de ces informations en

amplifiant les conséquences d'un événement.

La logique des changements techniques et organisationnels de l'exploitation routière

vise de plus en plus à faire de l'usager un acteur du système d'exploitation routière.

Régulièrement le SIER se préoccupe d’évaluer sa politique de communication et plus

particulièrement les stratégies d’affichage sur les panneaux à message variable. L'intérêt

est de déterminer quels peuvent être les points faibles, ce qu’il faut modifier et quelle

politique de communication doit être menée auprès des usagers.

Les enquêtes ont pour principaux objectifs :

- d’évaluer le degré de compréhension des messages et de mieux appréhender les

difficultés qui nuisent à cette compréhension.

- de bâtir des indicateurs de satisfaction et de compréhension permettant un suivi

dans le temps.

- d’évaluer l’impact des panneaux à message variable en terme de satisfaction

des usagers et en terme de choix de modification des comportements (selon les

déclarations des usagers), en cherchant en particulier à analyser cet impact au regard des

objectifs précédemment cités.

L’ensemble des résultats de ces enquêtes a permis de mieux cerner le comportement de

l’usager face à l'information diffusée par les panneaux à message variable. En

complétant et confirmant nos travaux de recherches, ils nous a permis d'élaborer des

propositions pour améliorer les stratégies d’affichage existantes.

VII.1.1 Les automobilistes franciliens.

Cette sous-section présente une synthèse des déplacements des franciliens issues de

deux enquêtes réalisés auprès des automobilistes.

La première "Évaluation de la politique d’affichage des panneaux à message variable"

est une évaluation comportant quatre vagues (de janvier à juin 1996) qui a été confiée

par le SIER à la société MV2 Conseil. Elle a pour objectif de mesurer l'évolution dans le

temps, de la compréhension et du comportement déclaré des usagers à partir d’une série

d'enquêtes successives. Elle a été réalisée auprès d’un panel de 800 automobilistes de la


270

région Ile de France, (départements 75, 77, 78, 91, 92, 93, 94 et 95) qui utilisent au

moins une fois par semaine, un des axes concernés par l’étude, à savoir : A1 ; A3 ; A4 ;

A6a et A6b ; A106 ; A86 Est ; A104 et N104.

Au total, chaque panéliste a été interrogé pendant en moyenne 15 minutes par téléphone

pour chacune des quatre vagues.

La seconde "Baromètre d'image sur l'information aux usagers des VRU d'Ile de

France", réalisée par la DREIF en 1999 est un bilan actualisé des connaissances

acquises sur l'usager francilien en terme de déplacements motorisés.

La structure des panélistes est caractéristique de la population des automobilistes

franciliens. On distingue deux échantillons d’usagers chacun strictement représentatif de

son univers :

- les automobilistes "réguliers" ou "habitués"qui utilisent les voies rapides

au moins trois fois par semaine. Dans cette catégorie on a les réguliers actifs

qui modifient leur itinéraire au moins une fois par semaine et les réguliers

inactifs qui ne changent jamais d'itinéraire.

- les automobilistes "occasionnels" qui utilisent les voies rapides une à deux

fois par semaine. On distingue aussi les actifs et les inactifs.

La figure VII.1 illustre de manière schématique la répartition des usagers franciliens

selon leurs comportements d'utilisation et de changement déclarés sur les voies rapides.

On dénombre 60% d’usagers réguliers dont 41% d’actifs et 40% d’usagers occasionnels,

dont 19% d’actifs.


271

Figure VII.1 : Répartition des différentes catégories d'usagers selon leurs

comportements d'utilisation et de changement déclarés.

Source : Congrès ATEC, Jardin P., 1998.

Parmi les usagers habitués, on dénombre moins d'usagers inactifs que parmi les usagers

occasionnels. Ceci semble plutôt normal. Le pourcentage d'usagers habitués inactifs

(59%) reste toutefois très élevé pour cette catégorie d'usagers. En contre partie, le

pourcentage d'usagers occasionnels actifs atteint une valeur de 20%, ce qui est un

résultat encourageant.

En moyenne, chaque déplacement, en Ile de France dure 45 minutes. Les deux tiers de

ces déplacements sont réalisés aux heures de pointe. Les usagers "occasionnels"

effectuent des trajets un peu plus longs de l'ordre de 1 heure environ.

Les motifs de déplacement et la situation d'accompagnement sont corrélés à la fréquence

de déplacement. Ainsi les automobilistes réguliers, qui réalisent surtout des

déplacements professionnels, voyagent seuls dans 74 % des cas contre 47% pour les

occasionnels. Les automobilistes occasionnels, qui se déplacent principalement pour

motif personnel, circulent accompagnés dans 53% des cas contre 26% pour les réguliers.

Les axes les plus utilisés sont les rocades (A86 et Francilienne A104 / N104) et l’A6. Le

nombre moyen d'axes utilisés par les automobilistes franciliens est de 4,5 axes.


272

VII.1.2 Opinions des automobilistes sur les stratégies d'affichage.

La première vague de l'enquête effectuée au début de janvier 1996 a pour mission

d'établir un bilan de l'opinion des usagers depuis l'implantation de la stratégie

d'affichage événementielle "bouchon / fluide" en 1992.

Entre janvier et février 1996, une nouvelle stratégie d'affichage reposant sur les "temps

de parcours" a été mise en œuvre (en doublon avec la stratégie existante). Les

responsables du SIER ont souhaité mesurer les effets dans le temps de cette nouvelle

stratégie d'affichage. Ainsi la 2ème vague de l'enquête a été réalisée juste après la mise en

place de la nouvelle stratégie d’affichage en février 1996. La 3ème vague a été effectuée

après trois mois de mise en œuvre de la stratégie "temps de parcours" et la 4ème vague

après cinq mois de mise en œuvre.

Les objectifs fixés pour ces enquêtes successives étaient de mieux caractériser

l'utilisation et le ressenti de l'usager face à une nouvelle stratégie d'affichage.

Les principaux critères étudiés étaient :

-- la visibilité et la lisibilité des messages diffusés par les PMV,

-- la compréhension des messages,

-- la perception et l’image des PMV, leurs inconvénients et les améliorations

souhaitées ainsi que la comparaison des stratégies "temps de parcours" et "bouchon /

fluide",

-- les comportements induits par la stratégie d’affichage sur les changements

d’itinéraire.

Dans cette sous section nous avons limité notre présentation aux principaux critères qui

vont déterminer le comportement de l’usager par rapport aux messages des PMV :

- La visibilité qui correspond aux actions de perception et de lecture,

- La compréhension des messages,

- la confiance qui va guider la décision et l’action de changement ou de non -

changement.


273

Les résultats concernant le comportement de changement d'itinéraire (délestage) des

usagers franciliens ont déjà été présentés dans le chapitre V.

A la rencontre d’un panneau à message variable, les usagers effectuent des tâches

successives de perception, lecture, compréhension, décision et action (ralentir,

dévier..).Toutes ces actions doivent être effectuées dans un temps très court de l’ordre

de quelques secondes. Plusieurs facteurs interviennent dans ce processus "information /

réaction", citons par exemple, le lieu et l’implantation des PMV (voir chapitre IV), la

visibilité des messages, les vocabulaires utilisés et la composition des messages.

Pour chacun des critères retenus, nous avons relevé la question posée à l’usager et la

réponse correspondante en fonction de la catégorie "régulier" ou "occasionnel" à

laquelle appartient l'automobiliste.

** Visibilité des messages La question posée aux usagers dans la première vague est "Sur l’une ou plusieurs de ces

autoroutes ou voies rapides (A1, A3, A4, A6, A86, A104 et La Francilienne) ou bien

avant d’y entrer, vous est-il arrivé de voir un panneau lumineux indiquant un message

d’information routière ?"

Ce sont principalement des messages : "Bouchon = X km" ou "Fluide".

Tableau VII.1 : Répartition des réponses des automobilistes à la question sur la

visibilité du message événementiel.

Ont vu TOTAL (%) Réguliers (%) Réguliers (%) Occasionnels (%)

(spontanée) total Actifs Inactifs total

OUI 86 85 88 83 87

NON 14 15 12 17 13

TOTAL 100 100 100 100 100



274

Spontanément 86% des usagers déclarent avoir vu un ou plusieurs PMV sur les voies

rapides. On peut noter que le taux de visibilité des réguliers actifs (88%) est

pratiquement analogue à celui des usagers occasionnels (87%).

Les trois vagues suivantes concernent la visibilité des messages "temps de parcours".

La question posée est "Avez vous vu de grands panneaux lumineux qui sont placés sur

les autoroutes et qui affichent des messages sur le temps de parcours ?".


visibilité du message "temps de parcours".

Ont vu TOTAL (%) Occasionnels (%) Réguliers (%) Réguliers (%)

total total Actifs Inactifs

OUI (4ème vague) 97 97 97 98 96

Rappel 3ème vague 93 92 94 94 94

Rappel 2ème vague 77 73 79 85 76

EVOLUTION +20 +24 +18 +13 +20


L'évolution est mesurée entre les résultats de la deuxième et de la quatrième vague. La

quasi - totalité (97%) des utilisateurs réguliers ou occasionnels des voies rapides

distinguent les panneaux affichant des messages temps de parcours alors que quelques

temps après leur mise en service près d’un usager sur quatre ne les avaient pas

remarqués. La quatrième vague marque encore une progression de l'impact au regard de

la troisième vague.

** Compréhension des messages

La compréhension d’un message est presque simultanée à la lecture. Elle dépend de la

lisibilité et de la présentation du texte, et dans une large mesure de la composition des

messages. Le texte doit donc être concis et précis sans tomber dans un excès de

simplicité.


275

La question posée aux usagers de la première vague est :

Ces types de messages sont-ils pour vous ?

-- tout à fait compréhensibles

-- plutôt compréhensibles

-- plutôt incompréhensibles

- tout à fait incompréhensibles


compréhension du message événementiel.

Compréhension TOTAL (%) Réguliers (%) Réguliers (%) Occasionnels

(%)

total Actifs Non-actifs total

Tout à fait compréhensibles 96 71 72 71 65

Plutôt compréhensibles 28 25 25 25 33

Sous-total 97 96 97 96 98

Plutôt incompréhensibles 2 3 2 3 1

Tout à fait incompréhensibles 1 1 1 1 1

Sous-total 3 4 3 4 2

TOTAL 100 100 100 100 100


Le taux de compréhension dans la stratégie événementielle pour la 1 ère vague est

pratiquement le même pour les usagers réguliers actifs 97% (soit 72 + 25) et pour les

usagers occasionnels 98% (soit 65 + 33) mais n'est pas réparti de la même façon. Les

usagers occasionnels sont moins nombreux à considérer les messages comme "tout à fait

compréhensibles" : 65% contre 72% pour les réguliers actifs.

Pour les trois vagues suivantes, la question posée est la même que celle de la première

vague.


276


compréhension du message "temps de parcours".

Compréhension Total

(%)

Total

(%)

Total

(%)

Total

(%)

Réguliers

(%)

Occasionnels (%)

N° de vague 1 2 3 4 4 4

Tout à fait compréhensibles 69 62 63 62 62 62

Plutôt compréhensibles 28 33 34 34 33 36

SOUS-TOTAL 97 95 97 96 95 98

Plutôt incompréhensibles 2 3 2 3 4 2

Tout à fait incompréhensibles 1 2 1 1 1 -

SOUS-TOTAL 3 5 3 4 5 2

TOTAL 100 100 100 100 100 100


En terme de contenu, les messages des panneaux à message variable sont jugés

compréhensibles par la quasi-totalité des utilisateurs. On n'observe pas d'évolution

notable dans les réponses des usagers entre les différents vagues d'enquêtes. De plus il

n'y a pas de différence d'appréciation entre réguliers et occasionnels.

En ce qui concerne le jugement "tout à fait compréhensible", on observe une diminution

d'environ 7% entre la 1ère vague et les trois autres. La différence d'affichage entre la 1ère

vague et les autres est l'apparition de messages temps de parcours.

** La confiance dans les messages reçus.

Si l’usager a confiance dans l’information diffusée par les messages des panneaux à

message variable, il en tient mieux compte et hésite moins à changer d’itinéraire si

nécessaire.

La question posée à l’usager est la suivante : "D’une façon générale, faites-vous

confiance aux informations figurant sur les panneaux ?"


277


confiance dans le contenu des messages.

Confiance Total (%) Total (%) Total (%) Total (%) Réguliers

(%)

Occasionnels

(%)

N° de vague 1 2 3 4 4 4

Tout à fait 23 23 26 23 24 22

Plutôt 69 72 70 73 73 73

Plutôt pas 6 4 3 3 2 4

Pas du tout 2 1 1 1 1 1

TOTAL 100 100 100 100 100


Compte tenu de la question posée, on peut considérer que le taux de confiance des

usagers dans le contenu des informations figurant sur les panneaux est indépendant de la

stratégie d’affichage. Le taux de confiance est du même ordre de grandeur pour les deux

stratégies "Temps de parcours" et "Événementielle".

Pour chacune des quatre vagues, plus de 95% des usagers se déclarent confiants dans les

informations fournies. Cette confiance accordée aux informations des PMV ne montre

aucune évolution particulière. Elle est acquise auprès de toutes les strates de population.

L'ensemble de ces résultats montre que l'opinion des usagers sur les deux stratégies

d'affichage, en vigueur sur les autoroutes franciliennes, est très positive. Les usagers

perçoivent et comprennent bien les messages diffusés par les panneaux à message

variable, qu'ils s'agissent de longueur de bouchon ou de temps de parcours.

VII.1.3 Évolution de la satisfaction des usagers.

Les usagers, auparavant utilisateurs passifs des transports, deviennent de plus en plus

des acteurs actifs face aux perturbations et à leurs conséquences. Ils sont en effet les

premiers concernés par les bouchons qui se produisent sur le réseau routier en tant que

victimes et témoins.


278

Les deux composantes qui sont susceptibles de modifier instantanément le

comportement des conducteurs ou de le faire évoluer dans le temps sont :

** la variabilité comportementale de l’automobiliste

** la diffusion d’information.

La variabilité comportementale représente la marge de manœuvre que chacun d'entre

nous peut reconstituer avec le temps. Chaque usager lorsqu’il se déplace est à la fois pris

dans des phénomènes de masse et dans une série de choix individuels. Dans ce cadre

l’information prend tout son sens, puisqu’elle va avoir comme effet une modification

des choix et des comportements. Cependant l’imprévisibilité des conditions de

circulation et des temps de parcours fait que même ceux qui ont pris une bonne "marge

de sécurité" ne sont pas à l’abri d’être en retard !

La variabilité comportementale peut être facilement appréhendée grâce aux enquêtes.

Elles ont pour objectif de mesurer la satisfaction des usagers en matière de gestion des

réseaux routiers. A titre d'exemple, la note d'appréciation des PMV (présentée à la figure

VII.2) est un indicateur de satisfaction globale de l'automobiliste francilien.

La diffusion d’information : a pour fonction de susciter une modification de l’attitude de

chacun face au déplacement. Elle doit favoriser des choix fait en connaissance de cause.

L’information dynamique en temps réel est utile en soi, par les modifications de

comportement de conduite (augmentation de la vigilance) ou d’itinéraire (délestage)

qu’elle entraîne. Elle est fondamentale en matière de sécurité. L’information est efficace

individuellement et collectivement dans la mesure où elle permet de faire de chaque

conducteur un allié objectif de la stratégie d’exploitation d’un réseau de voies rapides.

L’intérêt individuel de ceux qui changent de comportement est favorable à l’intérêt

général.

Cette modification du comportement s’exprime à la fois dans le style de conduite et

dans la recherche d’itinéraires utilisant l’interconnexion du réseau routier.

L’interactivité du système nous permet de dire que ces modifications comportementales

constituent la réponse des usagers aux informations envoyées par le gestionnaire du

réseau routier.

Pour le système d'exploitation routière SIRIUS, la satisfaction des usagers est évaluée à

partir des indicateurs suivants :


279

** Image des panneaux à message variable :

Les panneaux à message variable bénéficient d'opinions positives de la part des usagers

réguliers comme des occasionnels. Ils sont jugés avant tout :

- pratiques (98%) : il y a peu d'évolution entre la 1ère et la 4ème vague.

- fiables (94%) : on observe une évolution de + 8% entre la 1ère et la 4ème vague.

- donnant du confort (88%) : avec une évolution de + 10% entre la 1ère et la 4ème

vague.

- utiles car permettant d'adapter son itinéraire (86%) : 8% d'évolution entre la 1ère et

la 4ème vague. Ce point de vue est surtout celui des usagers réguliers.

** Le contenu des messages :

Pour les messages événementiels, la distance avant le bouchon est l'information qui est

considérée comme la plus utile (39%). La présence d'un bouchon et le temps de parcours

sont cités à égalité (respectivement 23% et 22%) en terme d'utilité. Il n'y a pas de

différence selon la catégorie d'usagers.

L'information temps de parcours est surtout ressentie comme un élément de confort.

Une information combinée "bouchon / temps de parcours" est jugée particulièrement

utile par 86% des usagers dont 52 %"très utile" et 34 % "plutôt utile".

Confrontés à un arbitrage entre une information événementielle "bouchon" ou un "temps

de parcours" les usagers privilégient (à environ + 5% ) l'information "bouchon" comme

l'indique la figure VII.2.


280

Figure VII.2 : Stratégies comparées Événementiel (bouchon) / Temps de parcours.

Source : « Résultats de la 4ème vague et dernière vague d'enquête – Panel des usagers » MV2 Conseil,

Juillet 1996.

La figure VII.2 montre qu'une grande majorité des usagers (réguliers et occasionnels

confondus) apprécient la juxtaposition des deux stratégies d'affichage. La

complémentarité des deux stratégies semble indispensable à l'usager. En effet chacune

des deux stratégies prise individuellement ne rencontre pas l'engouement des

automobilistes.

La stratégie temps de parcours est synonyme de :

détente accrue (71%)

gain de temps (70%)

confort (69%)

à l'inverse c'est l'information "bouchon" qui permet de ralentir à temps (70%).

Chaque stratégie à un rôle assez bien défini par l'usager : la stratégie "bouchon" pour la

sécurité et celle des "temps de parcours" pour le confort.

** La satisfaction globale :

Les panneaux à message variable bénéficient d'une note d'appréciation relativement

élevée de 7,6 sur 10 en juin 1996 (contre 7,2 sur 10 en janvier 1996).

On ne distingue pas de différence entre les usagers réguliers et les occasionnels. Si l'on

regarde l'évolution de la note d'appréciation sur 10 de 1992 à 1999 (figure VII.3) on


281

observe une tendance croissante avec une valeur maximale atteinte en juin 1996 puis de

nouveau une légère érosion de la note jusqu'en 1999.

Figure VII.3 : Évolution de la note d'appréciation pour les PMV.

Source : « Baromètre d'image sur l'information aux usagers des VRU d'Ile de Franc », DREI Ile de France,

Décembre 1999.

La valeur maximale correspond à la date de mise en œuvre des temps de parcours.

Depuis 1996, on peut attribuer la légère baisse de la note au fait que l'usager devient de

plus en plus exigeant en terme de qualité de service de l'information routière dynamique.

Le côté "nouveauté" de l'affichage temps de parcours explique sans doute le niveau

maximum de la note en 1996.

L’information dynamique diffusée par les panneaux à message variable suggère à

l’usager qu’il n’est pas seul et que ses interrogations quant à l’état des conditions de

circulation sont prises en charge et des solutions sont recherchées. La mise en place d’un

lien avec l’usager qui l’informe des causes des difficultés contribue fortement à

augmenter son "confort", mais aussi sa sécurité et la fluidité sur le réseau.

VII.2 Proposition d'optimisation des stratégies d'affichage.

Les panneaux à message variable sont des outils d’une grande importance pour les

gestionnaires de trafic. Ils sont aussi très appréciés de l'ensemble des automobilistes

franciliens. Ils constituent actuellement un outil essentiel de l’exploitation des réseaux

autoroutiers autour des grandes agglomérations.

Pour qu’elle soit vraiment efficace, l’utilisation des systèmes d'information dynamique

par panneaux à message variable nécessite une coopération active des usagers. C'est

pourquoi, lors de la définition et de la mise en œuvre d'une stratégie d'affichage, il


282

convient de bien prendre en considération les besoins et les attentes des usagers ainsi

que les différents facteurs pouvant influencer leurs comportements.

Les PMV tissent un lien entre l’exploitant et les usagers dont la solidité est le garant du

succès de l’exploitation (De Balincourt, 1989).

La présente section rappelle les règles de base d'une bonne utilisation des panneaux à

message variable. A partir des enseignements issus de notre recherche et des résultats

des enquêtes, un certain nombre d'améliorations pour optimiser la stratégie d'affichage

existante sont proposées et illustrées à travers quelques exemples.

VII.2.1 Les règles à respecter pour la mise en oeuvre d'une stratégie

d'affichage.

Les panneaux à message variable constituent un moyen de communication et doivent

être gérés en tant que tels. Il faut donc apporter le même soin dans la rédaction et la

diffusion des informations que pour tout média orienté vers le public, et notamment

veiller à la véracité, à la clarté et à la cohérence des informations (Nouvier, 1998).

Une bonne politique d’affichage doit veiller à la bonne adéquation entre l’attente des

usagers, les contraintes techniques des panneaux à message variable et les objectifs de

l’exploitation routière.

Chaque panneau à message variable est caractérisé par son rôle et son modèle.

- Son rôle est unique et indépendant du modèle, il est déterminé par son implantation

sur le réseau (section courante, accès, point de choix, etc.) et sa fonction (réguler,

jalonner, informer, etc.)

- Le modèle regroupe les caractéristiques fonctionnelles du panneau à message

variable (ex : la capacité d’expression) et ses caractéristiques technologiques (ex :

les commandes d’animation).

En dehors des choix techniques, l’exploitant doit résoudre deux problèmes spécifiques

aux panneaux à message variable qui concernent :


283

- l'implantation dans le réseau routier : il s’agit de déterminer combien de panneaux

sont nécessaires pour mettre en action une politique d’exploitation sur un réseau

maillé. Il faut aussi définir les principes généraux d’implantation en fonction de

l’objectif assigné à ce type d'équipement. Dans SIRIUS, on distingue différents types

de panneaux à message variable selon leur emplacement et leur rôle dans le réseau

maillé. Il y a les PMV placés en section courante sur l'autoroute, aux entrées

d'autoroute et au niveau des divergents autoroutiers (intersection de deux

autoroutes).

- la teneur de l’affichage : il s’agit de définir une politique d’affichage qui doit

satisfaire aux objectifs de l’exploitation routière, tout en pouvant être facilement

automatisée. L’information à délivrer doit être définie avec précision (nature,

objectif et fonction du message).

La signalisation variable forme un langage plus ou moins codifié, que les conducteurs

doivent reconnaître aisément (Caubet, 1998).

La typologie précise des messages doit intégrer au moins trois contraintes :

-*- un nombre relativement faible de caractères par panneau, ce qui implique une grande

concision des messages. Les panneaux ne sont pas extensibles, la longueur et le nombre

de lignes sont limités. A titre d'exemple, les caractéristiques des panneaux à message

variable utilisés sur le réseau SIRIUS sont les suivantes :

-.- panneaux implantés sur les autoroutes : 2 lignes de 18 caractères,

-.- panneaux implantés en amont des entrées sur les autoroutes : 2 lignes de 12

caractères,

-.- panneaux implantés en amont des divergents autoroutiers : 2 lignes de 18 caractères.

-*- une bonne lisibilité pour l’usager, à la fois en terme de technologie (luminosité) et de

langage (typologie identique permettant une lecture rapide et aisée, homogène sur tout le

réseau).


284

-*- une intégration relativement facile dans le système expert par la définition de règles

d’affichage très précises. En effet, une stratégie d’information est un automatisme ou

une transaction manuelle spécialisée dans la production d’informations spécifiques,

destinées à l’affichage sur des panneaux à message variable. Chaque stratégie produit

des blocs de message, pour un panneau à message variable donné, selon un profil

prédéfini soit par saisie manuelle ou sur une base de données dynamiques. Un profil est

défini pour un cas d’information, un rôle et un modèle de panneau à message variable.

Toutes les informations, fournies aux usagers par le système d’affichage sur les

panneaux à message variable, et élaborées de manière indépendante sous forme de

messages, sont proposées à l’affichage de manière concurrentielle. Pour exploiter de

manière optimale tous ces messages, le système intègre un modèle basé sur la notion de

stratégie d’informations. On distingue alors les stratégies "temps de parcours", "bouchon

/ fluide", et de type événement "accident", "travaux", "fermeture".

Pour répondre aux besoins d’exploitation et d’information, la structure du réseau repose

principalement sur un découpage de la voirie selon trois référentiels hiérarchiquement

superposés :

- un référentiel équipement : y sont décrits les équipements, implantés en différents

points du réseau routier, dont le rôle est d'effectuer des mesures sur le trafic à partir

de capteurs installés dans la chaussée ou de délivrer de l’information via les

panneaux à message variable.

- un référentiel exploitation : on décrit le réseau routier par des entités microscopiques

nommées arcs et voies de circulation. Un arc est une portion de voirie orientée dans

le sens de circulation. Aux arcs sont associés des voies de circulation dont les

extrémités sont identiques à celles de l’arc. Les voies de circulation supportent des

capteurs qui réalisent des mesures de trafic.

- un référentiel information : il concerne les états de trafic événementiels et les temps

de parcours. Le réseau routier y est décrit par des entités macroscopiques qui sont

des pôles, des points d'accès, des tronçons et des trajets. Chaque tronçon ou trajet est


285

rattaché à une liste d’arcs permettant de calculer son état de trafic et son temps de

parcours.

Un pôle routier est défini, dans le glossaire d'exploitation (SETRA, 1996) comme un

lieu ou un service pouvant faire l'objet d'une signalisation par une mention. Dans la

stratégie d'affichage des messages sur les panneaux à message variable de SIRIUS, nous

désignons par "pôle" les nœuds importants et stratégiques du réseau maillé.

Concrètement, un pôle peut correspondre à l'intersection entre deux autoroutes, mais

aussi à l'intersection entre une autoroute et une entrée ou une sortie sur le réseau associé.

VII.2.2 Les enseignements issus de notre recherche et des résultats

des enquêtes.

Nos travaux de recherche nous ont amenés à réfléchir sur les améliorations qu'il serait

opportun d'apporter à la stratégie d'affichage de SIRIUS. En effet, la prise en compte des

observations, concernant le comportement de changement des usagers confrontés à des

encombrements récurrents, doit contribuer à l'évolution des stratégies d'affichage pour

concourir à l'optimisation de la gestion du trafic sur le réseau d'Ile de France.

Les grandes lignes de notre réflexion s'articulent autour de plusieurs grandes idées.

Il nous semble nécessaire d'améliorer la quantité d'information au niveau de chaque

panneau à message variable afin de mieux couvrir les différentes zones entre elles. Il

s'agit de mieux renseigner l'automobiliste à la fois sur les petites et sur les grandes

distances. En même temps, l'information dynamique doit permettre à l'automobiliste

d'utiliser les autoroutes le plus souvent et le plus longtemps possible. Elle doit aussi lui

permettre de quitter l'autoroute au meilleur endroit compte tenu de la densité du

maillage et de l'importance des encombrements.

Cette sous-section présente les deux points d'amélioration qui nous paraissent le mieux

répondre aux attentes de l'automobiliste francilien et qui prennent à la fois en compte les

contraintes des panneaux à message variable et celles de l'exploitation routière. Ils

contribuent à la densification de l'information et concernent une meilleure définition de

la zone d'influence des panneaux et l'utilisation de l'alternat des messages.


286

La zone d'influence :

La zone d'influence des panneaux à message variable est un élément important. Elle peut

se définir comme la distance sur laquelle on estime que le message diffusé doit avoir un

impact sur le comportement de changement de l'usager. La zone d'influence correspond

donc à la zone d'action du panneau à message variable sur les conditions de circulation.

Elle doit donc permettre à l'usager d'évaluer l'espace (ou la distance) sur laquelle porte

l'information indiquée par le message.

L'analyse des variations des différents flux de circulation, nous a permis de mieux

caractériser le comportement de l'usager à travers la détermination du taux de délestage.

Lorsque les panneaux à message variable indiquent le message événementiel "bouchon",

on observe généralement un accroissement du débit significatif pour les sorties. En ce

qui concerne les messages "temps de parcours" affichés par les panneaux à message

variable aux entrées d'autoroutes ou au niveau des divergents autoroutiers, on enregistre

un impact moins marqué. Les messages "temps de parcours" ont des effets différents de

ceux donnant des informations événementielles, et peuvent même parfois être

défavorables pour l’exploitant comme pour l’usager.

L'alternat des messages :

Un autre moyen de répondre au souhait de l'automobiliste, d'avoir plus d'information, est

l'utilisation de l'alternat de deux messages sur un même panneau. Il permet de densifier

l'information et de combiner les stratégies d'affichage événementielles et temps de

parcours. Ainsi en cas d'événement perturbant, il est possible d'associer la nature de

l'événement et le temps de parcours correspondants. Les objectifs de sécurité, de fluidité

et de confort sont alors remplis. Les caractéristiques technologiques des panneaux

présents sur le réseau francilien permettent d'utiliser cette technique d'alternat des

messages sur tous les panneaux du réseau quelque soit leur rôle.

Compte tenu des considérations précédentes, il nous semble indispensable de conserver

la complémentarité des stratégies d'affichage événementielle et temps de parcours sur le

réseau routier d'Ile de France en employant l'une ou l'autre forme suivant des situations


287

bien définies. L’information "bouchon" met en alerte l’automobiliste et accroît sa

vigilance. Les automobilistes reconnaissent qu’elle augmente la sécurité en leur

permettant de ralentir "à temps". Elle permet, tout en restant crédible, d’aider

l’exploitant à modifier certain flux et d’accroître le gain collectif ce qui ne semble pas

toujours le cas pour l’information "temps de parcours".

L'attente de l'usager par rapport à l'information temps de parcours correspond plus à un

soucis de satisfaction individuelle et se trouve parfois en conflit avec les besoins de la

collectivité

VII.2.3 Propositions pour l'amélioration des stratégies d'affichage

sur les panneaux à message variable.

Informer les automobilistes, c'est leur donner avec le plus de précision possible et en

temps réel, l'état des conditions de circulation sur les tronçons d'autoroutes qu'ils se

proposent de parcourir pour leur permettre de choisir l'itinéraire le mieux adapté en

toute connaissance de cause.

Le principe sur lequel repose nos propositions est : pour que la stratégie d'affichage soit

vraiment efficace il faut se soucier de "provoquer" le délestage des usagers à la fois au

bon endroit et au bon moment de façon à pérenniser dans le temps les modifications

comportementales des automobilistes.

Dans cette sous-section, nous proposons des recommandations concernant l'amélioration

de la stratégie d'affichage sur les panneaux à message variable de SIRIUS. Pour cela

nous avons repris les grands principes de la stratégie d'affichage existante tels qu'ils ont

été décrits dans le chapitre IV et nous avons apporté nos suggestions quant aux

modifications qui nous semblent nécessaires.

Nos propositions prennent en compte les trois objectifs fondamentaux de l'exploitation

routière que sont la sécurité, la fluidité et le confort sur le réseau équipé du système

d'exploitation SIRIUS.

Pour tenir compte de l'effet de la zone d'influence des panneaux à message variable on

propose que tout panneau à message variable renseigne une zone courte et une zone

longue qui correspondent chacune aux prochains pôles routiers importants. L'objectif


288

principal est de provoquer "le délestage" des usagers au bon endroit, mais aussi au bon

moment.

-.- La zone courte annonce les conditions de circulation jusqu'au premier pôle routier

soit sur une distance d'environ 10 km. Elle informe l'usager sur les conditions de

circulation locales. Elle est indiquée "pôle 1" dans les exemples de messages. La zone

courte correspond à l'espace situé :

-*- soit entre un divergent autoroutier et une sortie vers une voie rapide ou le réseau

associé dans le cas des messages diffusés par les PMV de section courante d'autoroute

ou au niveau des divergents autoroutiers.

-*- soit entre une entrée d'autoroute et le prochain divergent autoroutier dans le cas des

messages diffusés par les PMV aux entrées d'autoroutes.

-*- soit entre une entrée d'autoroute et une sortie vers le réseau associé dans le cas des

messages diffusés par les PMV aux entrées d'autoroutes.

-.- La zone longue s'étend jusqu'au second pôle routier. Elle renseigne l'automobiliste sur

une plus longue distance de l'ordre de 20 km environ et est indiquée "pôle 2" dans les

exemples de messages.

Compte tenu de la configuration géographique du réseau maillé francilien, la zone

longue correspond à l'espace situé entre deux divergents autoroutiers. Le pôle 2, signalé

dans nos exemples de messages indique donc l'intersection avec le prochain axe

autoroutier divergent.

Actuellement, quatre types de situation de trafic sont traités sur les panneaux à message

variable : situation "fluide", "bouchon", "temps de parcours" et "événements

exceptionnels".

Pour des raisons de clarté et de transparence vis à vis de l'usager, nous avons

volontairement choisi de proposer une stratégie d'affichage homogène sur les trois types

de panneaux à message variable et compatible avec les conditions de circulation

observées sur le réseau francilien.

Situation de trafic fluide :


289

Lorsque les conditions de circulation sont fluides, on privilégie l'affichage des temps de

parcours sur tous les types de panneaux à message variable en l'absence de toute autre

information prioritaire. En effet l'information temps de parcours est plus précise et

rigoureuse que l'information fluide pour l'automobiliste.

L'exemple 1 illustre cette modification dans le cas des panneaux à message variable de

section courante. A gauche nous présentons la configuration actuelle et à droite la

nouvelle configuration proposée.

Exemple 1 : Modification de l'affichage sur un PMV de section courante

Message diffusé actuellement Nouveau message pour un PMV

implanté sur le pôle 1

Axe 1 -> Axe 2 : " FLUIDE" Axe 1 -> Pôle 1 : "temps de parcours"

Axe 1 -> Pôle 2 : "temps de parcours"

implanté sur le pôle 2

Axe 1 -> Pôle 2 : "temps de parcours"

Une des deux principales modifications recommandées est le remplacement du message

fluide par un message temps de parcours qui est plus parlant pour l'usager. La seconde

modification est l'indication à l'usager des temps de parcours sur le ou les pôles de l'axe

sur lequel il circule. Ces messages privilégient la notion de confort.

Situation de trafic bouchon :

Lorsque les conditions de circulation sont perturbées par la formation de bouchons,

l’information événementielle "bouchon" doit prendre le pas sur l’information "temps de

parcours" (quelque soit le type de panneau à message variable) car nous avons montré

que l'automobiliste est plus sensible à l'information événementielle.

En présence de bouchon (récurrents ou autres) on propose de garder l'information

"bouchon", et de toujours indiquer l'emplacement du bouchon (et /ou sa longueur) pour

des raisons de sécurité, mais aussi pour optimiser la régulation du trafic (fluidité). En


290

effet l'automobiliste se déleste plus facilement suite à cette information événementielle.

On propose d'utiliser l'alternat pour annoncer les conditions de circulation sur les autres

axes (PMVD) ou les autres sens de circulation (PMVHA) mais aussi pour densifier

l'information à l'aide des temps de parcours qui contribuent au confort de l'usager.

A titre d'exemple, la figure VII.4 présente le cas d'un bouchon sur le pôle 1. Cette figure

récapitule pour chaque type de panneau, les messages que l'on propose de diffuser.

L'alternat des messages est indiqué par deux blocs messages l'un au-dessus de l'autre.


291

Figure VII.4 : Illustration de la syntaxe des messages que l'on propose de diffuser sur

les différents types de PMV pour une maille du réseau francilien, en situation de trafic

perturbé par un bouchon sur le pôle 1.

Exemple de la maille formée par l'A 86 entre l’A 4 et l’A 6

BP A 4

A 86

A 6

Pôle 1

Pôle 2

A86 A X KM BOUCHONA86->A 6 : X MN

A4->BP : X MN

PMVD

PMVS

A86->N305 BOUCHON X KM

A86->A6 : X MNA86->A4 : X MN

PMVHA

A86->N305 : X MNA86->A4 : X MNA86->A6 : X MN

PMVHA

A86->A6 : X MN

PMVS

BOUCHON

A86 A X KM BOUCHONA86->A6 : X MNA86->N305BOUCHON X KMN 305

En ce qui concerne les messages sur les PMVS, on conseille d'indiquer la localisation de

la queue du bouchon, en alternat avec une information concernant la longueur du

bouchon pour répondre aux objectifs de sécurité sur le pôle 1. Il s'agit d'attirer l'attention

de l'usager afin qu'il réduise sa vitesse à l'approche de la queue du bouchon (pour éviter

les collisions en chaîne) et qu'il choisisse de changer d'itinéraire en amont du bouchon.

On propose une information temps de parcours sur le pôle 2 pour compléter

l'information sur le pôle 1 : elle permet d'augmenter la capacité d'information du

panneau sur le réseau et contribue au confort de l'usager.

Pour les PMV HA situés aux entrées sur le pôle 1, dans le sens de circulation perturbé

par le bouchon, on propose de diffuser le message "bouchon" (avec sa longueur) pour le

pôle 1 par mesure de sécurité et pour fluidifier le trafic. Le nombre de caractères limité


292

(2 x 12) du panneau ne permet pas d'indiquer l'emplacement de la queue du bouchon.

Sur le pôle 2 on propose de diffuser un temps de parcours pour le confort de l'usager.

Au niveau du PMVD, la densification de l'information grâce à l'alternat des messages

présente l'avantage d'informer l'usager sur l'événement "bouchon" de l'axe autoroutier

divergent. Cela peut lui permettre de continuer son trajet sur l'axe autoroutier sur lequel

il circule, plutôt que de risquer d'emprunter l'axe divergent et d'avoir à contourner le

bouchon sur le réseau associé.

Situation de trafic événement :

En terme d'exploitation routière, un événement est un phénomène qui entraîne une

modification des conditions de circulation pouvant occasionner un danger ou une

perturbation (SETRA, 1996).

Pour ce type de situation, on n'a actuellement pas suffisamment de recul en terme

d'impact des systèmes dynamiques d'information des usagers. Les données peu

nombreuses sont souvent recueillies manuellement et proviennent de différentes sources

(SIER, DDE, Gendarmerie, pompier, etc.) ce qui ne facilite pas leur compilation ni leur

analyse. De plus, du point de vue technique la détection automatique d'incident (DAI)

reste encore un domaine en phase de développement.

Une brève analyse de quelques accidents et incidents nous a permis de déterminer

quelques principes généraux pour l'amélioration de la stratégie d'affichage existante. En

présence de conditions de circulation perturbées par un événement autre qu'un bouchon

mais pouvant y être associé, on constate :

- une diminution significative de la vitesse à la vue du message événementiel

"accident" ou "travaux".

- un taux de changement d'itinéraire (augmentation du débit des sorties et

diminution du débit des entrées) supérieur à celui observé dans le cas des

bouchons récurrents.

Dès que sa sécurité peut être en jeu, l'automobiliste marque une nette préférence pour les

indications événementielles. On garde donc les mêmes principes d'affichage que


293

précédemment et on propose alors d'afficher systématiquement un message indiquant la

cause de l'événement, la distance à la queue de bouchon ou à l'événement, et les temps

de parcours pour les axes non concernés par l'événement.

A titre d'exemple, la figure VII.5 présente le cas d'un accident avec un bouchon sur le

pôle 1. Cette figure récapitule pour chaque type de panneau, les messages que l'on

propose de diffuser.

L'alternat des messages est indiqué par deux blocs messages l'un au dessus de l'autre.

Figure VII.5 : Illustration de la syntaxe des messages que l'on propose de diffuser sur

les différents types de PMV pour une maille du réseau francilien, avec un accident

perturbant sur le pôle 1.

Exemple de la maille formée par l'A 86 entre l’A 4 et l’A 6

BP A 4

A 86

A 6

Pôle 1

Pôle 2

A86 A X KM ACCIDENT BOUCHON X KM

A4->BP : X MN

PMVD

PMVS

A86->N305 : ACCIDENT

A86->A6 : X MNA86->A4 : X MN

PMVHA

A86->N305 : X MNA86->A4 : X MNA86->A6 : X MN

PMVHA

A86->A6 : X MN

PMVSA86 A X KM ACCIDENT BOUCHON X KM

AccidentBouchon

A86-> N305 : X MNA86-> A6 : X MN

En ce qui concerne les panneaux situés aux entrées d'autoroute, l'information reste

limitée par le nombre de caractères (2 x 12) qui est plus faible que sur les autres types de

panneau. A moins de remplacer le panneau, on doit faire un choix sur l'information à


294

diffuser à l'usager : soit indiquer l'accident, soit indiquer le bouchon. On choisit

d'indiquer prioritairement l'accident car cette information à plus d'impact sur le

comportement de l'usager (réduction de la vitesse et délestage) et répond bien aux

objectifs de sécurité et de fluidité. Pour le deuxième pôle, les temps de parcours affichés

sont représentatifs de l'ampleur du bouchon.

Pour le PMV Divergent, l'information est concentrée sur l'événement et sur la longueur

du bouchon qu'il engendre. Dans ce cas, on supprime la notion de pôle sur l'axe

divergent.

En conclusion, lorsqu'il y a un bouchon et un accident ou les deux simultanément, on

suggère que la priorité doit être donnée à l'indication de ces événements. L'information

accident est prioritaire sur l'information bouchon. Cette indication, qui permet à l'usager

de se préparer à réduire sa vitesse, répond aux objectifs de sécurité. L'annonce des

événements répond aussi au souci de régulation du trafic et de fluidité en permettant à

l'usager qui le souhaite de modifier son itinéraire au bon moment en toute connaissance

de cause. L'information temps de parcours sur les axes divergents non concernés par

l'événement permet de densifier l'information et contribue au confort de l'usager.

Situation exceptionnelle :

En terme d'exploitation routière, la situation exceptionnelle qualifie une situation

anormale provoquée par un événement entraînant de très importantes perturbations. Elle

nécessite une concertation des services, des prises de décision en commun et des

mesures d'exploitation définies dans les plans de gestion du trafic (SETRA, 1996). Ce

type de situation déclenche généralement un changement de mode de fonctionnement de

l'organisation de l'exploitation routière. La gestion du trafic en cas d’événement

exceptionnel pose un certain nombre de questions spécifiques auxquelles seule une

organisation adaptée permet de faire face.

En cas de perturbation grave, l'objectif d'exploitation est de rétablir rapidement un

niveau de viabilité correct sur l'itinéraire et de mettre en place les mesures de gestion du

trafic en amont de la zone perturbée.


295

En s'appuyant sur les moyens d'exploitation que fournissent en permanence les systèmes

d'exploitation du trafic (tel que SIRIUS) en matière de surveillance (boucles

électromagnétiques, caméras) ou de communication (PMV) avec les usagers, des actions

spécifiques peuvent être déclenchées lors des situations exceptionnelles.

Ainsi dans le cas d'une perturbation exceptionnelle très importante, localisée sur le

réseau francilien, qui se produit durant les heures creuses c'est à dire lorsque le réseau

autoroutier a encore une certaine réserve de capacité, il semble logique d'inciter les

usagers à utiliser cette réserve de capacité par une information dynamique spécifique

diffusée sur les panneaux à message variable suffisamment en amont. Par contre si cette

même perturbation survient durant les heures de pointe, il n'y a plus cette réserve de

capacité et on suggère que les usagers soient dirigés vers le réseau associé.

Les choix des techniques mises en œuvre et les mesures d'exploitation les plus

appropriées (dont la stratégie d'affichage des messages sur les PMV) doivent faire l'objet

d'une concertation étroite entre les différents acteurs à l'échelle régionale (SIER, DDE,

CRS, CRICR, Ville de PARIS.) pour établir des plans d'exploitation d'urgence. Ils

prévoient la procédure d'intervention et la mise en œuvre de mesures d'exploitation

spécifiques en cas de perturbation grave (coupure de la circulation ou déviation par

exemple) sur le réseau.

L'efficacité d'utilisation des systèmes de panneaux à message variable implique une

coopération active des usagers. C'est pourquoi lors de la définition et de la mise en

œuvre d'une stratégie d'information dynamique des usagers par panneaux à message

variable, il convient de prendre suffisamment en considération les besoins des usagers et

les facteurs qui influencent leurs comportements. Nos travaux montrent que ces facteurs

peuvent aussi être appréhendés par des études de trafic telles que la détermination du

taux de délestage et non uniquement par des enquêtes d'opinion.

Une bonne information sur les conditions de circulation peut permettre à l'usager de

choisir le meilleur itinéraire et au gestionnaire de trafic d'éviter la saturation de son

réseau. Cependant nous sommes conscients (compte tenu de l'accroissement de la

demande) que l'information dynamique ne suffit pas à elle seule à résoudre le problème

général de la fluidité de la circulation car c'est un système orienté vers une régulation


296

passive des flux. C'est pourquoi il nous semble aussi important de perfectionner les

autres méthodes et techniques de régulation du trafic qui comportent une logique de

régulation active sur la demande et tout particulièrement le contrôle d'accès. En effet ce

dernier doit pouvoir être une source d'amélioration notable des conditions de circulation

notamment en ce qui concerne la réduction des encombrements dus aux congestions

récurrentes.


297


298

Chapitre VIII : CONCLUSION

Dans un contexte de développement évolutif des systèmes d'exploitation routière, nous

retraçons les apports des nos travaux de recherche. Certaines de nos contributions, telles

que la détermination du taux de délestage et le calcul du gain de temps devraient

alimenter les réflexions méthodologiques autour de la problématique des méthodes de

calcul de la rentabilité des projets d'investissements routiers.

VIII.1 Le développement de l'exploitation des réseaux autoroutiers en zone urbaine et périurbaine.

Après s'être longtemps limitée à la construction et à l'entretien de la route, l'exploitation

routière a connu un essor considérable ces dernières années dans les grandes

agglomérations des pays industrialisés.

L'exploitation routière vise essentiellement à optimiser l'usage de la route. Sur les

réseaux urbains et périurbains, l'augmentation régulière du trafic conduit de manière

spontanée à une dégradation des conditions de circulation, plus particulièrement lors des

pointes de déplacements du matin et du soir. Lorsque la demande de circulation

approche les limites de l'offre disponible, la moindre perturbation (panne de véhicules,

accidents, conditions météorologiques dégradées, etc.) engendre inévitablement la

formation d'encombrements et rend difficile l'écoulement du trafic. Une des

caractéristiques des voies rapides urbaines et périurbaines est qu'elles supportent de plus

en plus fréquemment un trafic qui atteint ou approche leur capacité théorique. Elles ne

fonctionnent pas spontanément de façon optimale : les perturbations y sont fréquentes et

prennent rapidement une dimension importante. L'objectif principal de l'exploitation

routière est l'optimisation permanente du fonctionnement des voies rapides, pour réduire

les encombrements et diminuer les temps de parcours sans compter les effets sur

l'environnement et la consommation d'énergie.


299

Actuellement nous assistons à une transformation progressive de l'activité de

l'exploitation de la route dans ses trois missions explicitées par le Schéma Directeur

d'Exploitation de la Route (maintient de la viabilité / sécurité, gestion du trafic et aide au

déplacement) qui deviennent de plus en plus interdépendantes et tendent à se combiner

entre elles pour améliorer le service à l'usager. L'amélioration des performances de

l'informatique et des télécommunications permet aujourd'hui de répondre à un

accroissement constant de la mobilité et à l'optimisation de la gestion des infrastructures

existantes. L'essor des nouvelles technologies d'information, issues de la télématique

routière, constitue le moteur générateur :

- de pratiques de régulation plus dynamiques ("en temps réel") des

perturbations et des flux de trafic mais aussi des flux d'informations, grâce au

développement de systèmes de gestion du trafic de plus en plus sophistiqués.

- de nouvelles opportunités dans la mise en œuvre d'actions d'exploitation plus

élaborées telles que la diffusion d'information routière en temps réel ou

encore la régulation d'accès.

Le déploiement des technologies liées au traitement des informations s'est traduit

concrètement par l'apparition de systèmes d'information de plus en plus complexes qui

intègrent toute la chaîne de l'information, depuis le recueil des données jusqu'à la

diffusion de l'information, en passant par la transformation de ces données en

informations utiles pour l'exploitant comme pour l'usager. De plus la constitution de

bases de données, où l'ensemble des informations recueillies est organisé, a favorisé le

développement d'une meilleure compréhension du fonctionnement global des réseaux

autoroutiers et de l'efficacité des actions mises en œuvre.

Le système intégré d'exploitation routière est un concept qui inclut l'ensemble des

équipements et organisations nécessaires à la mise en œuvre de la gestion du trafic et de

l'information des usagers. Il intervient à deux niveaux dans la congestion routière :

- Par l'information routière, les usagers modifient leurs comportements ou

ajustent le déroulement de leurs trajets à l'aide de l'information qui leur est

délivrée.


300

- Par des mesures s'imposant à l'usager comme la régulation d'accès ou

l'affectation de voies.

En région Ile de France, la Direction Régionale de l'Équipement a mis en œuvre de

nouvelles pratiques de gestion des conditions de circulation sur le réseau maillé

d'autoroutes et de voies rapides. Le SIER a été créé pour l'exploitation routière du réseau

autoroutier francilien à travers notamment le déploiement et l'exploitation du système

SIRIUS : Service d'Information pour un Réseau Intelligible aux USagers. Ce système

permet la gestion en temps réel des événements, des flux de trafic et d'informations pour

une utilisation optimale des potentialités du réseau.

Avec le système d'exploitation routière SIRIUS la communication avec les

automobilistes du réseau francilien est devenue un enjeu important pour l'amélioration

des conditions de circulation.

Sur ce réseau les panneaux à message variable (PMV) sont aujourd'hui le principal

moyen d'information des usagers en temps réel. En délivrant des messages actualisés, ils

constituent un moyen de communication et doivent être gérés en temps que tels.

L'efficacité de l'information dynamique par panneau à message variable implique une

réaction de la part des automobilistes.

Dans ce contexte il est nécessaire d'estimer dans quelle mesure un automobiliste change

d'itinéraire au cours de son trajet en fonction des informations reçues. Sur le réseau

maillé francilien ces informations sont principalement des longueurs de bouchon et des

temps de parcours. L'évaluation des effets de l'information délivrée aux automobilistes

est un sujet vaste et complexe, cependant la question de l'évaluation du comportement

de l'usager, représentatif de l'impact des panneaux à message variable, se pose avec

acuité du fait que les performances attendues et l'efficacité de ces systèmes ne sont pas

suffisamment quantifiées.

Cette démarche est également justifiée par un besoin exprimé en matière de méthodes

d'évaluation adaptés aux systèmes d'exploitation routière et notamment dans notre cas à

un système d'information dynamique par panneaux à message variable. Elle doit

contribuer à alimenter le difficile exercice qu'est l'évaluation socio-économique des

développements liés aux systèmes d'exploitation routière.


301

VIII.2 Contribution de notre recherche.

En matière d'évaluation socio-économique, les méthodes (coûts-avantages ou

multicritères) préconisées par les instructions ministérielles successives ne permettent

pas de rendre compte de tous les impacts des systèmes d'exploitation routière, de

mesurer toute leur diversité, ni de refléter toute leur complexité.

Notre point de vue est de considérer que ces systèmes améliorent non seulement l'usage

des infrastructures, mais aussi l'efficacité de l'exploitation en général. Ils permettent de

répondre aux besoins des utilisateurs qu'ils soient automobilistes ou exploitants. Ils

participent à l'élargissement des besoins et des exigences des usagers quant à la maîtrise

de leur déplacement. Ils correspondent aux besoins et aux exigences des exploitants

quant à l'accroissement de leur compréhension du comportement de conduite des

automobilistes et à la mesure de la rationalité de leurs investissements.

Le chapitre V présente une méthode d'évaluation du comportement de l'usager face aux

informations dynamiques délivrées par les panneaux à message variable sur le réseau

francilien. Cette méthode permet de quantifier à travers le taux de délestage, l'impact de

l'information diffusée en temps réel, sur le comportement de changement d'itinéraire des

usagers. En effet l'approche méthodologique utilisée peut s'appliquer à différents types

d'axes reliés entre eux (réseau) et permet de déterminer l'influence du "poids" de

l'information sur chacun d'eux. Elle doit contribuer à améliorer la pertinence des études

de prévision du trafic qui constituent la base de toutes les analyses techniques et

économiques conditionnant le développement du réseau maillé.

L'un des enseignements du présent travail est de montrer scientifiquement que l'usager

répond effectivement à l'information qui lui est délivrée. Cette étude a permis de

calculer le taux de délestage des usagers et le gain de temps associé, sur plusieurs

autoroutes de l'Est francilien et de mieux connaître le comportements des usagers en

matière de choix d'itinéraires en fonction de l'information diffusée par les différents

types de panneaux à message variable. De nos travaux, il ressort que l'information

dynamique des usagers apporte la preuve qu'elle est une technique confirmée pour agir

comme moyen de régulation et d'optimisation des flux de circulation sur les réseaux

urbains et périurbains. Nous pouvons constater que les automobilistes s'approprient


302

aussi bien les potentialités du système d'information dynamique (PMV) que celles liées

au maillage du réseau.

Les chapitres VI et VII présentent chacun une application concrète d'utilisation du taux

de délestage : l'un dans le cadre de l'évaluation socio-économique et l'autre dans le cadre

de l'optimisation des politiques d'information des automobilistes.

Le chapitre VI montre l'utilisation et l'intérêt du calcul du gain de temps dans le cadre de

l'évaluation socio-économique d'un système d'exploitation routière.

Cette partie de la recherche est consacrée à une proposition d'évaluation qui doit

permettre de mieux caractériser les effets socio-économiques des actions d'information

dynamique des automobilistes. L'intérêt est de mettre en place des éléments

méthodologiques qui permettent une quantification et une valorisation monétaire des

gains de temps passé en circulation tenant compte du délestage des automobilistes suite

à l'information.

Nous avons intégré nos résultats dans une évaluation socio-économique récente de

SIRIUS. Il s'agit de celle réalisée par MM Fribourg & Orselli.

Pour l'ensemble du réseau maillé Est de l'Ile de France, on a estimé un gain de temps

annuel total compris entre 22.7 et 29.2 M Euros pour la collectivité. Ces travaux

montrent qu'il est possible de valoriser l'effet des actions de régulation du trafic et

d'information des usagers par les panneaux à message variable, visant à réduire les

encombrements et par conséquent les temps de parcours tout en améliorant le confort de

conduite de l'usager.

Le chapitre VII est consacré à la proposition d'optimisations pour la stratégie d'affichage

des messages sur les panneaux à message variable du réseau maillé équipé de SIRIUS.

Nous nous sommes plus spécifiquement attachés à améliorer les règles d'affichage et le

contenu des messages en tenant compte des différents types de panneaux (section

courante, entrée d'autoroute, divergent) ainsi que des résultats de notre étude sur le

comportement de changement des usagers.

Pour les systèmes d'information routière par panneaux à message variable, deux

stratégies sont possibles :


303

Donner aux usagers des informations de "sécurité" telles que l'existence, la

position et la longueur des bouchons et des queues de bouchon.

Donner aux usagers des informations de "confort" telles que les temps de

parcours.

Actuellement les deux stratégies coexistent sur le réseau maillé de SIRIUS.

Du point de vue de l'exploitant, le temps de parcours le long d'un itinéraire constitue un

indicateur particulièrement pertinent permettant non seulement d'évaluer le niveau de

service offert aux usagers mais aussi de prendre des décisions d'exploitation en

conséquence, en particulier dans le cas où, le maillage du réseau aidant, un itinéraire

alternatif plus rapide pourrait être proposé (c'est le cas au niveau des divergents

d'autoroutes).

Du point de vue de l'usager, la connaissance des temps de parcours ou des retards

associés à des événements perturbant apporte un réel élément de confort et lui permet de

prendre des décisions en meilleure connaissance de cause. Le succès "des temps de

parcours", révélé par les sondages auprès des automobilistes tient davantage à la

crédibilité de l'information diffusée et à ses effets bénéfiques sur le confort de conduite.

(Cohen, 1996).

Nos travaux ont en effet montré que par rapport à l'affichage "bouchon", la diffusion des

temps de parcours n'entraîne pas d'incidence notable sur les conditions de circulation et

la fluidité du réseau.

Au terme de cette recherche, nous pouvons considérer que l'information routière

dynamique apporte la preuve qu'elle est une technique confirmée pour agir comme

moyen de régulation des flux de circulation sur les réseaux urbains et périurbains tout en

améliorant le confort de conduite de l'usager.

VIII 3 Perspectives.

L'état actuel du développement des systèmes d'exploitation routière sur les réseaux des

grandes agglomérations et l'examen de l'essor des nouvelles technologies dans le

domaine des télécommunications, montrent qu'un potentiel énorme existe pour le


304

déploiement d'une nouvelle génération de système d'exploitation routière et de stratégies

de gestion dynamique de la circulation.

Il ne faut pas oublier qu'à l'heure actuelle un des objectifs des projets d'exploitation est

de rompre l'isolement des conducteurs, de communiquer avec eux, de leur donner la

bonne information au bon moment et à un endroit stratégique où ils puissent en tenir

compte pour anticiper leur comportement de conduite et modifier leur itinéraire.

Ce travail de recherche pourrait être poursuivi selon deux directions principales :

Une première perspective intéressante à la poursuite de nos travaux pourrait être

d'appliquer la méthodologie de détermination du taux de délestage à d'autres systèmes

d'exploitation routière dans la mesure où le niveau d'équipement en système de recueil

et de traitement des données le permet.

En effet il semble pertinent de pouvoir confronter les taux de délestage obtenus en

fonction du contenu des messages et selon le type d'axe (rocade, radiale) pour classifier

les atouts des différents systèmes d'exploitation implantés dans les grandes

agglomérations françaises et même européennes. Cette perspective aurait pour objectif

de mettre en corrélation les performances des systèmes d'information avec le contenu

des messages et le type de panneau à message variable afin d'essayer de déterminer les

actions d'information les plus efficaces (en terme de délestage) à mettre en œuvre pour

agir sur le comportement de changement d'itinéraire des automobilistes sur les différents

réseaux.

Le second intérêt de cette démarche est la conception d'outils d'évaluation efficients des

systèmes dynamiques d'information utilisables pour valoriser les impacts des actions

d'information sur la fluidité du réseau dans le cadre des méthodes d'évaluation socio-

économique de l'exploitation routière.

La seconde perspective à nos travaux, concerne le développement d'une réflexion visant

à homogénéiser et harmoniser les stratégies d'affichage mais aussi les politiques

d'information, au niveau des différents types de réseaux routiers : urbains et périurbains,

interurbains à l'échelle d'une région, d'un pays voire même au niveau européen dans un

futur plus lointain.


305

Aujourd'hui, compte tenu de la construction européenne et de la part de plus en plus

importante de trafic étranger qui circule sur les routes en Europe, et notamment en

France, une harmonisation de l'usage des PMV est plus que souhaitable (Nouvier,

1998).

Il nous paraît indispensable que l'usager qui accomplit un parcours traversant les zones

de compétence d'exploitants différents, ressente une cohérence, pour un média donné et

plus particulièrement les PMV, entre les messages successifs auxquels il est exposé. Il

s'agit par exemple, d'éviter les problèmes de conflit d'utilisation des panneaux à message

variable pour des indications de délestage et des indications de temps de parcours ou

encore des indications d'importance de bouchon. Il faut bien garder présent à l'esprit que

c'est la crédibilité de l'ensemble du système qui est mise en jeu lors de l'expérimentation

ou de modification de stratégie d'information.

Les gestionnaires des différents réseaux doivent travailler ensemble afin de mener une

politique commune d'utilisation des panneaux à message variable. En complément de la

nécessaire harmonisation des stratégies d'affichage et d'information des usagers entre les

réseaux, des échanges de données sont également souhaitables. En effet, dans un certain

nombre de circonstances, il conviendrait que les informations fournies sur le réseau géré

par un exploitant public (ou par une société d'autoroute) ne se limitent pas aux seuls

évènements qui le (ou la) concerne. Car l'information délivrée sur un réseau amont peut

avoir un effet direct sur un réseau aval ou contigu.


306


307


308

BIBLIOGRAPHIE


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Summary For a number of years the express lines network of the Ile de France region have progressively extended. The SIRIUS (dynamic road system and information service for a network readily accessible by road users) in Ile de France, is a working tool that includes all the equipment and the organisation necessary to manage the traffic. An important part of the system is the provision of traffic related information to the motorists. Nowadays, the provision of information on traffic conditions in reel time to motorists constitutes a fundamental aspect of the dynamic exploitation of traffic in an urban and peri-urban context. The provision of information through the use of signs with variable messages should contribute to optimise the smooth-running of the network. What is at stake in this dynamic road system is threefold issues related to security, to comfort and to driving behaviour. This doctoral thesis tries and develops a specific analysis. It attempts to quantify motorists' behaviour in regard to use of alternative routes as related to the diffusion of traffic information in reel time using signs able to produce variable messages. It appears that the analysis results are very appropriate to evaluate the Ile de France infrastructure and even allows us to calculate SIRIUS immediate profitability ratio in the East of Ile de France. This study led us to reflect on the improvements that could be brought to the reel time signalling strategy as apply to SIRIUS. Down-to-earth propositions aiming at increasing the efficiency of the provision of reel time information are formulated.


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Résumé Depuis quelques années, le réseau des voies rapides d'Ile de France s'étend progressivement faisant apparaître des itinéraires concurrents pour l'automobiliste grâce à l'interconnexion des différentes autoroutes et rocades périphériques. Le système d'exploitation routière SIRIUS : "Service d'Information pour un Réseau Intelligible par l'USager" en région Ile de France est un outil d'exploitation qui inclut l'ensemble des équipements et l'organisation nécessaires à la mise en oeuvre de la gestion du trafic dont l'information routière dynamique aux usagers. Aujourd'hui la diffusion d'information dynamique sur les conditions de circulation aux automobilistes constitue un volet fondamental de l'exploitation dynamique de la circulation en milieu urbain et périurbain. L'information routière en temps réel par panneaux à message variable, doit contribuer à optimiser le fonctionnement du réseau par l'utilisation des réserves de capacité. L'enjeu de ce système d'exploitation est triple : sécurité, fluidité, et confort de conduite. La présente recherche pluridisciplinaire a consacré beaucoup d'efforts au développement d'une analyse spécifique de quantification du comportement de "délestage" des automobilistes, liée à la diffusion d'une information routière en temps réel par panneau à message variable. La gestion des encombrements récurrents journaliers représente une part très importante de l'activité des exploitants autoroutiers en zone urbaine et périurbaine. Il nous a donc semblé opportun de s'intéresser à l'évaluation socio-économique du comportement de l'usager face à l'information routière dynamique. Cette analyse à aboutit à la détermination d'un critère d'évaluation "le taux de délestage". Celui-ci permet de calculer le gain de temps passé en circulation pour la collectivité et indique l'efficacité de l'action d'information des usagers. Nous montrons que les résultats de l'analyse quantitative du comportement des usagers en terme de gains de temps s'intègrent bien dans le cadre de l'évaluation des infrastructures en Ile de France et nous permettent de calculer le taux de rentabilité immédiat de SIRIUS dans l'Est francilien. Cette recherche nous a amené à réfléchir sur les améliorations qu'il serait opportun d'apporter à la stratégie d'affichage des messages sur les panneaux à message variable de SIRIUS. Des propositions concrètes visant à augmenter l'efficacité de l'information en temps réel sont formulées en ce sens. Mots clés : Affectation du trafic, Évolution des conditions de circulation, Évaluation des investissements routiers, Évaluation socio-économique, Évolution du capital routier,


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Gestion du trafic, Information routière, Stratégies d’affichages sur les Panneaux à Message Variable, Taux de délestage.

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