Note Méthodologique sur la Modélisation statique des Trafics

Préambule

La définition des objectifs et des moyens à mettre en œuvre pour les atteindre, dans les domaines du transport et de la circulation, passe nécessairement par la connaissance et la compréhension des pratiques de déplacement. Cette connaissance et cette compréhension sont des tâches difficiles parce que les pratiques de déplacement en agglomération ne sont qu’un élément indissociable de l’ensemble des éléments concourant au fonctionnement de la ville.
Ainsi beaucoup d’études liées au fonctionnement urbain (en particulier les études de transports) exigent une connaissance du trafic actuel et futur.

Démarche générale des études de trafic

Pour pouvoir effectuer une étude de circulation, il faut une méthode ou un modèle d’estimation de trafic.
Cette méthode ou ce modèle se base sur des données ou hypothèses concernant :
- les caractéristiques des pratiques de déplacement
- la structure urbaine, notamment la localisation des emplois et des zones d’habitat
- les caractéristiques des réseaux : réseau de voirie, réseau de transport collectif

Il doit permettre de réaliser des estimations :
- des flux de déplacements par mode de transport et catégories d’usagers
- des avantages et inconvénients apportés aux différentes catégories d’usagers par les systèmes de transport envisagés
- des trafics sur des tronçons de voirie ou de lignes de transports collectifs
- des conditions de fonctionnement du réseau étudié : temps de parcours, vitesses, charges, niveau de saturation …

Fonctionnement du modèle

Pour faire fonctionner le modèle, il faut l’appliquer à deux types de situation : "de référence" et "futures".

Situation dite de « référence »

C’est la situation actuelle telle que l’on peut la connaître à partir des données dont on dispose :
- données socio – démographiques
- flux de circulation
- réseaux

La phase de reconstitution d’une situation de référence est nécessaire. Elle permet en effet d’ajuster un certain nombre de paramètres des modèles utilisés et de s’assurer que le modèle est en mesure de bien reproduire une situation connue.
Ensuite , elle permet des comparaisons avec d’autres situations définies en modifiant le jeu d’hypothèses.

Situations « futures »

On modifie le réseau de voirie, on fait des hypothèses sur les évolutions possibles des paramètres pris en compte dans le modèle et on recalcule les flux, temps de parcours …

Il reste alors à comparer les résultats obtenus :
- entre la situation de référence et chacune des variantes testées
- entre les différentes variantes

La complexité des phénomènes oblige le plus souvent dans l'élaboration des outils que l'on va utiliser, à distinguer plusieurs «étapes», dépendant les unes des autres.
Les principales étapes du modèle «classique» dit à quatre étapes sont les suivantes :
· la génération
· la distribution
· la répartition modale
· l'affectation du trafic

Le rôle des différentes étapes

La génération

Les calculs relatifs à la génération des déplacements sont destinés à répondre à la question : étant donnée une situation d'urbanisation (localisation des emplois, de l'habitat, des commerces, des industries, etc.) combien de déplacements partiront (émission) et combien de déplacements arriveront (attraction) dans une zone considérée?

La distribution

Connaissant les attractions et les émissions des diverses zones, les modèles de distribution évaluent les déplacements effectués entre les différentes zones.
En d'autres termes, ils répondent à la question : où vont les déplacements quittant la zone, d'où viennent les déplacements arrivant dans la zone ?
Ces modèles permettent d'établir les «matrices origine-destination».

Les matrices sont soit directement bâties en fonction des émissions, des attractions et des coûts (temps , distances …) entre zones (modèles gravitaires) soit par la mise à jour d'une matrice origine-destination déjà connue en fonction des évolutions des hypothèses d'urbanisation lorsqu'il n'y a pas de modifications structurelles en particulier des réseaux (modèles de facteurs de croissance).

La répartition modale

Les modèles de répartition modale déterminent les déplacements qui utilisent les différents modes de transport.
Les modes que l'on considère généralement sont les suivants :

Les trois méthodes les plus couramment utilisées pour déterminer la répartition modale sont :

- la grille de partage qui fournit les coefficients de répartition en fonction du type de déplacement
- les courbes de partage en deux modes qui, en fonction des coûts généralisés correspondants à l'utilisation de ces modes, fournit les pourcentages d'utilisation de ceux-ci.
- la modélisation désagrégée qui contrairement à l’approche agrégée dans laquelle on raisonne par rapport à un individu moyen dans une zone i, permet de comprendre les logiques de comportement de déplacement de chaque individu.

L'affectation du trafic

Ces modèles servent à calculer le nombre de personnes utilisant chacun des «tronçons» du réseau de transport. Pour cela, ils déterminent pour chacune des liaisons de la matrice origine-destination, le ou les itinéraires qui seront utilisés. Des outils comme Visum (Davisum) permettent de réaliser ce type d'opération.
L'hypothèse généralement utilisée est que chacun recherche le chemin qui lui permet de minimiser le temps généralisé ou le coût généralisé de déplacement (Principe d'Equilibre).