19ème Journée doctorale en transport EricTabourin AFITL

Le 20 octobre 2014 à l’IFSTTAR à Marne-la-Vallée

Mohamed Souleimen OUANNES

Directeur de thèse : Sami BOUDABBOUS

Estimation de l'élasticité de l'usage de transport public urbain et qualité de l'offre proposée

Cas du réseau de tramway bruxellois

2

Plan Introduction

Objectifs et problématique

Méthodologie

Résultats obtenus

Conclusion

3

Introduction

Croissance de la mobilité

Hégémonie de la voiture

Augmentation des externalités négatives

des transports causées surtout par la

voiture Insécurité routière

Pollution atmosphérique

Bruit

Congestion

Etc.

Coûts énormes pour: - la personne subissant le dommage - la collectivité - l’entreprise

Alain BONNAFOUS (LET, 1994) définit ces effets externes comme « les conséquences négatives (ou positives) d'une activité de transport, sans que celui qui la provoque (ou qui en bénéficie) ait à supporter (ou à acquitter) une compensation monétaire ».

En faisant face à ces externalités négatives: Effet positif sur la santé publique

Gain en termes monétaires

Plus d’égalité sociale

Q: Comment en faire face?

R: Recours au Transport en Commun

Q: Comment atteindre un report modal vers

les TC?

Facteurs du choix modal:

socio-économiques (revenu du ménage, profession…), démographiques (âge, composition du ménage, motorisation…), géographiques (distance au centre ville, lieu de résidence…), culturelles, éthiques et religieuses, météorologique, psychologique... Demande de transport

Fréquence, tarification, vitesse, confort… Offre de transport

R: Améliorer les prestations de services des Transports Publics Urbains (TPU)

6

Objectifs du travail

1. Augmenter l’attractivité des réseaux du TPU

en améliorant la qualité de l’offre.

2. Ajuster cette offre & optimiser les dépenses

consacrées pour son amélioration actuelle

et future.

3. Améliorer le cadre de vie des citoyens.

7

Choix 1: Agglomération bruxelloise (réseau STIB) Contrainte1/Choix 2: Déplacement urbain en tramway

1. Etudier l’influence de la qualité de l’offre de transport

public urbain sur l’intensité de son usage et ainsi que sur

la satisfaction des usagers.

2. Estimer l’élasticité de l’usage du TPU par rapport à la

qualité de l’offre proposée.

Problématique

8

9

Méthodologie

1

Modélisation graphique

2

Construction de l’indicateur de

qualité de l’offre

3

Modèle de régression

linéaire

Méthodologie

10

Présentation du réseau de tramway de la STIB (2006):

Nbre de lignes: 16

Nbre d’arrêts (nœuds): 527

Nbre d’arcs (liaisons entre nœuds) : 4159

Source: OUANNES, 2012

I) Modélisation graphique

24 arcs

Méthodologie …

11

II) Construction du l’indicateur de qualité de l’offre

Indicateur de qualité de l’offre : nombre d’arrêts joignables entre 15 et 45mn

Un facteur déterminant du choix modal

décrit localement la faculté de chaque lieu à favoriser les déplacements en TC

permet de calculer la surface accessible en un temps donné à partir d’un point de départ si on utilise le tramway

Méthodologie …

12

Méthodologie …

Axiome : Plus cette surface est vaste, plus l’offre est de bonne qualité

Hypothèse 1: Seulement les trajets entre 15 et 45 mn.

Contrainte 2: Seulement les heures de pointe dans la matinée de 7h à 9h.

Hypothèse 2: Tous les arrêts ont le même intérêt pour l’usager.

Hypothèse 3: Modèle valable pour d’autres réseaux avec des données plus récentes

II) Construction de l’indicateur de qualité de l’offre

13

Méthodologie…

Nbr d’arrêts

joignables

Entre 15 et 45 mn

1-Calcul des

temps

2-Calcul du

plus court

Chemin & Tri

3-SIG

II) Construction de l’indicateur de qualité de l’offre

14

Méthodologie… A) Calcul des temps

T = t1 + ∑t2 + ∑t3 Or 15 mn ≤ T ≤ 45 mn

avec:

T = Temps total

t1 = Temps d’attente au départ: 1/2 du temps d’attente

maximal (avec TaMax < 12 minutes)

t2 = Temps de parcours: diviser le temps total moyen de parcours de la même ligne sur le nombre d’intervalles

t3 = Temps de correspondance (s’il ya correspondance): ½

temps d’attente max + un temps moyen uniforme (ici 3 min)

II) Construction de l’indicateur de qualité de l’offre

15

1) Calcul des temps (sens 1 de circulation des trams)

LigneTram

Nbr d'arrêts

TpTot 7-8

TpTot 8-9

TpMoyTot

Tp (t2) NbrDep/h

(7h:00) NbrDep/h

(8h:00) NbrDepMoy/h

Ta Max

TaDep (t1) Tc (t3) Nbr d'arcs

3-23T 49 75 75 75 1,6 8 6 7 8,58 4,29 7,29 221

18T 51 70 70 70 1,4 6 6 6 10 5 8 156

19T 23 31 31 31 1,4 10 10 10 6 3 6 46

39T 21 23 23 23 1,2 9 10 9,5 6,32 3,16 6,16 43

44T 18 21 21 21 1,2 10 10 10 6 3 6 40

52T 39 58 58 58 1,5 7 6 6,5 9,24 4,62 7,62 170

55T 37 56 56 56 1,6 10 8 9 6,67 3,34 6,34 150

56T 25 38 38 38 1,6 5 4 4,5 13,34 6 9,67 124

81T 41 72 72 72 1,8 4 4 4 15 6 10,5 225

82T 40 63 63 63 1,6 4 4 4 15 6 10,5 169

83T 17 23 23 23 1,4 4 4 4 15 6 10,5 54

90T 37 64 64 64 1,8 9 6 7,5 8 4 7 176

91T 16 24 24 24 1,6 5 4 4,5 13,34 6 9,67 63

92T 38 55 55 55 1,5 5 5 5 12 6 9 140

93T 30 44 44 44 1,5 5 5 5 12 6 9 139

94T 40 64 64 64 1,7 5 5 5 12 6 9 164

Total 522 781 2080

16

2) Calcul des temps (sens 2 de circulation des trams)

LigneTram

Nbr d'arrêts

TpTot 7-8

TpTot 8-9

TpMoyTot

Tp (t2) NbrDep/h

(7h:00) NbrDep/h

(8h:00) NbrDepMoy/h

Ta Max

TaDep (t1) Tc (t3) Nbr d'arcs

3-23T 49 75 75 75 1,6 10 7 8,5 7,06 3,53 6,53 221

18T 51 70 70 70 1,4 6 6 6 10 5 8 157

19T 23 31 31 31 1,4 10 10 10 6 3 6 45

39T 21 23 23 23 1,2 10 10 10 6 3 6 43

44T 18 21 21 21 1,2 10 10 10 6 3 6 40

52T 39 58 58 58 1,5 8 5 6,5 9,24 4,62 7,62 170

55T 37 56 56 56 1,6 10 8 9 6,67 3,34 6,34 150

56T 25 38 38 38 1,6 5 4 4,5 13,34 6 9,67 124

81T 41 72 72 72 1,8 4 4 4 15 6 10,5 225

82T 40 63 63 63 1,6 4 4 4 15 6 10,5 169

83T 17 23 23 23 1,4 3 4 3,5 17,15 6 11,6 54

90T 37 64 64 64 1,8 9 6 7,5 8 4 7 176

91T 16 24 24 24 1,6 5 5 5 12 6 9 63

92T 38 55 55 55 1,5 5 5 5 12 6 9 140

93T 30 44 44 44 1,5 5 5 5 12 6 9 138

94T 40 64 64 64 1,7 5 4 4,5 13,34 6 9,67 164

Total 522 781 2079

17

Méthodologie…

B) Calcul du plus court chemin

1) Algorithme de Dijkstra

2) Tri

Extrait des résultats obtenus: Les plus courts chemins à partir

du point 1:

1 => 7 = 16.44 min (+ tps Attente = 6) [7]: (1-2-3-4-5-6-7)

1 => 8 = 18.18 (+ tps Attente = 6) [8]: (1-2-3-4-5-6-7-8)

1 => 9 = 19.92 (+ tps Attente = 6) [9]: (1-2-3-4-5-6-7-8-9)

II) Construction de l’indicateur de qualité de l’offre

18

3) SIG

19

Méthodologie…

Régression Y = a X + b Entre:

Y: fréquentation (var. expliquée)

& X:nombre d’arrêts joignables entre 15 et 45 mn

(var. explicative)

a:Courbe Elasticité recherchée

III) Modèle de régression linéaire

20

Résultats Ligne Nuage de points r R2 Corrélation Modèle valide

L3-23 plutôt étiré 0,86 0,74 Assez forte Oui +

L18 modérément étiré 0,86 0,75 Assez forte Oui +

L19 arrondi en bas et étiré en haut 0,81 0,65 Assez forte Oui

L39 plutôt arrondi 0,64 0,42 Moyenne Oui

L44 modérément étiré 0,82 0,67 Assez forte Oui

L52 plutôt étiré 0,71 0,51 Assez forte Oui

L55 relativement étiré 0,82 0,71 Assez forte Oui +

L56 épars 0,65 0,42 Moyenne Oui

L81 plutôt étiré 0,78 0,61 Assez forte Oui

L82 plutôt étiré 0,79 0,63 Assez forte Oui

L83 étiré 0,86 0,74 Assez forte Oui +

L90 arrondi 0,42 0,17 Faible Non

L91 modérément étiré 0,76 0,55 Assez forte Oui

L92 allongé 0,74 0,57 Assez forte Oui

L93 plutôt arrondi 0,49 0,24 Faible Non

L94 plutôt arrondi 0,49 0,24 Faible Non

21

3 ensembles selon R2 :

R2 ≥0,6 (L3-23, L19, L44, L55 et L56)

0,4≤R2<0,6 (L18, L52, L81, L82, L83, L91, L92 et L93)

R2<0,4 (L39, L90 et L94)

Nuage des points plutôt étiré

Résultats

22

y = 0,1502x + 759,26

R² = 0,5917

0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

7 000

8 000

0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 40 000 45 000

Fréquentation Totale en fonction du nombre d'arrêts joignables

entre 15 et 45 mn par ligne de tramway

r = 0,76

Résultats

23

Corrélation positive moyenne entre la fréquentation du tramway et le nombre d’arrêts de tramway joignables entre 15 et 45 min. Cette variable explicative (en l’exploitant toute seule) n’est pas la variable qui explique le mieux la fréquentation

Conclusion

24

Améliorations à apporter au modèle

Intégrer d’autres indicateurs (vitesse, fréquence,…) et faire une régression multiple

Donner un poids à chaque arrêt : pôle scolaire, bureaux,…

Prendre en considération le temps de marche à pieds entre le domicile et l’arrêt le plus proche

Tenir compte des usagers captifs

Elargir le modèle pour contenir le réseau bus, métro et même la SNCB

Conclusion

25

Scénarii

Extension du réseau (mise en place du RER ou construction d’une nouvelle ligne) et prédire l’évolution de la fréquentation grâce à notre indicateur ;

Comparaison avec une autre agglomération : Tunis, Genève, Lille, Paris…

Conclusion

26

Merci