Home

Les outils d`évaluation des projets routiers – D`Ariane à

1. 0030070 m 0 00 10 00 F 50 00 NAN ni gt 40 00 lt ilill SSSR 40 00 ep 30 00 ET RTS LOIS Ass NL CO SR 30 00 ll Ha L 20 00 A STOA L 20 00 L 10 00 LIRE VAMA Xe CN ooo LL SS L 0 00 lt ll N o 3 8 8 83 3 a 8 8 Demande S g 8 8 8 TMJA 1 sens e 8 8 83 8 Z lt Longueur 1 km F 8 8 g 8 Demande L 10 km Som R TMJA 1 sens 60000 Proportion 60000 Proportion 57000 56000 m 90 00 54000 100 00 52000 51000 m 80 00 90 00 48000 m 80 00 90 00 48000 70 00 80 00 70 00 80 00 45000 m 60 00 70 00 44000 m 60 00 70 00 42000 40000 50 00 60 00 39000 d lo o 40 00 50 00 agod m 40 00 50 00 36000 m 40 00 50 00 D 30 00 40 00 33000 30 00 40 00 PER 30909 28000 m 10 00 20 00 27006 o 20 00 30 00
2. Proportion m 90 00 100 00 7 E Proportion m90 00 100 00 70 00 80 00 m 70 00 80 00 100 00 4 m 50 00 60 00 a o pe m 40 00 50 00 SR 90 00 0 00 40 00 90 00 m 40 00 50 00 80 00 1 10 20 00 30 00 80 00 1 2130 00 40 00 m 10 00 20 00 1 20 00 30 00 70 00 a0 007 10 00t 70 00 m 10 00 20 00 2 m 0 00 10 00 60 00 x 60 00 gt z RRAN SN 50 00 PNS 50 00 UN 40 00 IN N X 40 00 NUN MIN 30 00 L 30 00 uU INS 20 007 56000 20 00 UN a 60000 10 00 42000 45000 28000 30000 0 00 0 00 o 14000 Demande w 15000 Demande Longueur L km e 2 0 TMJA 1 sens o _ 0 TMJA 1 sens L 10 km lt a Proportion 60000 j 60000 a Proportion 57000 m 90 00 54000 100 00 m 80 60 90 00 52000 m 90 00 100 00 51000 48000 m 80 00 90 00 48000 o 70 00 80 00 70 00 80 00 45000 m 60 00 70 00 60 00 70 00 42000 40000 o o m 50 00 60 00 m 50 00 60 00 39000 36000 m 40 00 50 00 36000 o _ m 40 00 50 00 PETI 30 00 40 00 33000 0 30 00 40 00 D 20 00 30 00 30000 m 10 00 20 00 0 20 00 30 00 27000
3. 70 7 Analyse de la Convergence CVR M nt nn eat ur at nt 74 8 Conclusion sur les m thodes d affectation 77 8 1 Source des diff rences entre les r sultats d affectation des deux logiciels 77 8 2 Recommandations pour l affectation avec les modules S tra 78 Chapitre IV Des volutions dans les m thodes de bilan socio conomiQqUe 0eoceccccococoseosecocecocoseocecovouoececovcucns 79 1 Historique des textes r glementaires 80 2 De l instruction de 1998 celle de 2004 principales volutions 81 3 Influence des diff rentes volutions entre les instructions de 1998 et 2004 84 3 1 Le taux d actualisation ent RAT tn ee 84 3 1 1 P MAPES rende S QN EI VEN D D Pd 004 2 nn nn 84 3 1 2 Imp ct sur la rentabilit des projets saisie minette mines edit 86 32 La dur e des Calculs sente der tn D 0380600 A mn ed ER ra nr ten nent 3 2 1 Principes 3 2 2 Impact sur la rentabilit des projets ses descens det Red 87 3 3 Les valeurs tut laires pour l avantage des usagers sine 89 3 3 1 L entretien et la d pr ciation des v hicules stables de 1998 2004 89 3 3 2 Un malus d inconfort plus faible dans l instruction de 2004 89 3 3 3 Des cart
4. gt 2 2 4 voles vole rapide urpaine son temps kilom trique _5 20 Urbain petite x 06 i 21 2 voies normales repr sent s ci contre Avec le E 22 2 voies rapides a x VOIES normales param tre de longueur de la 24 3 voies rapides z 4 voles normales route on se d place sur ce 0 4 26 4 wies rapides 2 VOIES larges graphe prix temps le long de la 28 6 wies normales _ B gt 6 Voies rapides droite passant par le point 0 2 a 30 Connecteur origine 0 0 Co t km 0 4 0 0 05 0 1 0 15 0 2 0 25 On note qu il n est pas utile de comparer les types list s dans le tableau suivant car ils ont les m mes param tres sauf la capacit mais qui ne joue pas ici puisque l on travaille vide Type de route n Nom du type de route Identique au type 6m 1 2 voies 6m e a 3voesm 5 3 voies 10 5m 3 7m 6 4 voies 14m 2x2 voies carrefour giratoire 7 2x2 voies carrefour plan 2x3 et 2x4 voies autoroute conc d e 8 2x2 voies autoroute conc d e 14 140 2x3 et 2x4 voies autoroute non conc d e 13 2x2 voies autoroute non conc d e 16 160 2x3 et 2x4 voies voie rapide urbaine 15 2x2 voies rapides urbaines 23 25 28 Urbain 3 4 et 6 voies normales 21 2 voies normales 24 26 29 Urbain 3 4 et 6 voies rapides 22 2 voies rapides C
5. aujourd hui correspondent 42 dans 30 ans Collection Les rapports S tra 84 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes D importants travaux interminist riels sur le taux d actualisation ont fait l objet de plusieurs rapports du Commissariat G n ral du Plan notamment Transports choix des investissements et des nuisances de juin 2001 dit rapport Boiteux II 14 et R vision du taux d actualisation des investissements publics de janvier 2005 dit rapport Leb gue 15 Ces travaux ont amen la mise jour du 27 mai 2005 de l instruction de 2004 avec une r vision du taux d actualisation fix dor navant 4 pour la p riode 2005 2035 d croissant par palier ensuite selon les recommandations du rapport Leb gue En pratique le taux d actualisation peut tre fix en r f rence trois grandeurs le Taux Social de Pr f rence pour le Pr sent TSPP le rendement marginal net du capital priv et les taux d int r t long terme Dans une conomie id ale sans distorsions ni incertitudes avec un march parfait des capitaux ces trois grandeurs sont gales On expliquera ici uniquement le choix du rendement marginal net du capital priv et du TSPP utilis s respectivement dans les instructions de 1998 et 2004 Le rendement marginal net du capital priv il s agit d une approche fond e sur l observation
6. 21 SA S curit 29 814 799 50 899 170 41 SA_Effet de serre et pollution 3 327 852 NS NS Avantage Net Global 1 560 329 318 1 839 335 794 15 Co t d investissement HT 52 163 328 52 281 857 0 B n fice actualis 1 508 165 990 1787 053 937 16 B n fice actualis par unit 7 mon taire investie 28 9 34 2 T SA Co tinvestissement TTC 62 387 340 62 529 101 0 SA_Co t entretien voirie_TTC 1 336 340 2 181 860 39 TRI sans r sidus 33 0 35 0 6 Tableau 17 comparaison de la rentabilit de la d viation de L guevin avec les instructions de 1998 et 2004 taux d actualisation et Collection Les rapports S tra dur e de calcul identiques 99 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes L gende SA somme actualis e sur 50 ans des gains ou des co ts Les avantages n gatifs qui repr sentent donc des co ts sont en rouge et les gains en noir NS non significatif les co ts environnementaux n taient pas inclus dans le calcul du b n fice actualis en 1998 noter que ces co ts ont connu une sensible revalorisation entre 1998 et 2000 la tonne de carbone par exemple tait de l ordre de 74 valeur 2000 l ann e 2000 dans l instruction de 1998 contre 100 valeur 2000 l ann e 2000 dans l instruction de 2004 On constate que la rentabilit du projet en te
7. Ce type de syst me d quations est g n ralement r solu num riquement plut t qu analytiquement c est dire qu on utilise un algorithme d optimisation sous contrainte comme par exemple le solveur d un tableur Dans les outils logiciels de mod lisation des trafics la seule possibilit envisageable est de calculer l quilibre galement l aide d un algorithme qui peut tre d crit l aide du processus it ratif suivant issu des modules S tra e initialisation calcul des temps de parcours vide sur tous les arcs et chargement initial 0 dans TransCAD et 1 k flux total pour Ariane avec k nombre d itin raires possibles entre O et D Collection Les rapports S tra 56 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes e tapes pour chaque it ration et pour chaque OD o tape 1 Recherche des chemins efficaces d termination des chemins emprunt s Pour chaque chemin on calcule la somme sur les arcs emprunt s des et des temps de parcours d termin s pr c demment o tape 2 Calcul des flux auxiliaires issus de la r partition entre les diff rents chemins emprunt s en fonction des et temps calcul s l tape pr c dente tape 3 Calcul des flux r sultats partir d une combinaison entre la nouvelle r partition et la r partition issue de l it ration pr c dente seule une partie du trafic est r
8. Une premi re fa on d analyser leur niveau de concurrence pour des temps de parcours vide on rappelle que dans cette section on ne s int resse pas l effet de la charge sur le temps de parcours et pour des longueurs identiques avec le param trage par d faut de la table Setra_vdf Annexe 4 est de les repr senter sur le graphe prix temps Collection Les rapports S tra 51 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Condo des types Graphe Prix Temps Types de routes VL 1 de route sur le graphe prix 6 4_ 1 5m temps permet de visualiser la 7 2 6 4 3 7m hi rarchie entre les co ts et les 1 4 4 3 Voles 9m_ 35 voies 10 5m temps des diff rents types de 4 voies 14m v 7 2x2 voies carrefour plan routes pour 1 km 12 4 8 2x2 voies autoroute concedes 9 2x3 voies autoroute concedee axa voies fioros concedee Les caract ristiques de temps E 1 7m route expres i 2 2 voies carrefour giratoire et de co t d une route sont lt 13 202 voies 2 ZX3 VOIES ar non concedee gales la longueur de la route E 140 2254 voies concede x Lu Ns 7 _ VOIES rapide fois son co t kilom trique et o 7 18 253 wies rapide Urbane
9. lasticit T Trafic sans am nagement TR f rence d sinduction de trafic avec lasticit Ann e de ir alisation ide l am nagement i Ann e Ann e de calage horizon Dans les deux logiciels la m me m thode d estimation du trafic induit a t impl ment e On fait l hypoth se que la relation suivante lie demande de trafic et co t g n ralis de transport G entre la situation de calage 1 l ann e de mesure des trafics et la situation l ann e horizon 2 B lasticit ben 2 avec lasticit Gi 2 sans lasticit sans lasticit avec n gatif dont la valeur pr conis e param trable dans les modules S tra est 2 3 Le co t g n ralis de transport prend en compte les d penses mon taires co t de maintenance d pr ciation carburant p age malus et galement le co t du temps mon taris sur la base de la valeur du temps VL ou PL Avec l augmentation des revenus et du PIB dans le temps la valeur du temps augmente et le co t g n ralis de transport galement Ainsi toutes choses gales par ailleurs l application de la formulation pr c dente entre deux situations 1 et 2 ayant vu une augmentation de la valeur du temps entre 1 et 2 conduirait m caniquement une r duction de la demande de transport Cet exemple montre donc que la comparaison des co ts g n ralis s pour le calcul de la demande lastique et du
10. D Ariane TransCAD Rapport d tudes Diff rentes m thodes ont t employ es pour construire les formulations dont on donne un exemple ci dessous pour les sections en rase campagne Temps de parcours des VL terme fluide termes satur s 3 2 Toz a 2 L 1 106xa 22 8464 a Qu TE xa 2 22 24 24 24 24 24 5 4 5 4 26 0 Qui 0986 10 e Lz 5 694 107 e Qu C Pp Ca Prr Ca Temps de parcours des PL terme fluide termes satur s 3 by 1 106x a 41 32 x a LE 4114944 E Liz Ler 24 24 24 24 24 5 4 5 4 PEL 075 22 ae Qu Qni 0 866 0 114p 107 2 Qu Qr PriCa PriCa Coefficients a utilis s dans les formules partir de constantes par type de route Les a sont fonction du coefficient de rampe R et du coefficient de visibilit 1 1 ay pyr R AN yr R 5 1 1 Ca d bit moyen de saturation de l ar te do AM 4 AP R e 1 4 e 24 Facteurs horaires 14 69 et 18 20 par d faut ay AM y R AP R AQ 1 24 ay AM 39 1 AN R AP R e 24 by AM oop APoopr e R AN oo pr Asun 5 1 Pour plus de d tails se r f rera
11. On choisit de comparer les temps moyens obtenus pour un cas de concurrence d j tudi plus haut entre deux routes l une de type 3 route 2 voies bidirectionnelles avec une longueur fix e 10 km l autre de type 8 autoroute conc d e 2x2 voies et une longueur qui varie entre 4 et 15 km tout en faisant varier le niveau de demande Contrairement au cas tudi pr c demment c est la longueur de l autoroute que l on fait varier Les r sultats pr sent s sur les graphes de la page suivante sont tr s similaires avec l une ou l autre des lois d affectation On peut faire de nombreuses observations communes aux deux lois De fa on g n rale le temps moyen par OD augmente avec la longueur de l autoroute et aussi avec le niveau de demande Mais lorsque la longueur de l autoroute est inf rieure 12 km et pour une demande en dessous de 20 000 veh j quart en bas gauche des graphes tout le trafic ou presque s affecte sur l autoroute et le temps moyen ne d pend que de la longueur de celle ci Lorsque la longueur de l autoroute est sup rieure 12 km la majeure partie du trafic s affecte sur la route secondaire et le temps moyen d pend surtout de la demande de trafic Sur le troisi me graphe de comparaison en bas on remarque que la diff rence relative entre le temps moyen obtenu avec Abraham et prix temps Tprix temps T Abraham T Abraham ne d passe pas 25 Elle est comprise entre 10 et 10 pour la majeure
12. Organisation d une tude de projet d infrastructure interurbaine Les deux outils ici l tude sont bas s sur les m mes grands principes de mod lisation et d valuation m me s ils diff rent sur certains points techniques ou parfois simplement sur du vocabulaire Le sch ma ci dessous repr sente les diff rentes composantes d une tude de projet interurbain Ce sch ma est identique quel que soit l outil logiciel utilis Organisation d un mod le d affectation du trafic interurbain Analyse du territoire et de la probl matique Calage du mod le comparaison r sultats observations T i Ann e de calage ex 2007 Affectations situation de r f rence gt Exploitation des r sultats Comparaison des sc narii 1 Projection l ann e horizon ex 2020 5 E 2025 deest ELD IE Bilan socio co sur 50 ans gt am nagement A Valeurs tut laires Dans ce sch ma on trouve tout d abord dans les rectangles jaunes les tapes de construction des bases de donn es utilis es dans le mod le de trafic droite l offre de transport gauche la demande de transport La section suivante d taille les m thodes de repr sentation de ces donn es d entr e du mod le Ensuite l affectation avec toutes ses composantes puis le calage du mod le sont abord s avant de pr senter les principes de l exploitation du mod le
13. Pour plus de d tails m thodologiques sur les am nagements de r f rence et de projet le lecteur est renvoy vers l instruction DGR 13 4 3 3 volution des textes r glementaires Le cadre des tudes de rentabilit socio conomique des projets routiers en rase campagne est d fini dans des instructions du minist re charg des transports depuis 1963 Il volu de cette date nos jours accompagnant les politiques de choix des projets Cinq instructions se sont ainsi succ d es depuis 1980 e l instruction sur les m thodes d valuation des effets conomiques des investissements routiers en rase campagne de mars 1980 Direction des Routes e l instruction relative aux m thodes d valuation des investissements routiers en rase campagne de 1986 Direction des Routes e la circulaire du 3 octobre 1995 relative l harmonisation des m thodes d valuation des grands projets d infrastructures et son instruction cadre minist re charg des transports e la circulaire n 98 99 du 20 octobre 1998 relative aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers en rase campagne et l instruction relative aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers en rase campagne de 1998 Direction des Routes qu on appellera instruction de 1998 dans cette note e l instruction cadre du 25 mars 2004 relative aux m thodes d valuation conomique des grands projets d infrastructures de tran
14. consid r s comme des flux homog nes Ils ne sont donc pas identifiables individuellement comme dans les mod les microscopiques Le terme statique renvoie la dimension temporelle de l tude Les mod les d affectation statiques traitent une certaine p riode temporelle consid r e seulement en moyenne donc en n gligeant les variations qui dans la r alit surviennent au cours du temps l oppos les mod les d affectation dynamiques tudient les variations temporelles l int rieur d une p riode donn e Dans ces mod les il y a des interactions locales entre les pas de temps successifs alors que les mod les statiques tudient des p riodes de temps de fa on ind pendante Dans le cadre des projets interurbains la p riode retenue est l ann e et on consid re ainsi des Trafics Moyens Journaliers Annuels TMJA On notera que dans le domaine urbain les moyennes temporelles les plus tudi es correspondent aux heures de pointe En outre les mod les utilis s sont dits contrainte de capacit En effet l offre repr sent e par des sections de routes homog nes est soumise la congestion les temps de parcours se d gradent quand la circulation s intensifie Cette prise en compte se fait par l interm diaire de courbes temps d bit aussi appel es courbe d bit vitesse Les flux empruntant un arc peuvent cependant d passer le param tre de capacit que l on peut traduire comme le d bit o la saturation appara
15. d o le nom de m thode des moyennes successives Dans le cas d une affectation avec demande lastique la demande peut voluer au cours de la proc dure d quilibre en fonction de l volution du co t g n ralis calcul lui aussi l aide d une MSA Dans Ariane le calcul du trafic r sultat utilise galement le principe d une combinaison convexe entre le calcul issu de l it ration en cours et le r sultat de l it ration pr c dente avec un poids calcul par OD Nous n irons cependant pas plus loin dans la comparaison des m thodes de convergence et nous allons nous concentrer sur la comparaison entre les tats d quilibre r sultant de chacune des deux lois d affectation Collection Les rapports S tra 57 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 5 2 Illustration du calcul de l quilibre entre deux routes de type identique On reprend l exemple de deux arcs de type de route identique avec seulement une diff rence dans leur longueur celle ci jouant la fois sur le co t de circulation et sur le temps de parcours Nous allons dans un premier temps tudier l impact de cet cart relatif de la longueur ici gal l cart en co t sur la r partition des trafics puis nous verrons galement l importance du niveau de demande Dans le cas du prix temps la premi re it ration affecte syst matiquement tout le trafic sur l itin raire le
16. e une modularit de l outil permettant de r aliser des tudes multimodales et offrant plus de libert s dans les param trages possibilit de modifier les valeurs du temps les courbes temps d bit e l automatisation de certaines t ches notamment la recherche automatique des itin raires e l int gration de bases de donn es g or f renc es e la possibilit d changer des donn es avec d autres logiciels e l augmentation de la vitesse d ex cution chargement des donn es sauvegarde des r sultats Le recensement complet des besoins exprim s par les utilisateurs d Ariane est donn en Annexe 2 Collection Les rapports S tra 12 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Le tableau suivant liste tous les objectifs qui avaient t fix s au nouvel outil dont certains auxquels r pondait d j Ariane tels qu ils ont t r sum s dans l tude d opportunit Objectifs principaux Gains attendus Comment mesurer Mod le d affectation prix temps Meilleure repr sentation des comportements de choix d itin raires Test sur une tude al a et de la concurrence autoroute route gratuite Automatisation du choix des Gains de temps Objectivit dans les choix d itin raires Interviews des itin raires Augmentation de la pr cision de description du r seau Utilisateurs Calcul des bilans socio R ponse aux exige
17. en 2 Collection Les rapports S tra 88 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 3 Les valeurs tut laires pour l avantage des usagers Cette partie analyse une une les volutions des valeurs tut laires entre 1998 et 2004 3 3 1 L entretien et la d pr ciation des v hicules stables de 1998 2004 L entretien et la d pr ciation des v hicules sont globalement valoris s de la m me fa on dans l instruction de 1998 et l instruction de 2004 Ceci traduit la relative stabilit de ces co ts pour les usagers entre les deux p riodes Toutes choses gales par ailleurs les avantages d entretien et de d pr ciation valu s avec l instruction de 1998 ou l instruction de 2004 restent donc relativement proches Usure entretien et A d pr ciation des Instruction 1998 Instruction 2004 v hicules cart relatif Unit de r f rence Valeur en euros 2000 Valeur euros 2000 v hicule km quelle que soit l ann e quelle que soit l ann e VL 0 09 0 10 3 PL 0 14 0 13 7 Tableau 7 l entretien et la d pr ciation des v hicules dans les instructions de 1998 et de 2004 Dans l exemple de la d viation de L guevin cf Tableau 17 la somme actualis e des co ts d entretien et d exploitation des v hicules augmente de 2 avec l instruction de 2004 par rapport celle de 1998 hors effet du taux d actualisation et
18. le on pourra se contenter de v rifier la convergence de l algorithme l aide de l indicateur om ga si l on s int resse seulement aux r sultats de trafic Dans le cas d un bilan socio conomique on v rifiera la convergence du mod le galement en cart de trafic auxiliaire On repr sente sur le graphe suivant les indicateurs de convergence donn s par le rapport de convergence sur deux chelles diff rentes Celle de droite correspond l indicateur om ga qui est sans unit celle de gauche l cart entre flux auxiliaire et r sultat en v hicules par heure 1000 0 2 900 0 18 5 800 0 16 gt Ecart maximum de trafic VL 700 s Omega 0 14 600 0 12 500 0 1 400 0 08 300 0 06 200 0 04 100 0 02 0 0 2 7 12 17 22 27 32 37 42 It ration Ces deux courbes permettent la fois de v rifier la convergence des trafics par arc flux r sultats via l indicateur Om ga mais galement la convergence en chemin flux auxiliaire via l cart maximum de trafic Collection Les rapports S tra 75 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Le m me calcul a t r alis en modifiant les param tres de la MSA avec K1 K2 2 1 au lieu des param tres par d faut 1 0 On rappelle 05 1 Principe de calcul de l quilibre que ces param tres d terminent le poids dans la MSA gamma K1 K2
19. mais cela sort du cadre de cette tude Finalement on rappelle que l volution de ces m thodes d valuation socio conomiques d pendent exclusivement des pr conisations des instructions successives Le choix du logiciel n influe pas sur ces m thodes On notera tout de m me que le passage d Ariane TransCAD a conduit d velopper des outils de calcul socio conomique plus largement param trables dans TransCAD que dans Ariane Collection Les rapports S tra 34 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Chapitre III Des volutions dans les principes d affectation du trafic Collection Les rapports S tra 35 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes L objet de ce chapitre est de comparer deux lois de r partition entre itin raires e la 101 d Abraham impl ment e dans Ariane e loi d arbitrage prix temps impl ment e dans les Modules S tra de TransCAD La premi re section de ce chapitre donne les bases th oriques pour chacune des deux lois d affectation Elle tudie galement le principe de s lection des itin raires et l algorithme de calcul de l quilibre On verra ensuite le param trage de la distribution des valeurs du temps Une fois pos es ces bases l mentaires des m canismes et du param trage de deux lois d affectation nous comparerons
20. r duction du temps de calcul pr conis e dans l instruction de 2004 on ne sp cule plus sur les avantages futurs des projets cf 03 2 La dur e des calculs Pour les projets actuellement analys s dont les avantages sont positifs et relativement stables sur du long terme le passage d un calcul l infini en pratique 30 ans plus une valeur r siduelle un calcul sur 50 ans implique m caniquement une diminution des b n fices Le ph nom ne contraire serait observ en cas de forte croissance de ou de gains entre 30 ans et 50 ans apr s la mise en service Si l on enl ve les effets de l actualisation et de la dur e des calculs on peut observer les effets de l volution des valeurs tut laires entre les deux circulaires Les principaux changements portent sur e la valeur du temps elle peut augmenter fortement entre les instructions de 1998 et 2004 si la zone d influence du projet supporte une part non n gligeable de trafics longue distance e la s curit deux effets contraires interviennent entre les instructions de 1998 et 2004 les diff rences de risques d accident entre infrastructures diminuent et la valeur de l ins curit augmente e le carburant dont la valeur augmente courbes de consommation gales l ordre de grandeur des carts sur ce poste est de 20 e le malus d inconfort qui diminue et dont l effet est plus ou moins marqu selon les types de routes pr sents dans la zone d infl
21. tres sa moyenne et son cart type qui sont analys s au 02 Param trage des valeurs du temps Collection Les rapports S tra 40 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes La r gle de choix d itin raire par l usager exprime simplement sa rationalit conomique individuelle chaque usager choisit l itin raire qui minimise son co t g n ralis G P aT o Pest le prix c est dire les co ts de circulation de p age T est le temps de parcours sur l itin raire est la valeur du temps des usagers La r gle s illustre sur un diagramme des co ts g n ralis s des itin raires en fonction de la valeur du temps des usagers pour une O D Co t G n ralis G P T Itin raire inefficace Itin raire 1 Itin raire 2 Itin raire 3 Valeur du temps a a 2 3 coupure entre iti 2 et 3 Densit de probabilit Proportion de Loi Log Normale 15 h 0 5 trafic sur iti 2 Proportion de trafic sur iti 3 Proportion de 30 40 50 trafic sur iti 1 Valeur du temps a h Sur le premier graphe l enveloppe inf rieure des co ts g n ralis s repr sente le co t g n ralis minimum offert par les diff rents itin raires de la relation O D chaque valeur du temps Pour chaque valeur du temps elle donne l itin raire ou chemin choisi On peut d terminer graphiquement la valeur du temps de coupure
22. types de t ches e la mod lisation des trafics ou d placements e l valuation socio conomique de projet Apr s la pr sentation des grands principes communs aux deux logiciels dans le chapitre 2 les chapitres 3 et 4 tudient ces deux parties de l tude de trafic de fa on ind pendante Ils se basent sur l analyse des principes th oriques et leur application sur des exemples simples Nous analysons ainsi l impact des diff rentes composantes et de leurs param tres sur les r sultats de mani re isol e A partir de ces l ments le bilan pr sent dans le dernier chapitre t chera de mettre en vidence les causes et les origines des diff rences observ es dans les r sultats obtenus avec les deux outils pour des tudes de tailles r elles Enfin nous mettrons en vidence les nouveaux champs d tude rendus possibles par l utilisation de TransCAD Collection Les rapports S tra 14 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Chapitre Des grands principes d valuation conserv s d un outil l autre Collection Les rapports S tra 15 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 Les principes g n raux identiques 1 1 Un m me objectif Les modules S tra de TransCAD ont t d velopp s pour r pondre aux m mes objectifs qu Ariane avec toutes les p
23. 10 8 9 7 8 E 6 7 m 5 6 m 4 5 0 3 4 0 2 3 1 2 0 1 L2 km L1 10km sens 60000 56000 52000 48000 44000 40000 36000 32000 28000 24000 20000 Diff rence relative m 20 25 m 15 20 m 10 15 o 5 10 0 5 m 5 0 m 10 5 On s aper oit que les diff rences entre les deux lois d affectation en termes d avantages li s aux usagers sont globalement plus faibles que celles li es aux r partitions de trafic L encore les param tres des itin raires comme la longueur des arcs le type de route ou les courbes temps d bit ont un impact largement pr dominant dans les r sultats par rapport la loi d affectation Aussi partir d autres analyses non restitu es ici on confirme l intuition que les courbes temps d bit ont un impact pr dominant au niveau des avantages de temps Collection Les rapports S tra 66 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 6 Comparaison des courbes temps d bit Les courbes temps d bit d crivent l volution du temps de parcours par kilom tre ou de la vitesse sur un tron on en fonction du d bit en entr e de secti
24. 24 Tableau 14 valeurs des co ts d effet de serre et de pollution de l air dans l instruction de 2004 L instruction de 2004 recommande galement d int grer les gains ou co ts li s au bruit dans le calcul du b n fice actualis Leur valorisation est fonction de la d pr ciation ou revalorisation des loyers des logements dont les volumes de nuisances sonores sont sup rieurs 50 dB et varient de plus ou moins 2dB apr s la mise en service du projet Ce calcul n cessite l utilisation de mod les de bruits routiers et peut tre complexe mettre en uvre En pratique il n est r alis que pour les projets importants Peu de calculs de gains ou co ts li s au bruit ont t r alis s jusqu pr sent mais il semblerait qu ils repr sentent une part tr s faible du b n fice actualis moins de 5 Dans l exemple d velopp en partie 4 nous n tudierons pas les effets li s aux bruits Collection Les rapports S tra 94 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 4 Les co ts d entretien d exploitation et de grosses r parations des chauss es Les co ts d entretien et de grosses r parations ont fortement volu de 1998 2004 Ils ont t divis s par deux voire par trois selon les types de routes pour le non conc d comme le montre le Tableau 15 except sur les voies rapides urbaines le d entretien co
25. 24 07 1996 pp 455 477 C Abraham R Coquand La r partition du trafic entre itin raires concurrents Revue G n rale des Routes et A rodromes N 357 pp57 76 Paris juin 1961 Barbier Saint Hilaire F Mode d emploi du logiciel Davis Tribut Equilibre Rapport Inrets 1992 1996 Dial R Bicriterion traffic assignment efficient algorithms plus examples Transportation Research B vol 31 1996 Leurent F Comparaison de deux principes d affectation du trafic Convention Setra Inrets 1995 Leurent F Calcul de deux mod les d affectation Convention S tra Inrets 1998 Leurent F Les valeurs du temps des automobilistes Marseille en 1995 RTS n 60 1998 Instruction et circulaire n 98 99 du 20 octobre 1998 relatives aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers en rase campagne Direction des Routes 1998 Instruction cadre du 25 mars 2004 relative aux m thodes d valuation conomique des grands projets d infrastructures de transport mise jour le 27 mai 2005 METATM Comit des directeurs transports 2005 58 p L instruction DGR relative aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers interurbains version provisoire du 23 mai 2007 Disponible sur le site intranet minist re de la DGITM http intra dgitm 12 article php3id_article 5380 Commissariat G n ral du Plan Transports choix des investissements et co t des nuisances dit Rapport Boiteux
26. 24000 m 0 00 10 00 m 10 00 20 00 21960 m 0 00 10 00 16000 18000 15000 12000 12000 8000 9000 4000 6090 3000 0 0 VI VIT LR RL EE MN A O o AN N N O lt 6 n lt lt 8 amp 54000 51000 48000 45000 20 00 25 00 DR l lo lo TMJA 1 m 15 00 20 00 38000 4 36000 10 00 15 00 33000 0 5 00 10 00 30000 m 0 00 5 00 27000 m 5 00 0 00 24000 m 10 00 5 00 21 15 00 10 00 800 er 20 00 15 00 Diff rence absolue des m 25 00 20 00 proportions sur l arc 2 m 30 00 25 00 9000 6000 3000 0 Longueur 12 km o N DO S 62 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes En analysant la comparaison des deux routes de types identiques sur les graphes de la premi re page on v rifie que plus la longueur de l itin raire 2 est courte plus la proportion de trafic qui s y affecte est importante Selon le deuxi me axe on v rifie que plus la demande est importante plus la r partition s approche de 50 50 Dans ce cas de deux itin raires de types identiques on observe de fortes diff rences entre les deux lois d affectation lorsque la demande est faible avec une diff rence absolue qui va au del de 40 et de 40 Au con
27. 36000 MAR AQU 25600 30 00 40 00 33000 o 30 00 40 00 r 20 00 30 00 28000 10 00 20 00 rana 20 00 30 00 27000 10 00 20 00 10 00 20 00 20000 21000 m 0 00 10 00 16000 18000 15000 12000 Demande TMJA 1 sens 12000 8000 9000 4000 6000 L km 0 3000 A o E lt N N 0 L 10 km G KN S S 7a Si l on compare les r sultats des analyses pr c dentes entre elles on s aper oit que les param tres des itin raires comme la longueur des arcs le type de route ou les courbes temps d bit ont un impact largement pr dominant dans les r sultats par rapport la loi d affectation En d autres termes l effet d un changement de loi d affectation a peu d incidence compar e au param trage du r seau Collection Les rapports S tra 64 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 5 4 Calculs des avantages li s aux usagers r sultats moyens pour l OD Pour terminer la comparaison th orique entre les deux lois d affectation on peut valuer les diff rences obtenues en terme d avantages li s aux usagers Par exemple pour le temps de parcours on calcule le temps moyen pour l OD gal au temps moyen sur le r seau partir de la formule Top x Fop T x Fa Fop L avantage de temps entre situations de projet et de
28. 484 1 1956 52 2 x2 voies 9 6 4 8 50 2 016 0 6336 69 7 m express 12 6 6 45 2 4 1 65 31 2 x 2 express 7 4 8 31 0 77 0 6336 18 Autoroute 6 1 3 8 46 0 77 0 3344 57 Tableau 11 les risques d ins curit dans les instructions de 1998 et 2004 1 ces profils de route concernent le r seau existant ils ne doivent plus tre propos s en situation d am nagement 2 route avec carrefours niveau avec ou sans travers e du terre plein central 3 urbaines et interurbaines Collection Les rapports S tra 92 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Concernant la valorisation des gains d ins curit elle a consid rablement augment dans l instruction de 2004 gr ce une r valuation de la valeur des pr judices et une croissance plus importante de cette valeur sur le long terme Ainsi dans l instruction de 2004 la valorisation du tu est sup rieure de 45 en 2000 et de 70 en 2050 la valeur de l instruction de 1998 Instruction Instruction Instruction Instruction 1998 2004 1998 2004 2 Valeur Valeur en Valeur en Valeur en ee euros 2000 euros 2000 euros 2000 euros 2000 BA 7 ann e 2000 ann e 2000 ann e 2050 ann e 2050 Co t accident accident 1 tu 691 174 1 000 000 1 162 067 1 960 000 45 69 1 bless grave 71172 150 000 1
29. 5 effets du taux d actualisation sur le b n fice actualis d un projet Sans croissance des co ts le b n fice actualis est de 5 6 fois sup rieur avec un taux de 4 variable par rapport un taux de 8 parce qu avec un taux de 4 le gain de 100 constants reste significatif sur une plus longue dur e Lorsqu on introduit une croissance des co ts on constate qu moyen terme le b n fice actualis avec un taux de 4 reste sup rieur au b n fice actualis avec un taux de 8 mais qu plus long terme la hi rarchie s inverse En effet le taux 4 crase moins les co ts de long terme et permet de mieux valoriser les pr judices laiss s aux g n rations futures dans la rentabilit d un projet Pour la d viation de L guevin d crite en 04 La d viation de L guevin un projet analys selon les deux m thodes le passage d un taux d actualisation de 8 4 multiplie par trois le b n fice actualis Globalement la diminution du taux d actualisation conduit donc mieux valoriser les gains et les co ts venir Si la chronique des avantages est croissante dans le temps et positive le passage d un taux de 8 4 impliquera une augmentation importante du b n fice actualis Si au contraire les co ts prennent le pas sur les gains sur le long terme et que la chronique des avantages d cro t puis devient n gative le b n fice actualis 4 sera plus d favorable qu un b n fice actualis
30. 8 condition que les calculs soient conduits sur une Collection Les rapports S tra 86 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes longue p riode Compte tenu des r gles de calculs d finies dans l instruction de 2004 et des projets routiers actuellement analys s c est le premier cas qui est syst matiquement observ aujourd hui Cet tat de fait pourrait changer avec les nouvelles valorisations des effets sur l environnement pr vues l issue du Grenelle 3 2 La dur e des calculs 3 2 1 Principes L instruction de 1998 pr conise de conduire les calculs des co ts et des avantages des projets l infini On fait alors l hypoth se que l utilit du projet n est pas remise en cause par les g n rations futures qui ne d cideront donc pas de le d truire ou d en changer l usage et qu il n y a pas de co t de r g n ration ou de mise en tat de la friche pr voir En pratique les hypoth ses macro conomiques prises dans l instruction de 1998 font que les gains et les co ts des projets sont constants partir d une ann e horizon n Le calcul l infini revient alors conduire les calculs jusqu l ann e n puis ajouter une valeur r siduelle gale l actualisation l infini de l avantage de l ann e n Pour fixer les choses l instruction de 1998 recommande d arr ter les calculs la 30 ann e apr s la mise en service puis
31. Coefficients multiplicateurs Instruction 1998 Instruction 2004 cart relatif par rapport l ann e de r f rence 2000 2009 1 24 1 18 5 PIB 2025 1 81 1 60 12 2050 1 81 2 32 28 2009 121 1 13 1 CFM par t te 2025 1 68 1 42 15 2050 1 68 1 96 17 Pour les valeurs tut laires on obtient les facteurs multiplicatifs suivants par rapport l ann e 2000 volution des valeurs tut laires Coeffic Ene multiplicateurs Instruction 1998 Instruction 2004 cart relatif par rapport l ann e de r f rence 2000 2009 32 1 12 6 75 31 4 39 0 22 Valeur du temps PL 2025 32 1 37 6 75 31 4 40 6 27 2050 32 1 76 6 75 31 4 43 3 35 Coefficient multiplicatif 2009 1 21 1 09 10 des valeurs du temps 2025 1 68 1 28 24 VL et malus 2050 1 68 1 60 5 Tableau 3 tableau r capitulatif des coefficients de croissance des valeurs entre les instructions de 1998 et 2004 Les avantages li s au temps VL et PL tant proportionnels aux valeurs du temps ceux li s aux PL peuvent augmenter ainsi de plus de 20 entre les deux instructions La croissance moindre de la valeur du temps VL doit tre relativis e selon les classes de distances d finies dans l instruction provisoire de 2007 Les analyses plus pouss es se trouvent dans le paragraphe O 3 3 3 Des carts de valeur du temps tr s variables En effet pour comprendre l effet de chacune des volutions interve
32. Sur cet itin raire s affectent tous les usagers qui ont une valeur du temps comprise entre les valeurs du temps de coupure de l itin raire Voir les illustrations dans le paragraphe pr c dent Alors que les itin raires s lectionn s sont fig s dans Ariane les itin raires efficaces peuvent changer d une it ration l autre au cours de l algorithme d affectation prix temps Ce processus automatique de s lection des chemins n est pas limit en nombre de chemins Il permet de mod liser des r seaux de tr s grande taille sans avoir les simplifier Le fait d avoir un r seau extr mement d taill peut en revanche poser des probl mes de convergence cf aussi 07 Analyse de la convergence et avoir des cons quences inflationnistes sur le temps de travail cause de la complexification des v rifications des itin raires efficaces et de leur calage Vraisemblance des itin raires Les m thodes automatiques de recherches de chemins s lectionnent parfois des itin raires peu vraisemblables Au del des erreurs de description du r seau peuvent tre s lectionn s des itin raires peu probables par exemple qui entrent et sortent de l autoroute plusieurs fois au cours du d placement Dans la r alit si les routes parall les aux autoroutes sont localement plus int ressantes seuls les usagers locaux sont en g n ral susceptibles d effectuer de tels mouvements A contrario si le logiciel trouve des itin raires secondaires qui
33. TransCAD Rapport d tudes 5 Conclusion sur le changement d instruction Le passage de l instruction de 1998 celle de 2004 qui correspond au passage du logiciel Ariane 06 au logiciel TransCAD change de fa on importante la rentabilit des projets en termes de b n fice actualis et de b n fice par unit mon taire investie toutes choses gales par ailleurs en particulier partir de trafics identiques chaque ann e d affectation Les tests effectu s sur le projet de d viation de L guevin montrent que le b n fice actualis estim avec les standards de 2004 est deux fois plus important que celui estim avec les standards de 1998 Le principal d terminant de cet cart est le changement de taux d actualisation survenu entre les deux instructions qui permet de mieux prendre en compte les co ts et les gains de long terme Toutes choses gales par ailleurs il entra ne une multiplication par trois du b n fice actualis sur le projet de L guevin Les analyses de la partie 03 1 Le taux d actualisation indiquent qu avec les r gles actuelles de calcul socio conomique cette diminution du taux conduira toujours une augmentation importante du b n fice actualis mais que la tendance pourrait s inverser si certains co ts taient fortement valoris s long terme de sorte que le b n fice annuel devienne n gatif La dur e des calculs a un impact moindre qui d pend fortement de la chronique des avantages Avec la
34. affect e selon les nouvelles proportions o tape 4 Calcul des temps de parcours pour chaque arc en fonction des trafics l empruntant On it re les tapes 1 4 jusqu ce qu un crit re d arr t du calcul soit atteint par exemple un nombre maximum d it rations pr d fini ou un seuil pour un crit re de convergence cf 07 Analyse de la convergence La 3 tape est n cessaire afin d avoir un processus it ratif qui converge En effet seule une partie du trafic est r affect e selon les nouvelles proportions calcul es l it ration en cours et cette partie r affect e diminue avec le nombre d it rations de fa on ce que l algorithme converge vers un quilibre La m thode impl ment e dans les modules S tra de TransCAD et qui est couramment utilis e est la m thode dite MSA pour Method of Successive Average M thode des Moyennes Successives Pour chaque arc et chaque classe de trafic VL et PL le r sultat l issue d une it ration est calcul selon la formule X lt 1 7 X 1 7 X n n OU e est le trafic de la classe sur les arcs l it ration n e X est le flux auxiliaire issu du calcul de l it ration en cours K e y K et K tant des constantes 1 et par d faut K n i Avec les valeurs de K et K par d faut on obtient Y X Le flux r sultant de la n it ration est iz ainsi la moyenne des flux auxiliaires des n it rations
35. applications avec un type urbain et un type autoroutier ci dessus l application de la loi prix temps donne une proportion de trafic de 100 sur l itin raire 1 T2 T1 1 05 P2 P1 1 05 12 11 1 05 F2 F1 0 F2 F1 0 F2 F1 0 Iti 1 100 Iti 1 100 Iti 1 100 Iti 2 0 Iti 2 0 Iti 2 0 Lorsque deux itin raires sont identiques vis vis de leur type l augmentation de l un des param tres fait basculer tout le trafic sur un seul des itin raires Cet effet est ressenti par les mod lisateurs comme une instabilit de l affectation prix temps Cependant il est en partie compens par l quilibrage de la r partition gr ce la variation des temps de parcours via les courbes temps d bit reste cependant que cette radicalit du mod le prix temps peut poser des difficult s de convergence voir 07 Analyse de la convergence Si on a deux itin raires qui offrent les m mes caract ristiques avec des co ts et des temps tr s proches on obtient des r sultats tr s diff rents avec les deux principes de r partition proche de 50 50 avec la loi d Abraham alors que la loi prix temps met tout le trafic sur le plus efficace On sera particuli rement attentif en milieu urbain car le maillage du r seau offre des itin raires tr s similaires par exemple deux rues parall les dans une agglom ration Ce constat sera cependant nuanc avec l introduction de la prise en compte de l effet des d bits sur
36. au manuel d utilisation d Ariane Ces formulations utilisent de nombreux coefficients et prennent galement en compte diff rents param tres tels que la visibilit la rampe la sinuosit la taille des agglom rations Elles sont donc analytiquement difficiles tudier et expertiser 6 2 Courbes utilis es dans TransCAD TransCAD propose diff rentes courbes temps d bit en anglais Volume Delay Function pour les affectations dans le logiciel support Parmi elles on trouve les courbes BPR pour Bureau of Public Roads Ce type de courbe est reconnu internationalement et est largement utilis dans tous les pays Ces courbes sont calibr es partir de d bits et de temps de parcours mesur s et moyenn s sur une heure Les courbes BPR sont de forme exponentielle et utilisent la notion de capacit utilis e habituellement en exploitation Elles d crivent l volution du temps de parcours kilom trique sur l ensemble de la plage de demande et donc ne n cessitent pas un deuxi me terme d ajustement pour d crire les cons quences de la congestion Collection Les rapports S tra 68 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Ce sont ces courbes qui sont impl ment es dans les modules S tra de TransCAD Les temps de parcours en charge pour les VL et pour les Camions ou PL en minutes par kilom tre sont obtenus par les relations
37. avait d j t d pass dans le cadre de l tude France enti re 2015 r alis e entre 1995 et 2000 La demande de transport est tablie pr alablement toute tude de simulation et la m thode d laboration de cette demande n a pas volu avec le passage d Ariane TransCAD En effet elle est quasiment syst matiquement labor e partir d enqu tes OD r alis es par interview des conducteurs aux bords des routes Par opposition les autres m thodes d laboration de la demande g n ralement utilis es dans les mod les urbains par exemple font appel un mod le de demande compos des tapes de g n ration et de distribution des d placements entre les OD et souvent aussi d une tape de choix entre diff rents modes de transports d o leur d nomination de mod les quatre tapes en comptant celle de l affectation Ces tapes sont r alisables avec TransCAD en dehors des modules S tra elles ne le sont pas avec Ariane 2 3 Repr sentation des trafics locaux Dans les deux logiciels on peut ajouter aux arcs des pr chargements ou trafics locaux qui correspondent des v hicules dont la distance de d placement est courte depuis et vers l int rieur d une m me zone d o leur appellation trafics locaux Ils peuvent galement correspondre des v hicules dont on sait qu ils empruntent le r seau d apr s les comptages mais qui n ont pas t enqu t s Ces flux peuvent ainsi tre pris en compte
38. cifiques chaque circulaire Ecarts 2004 1998 SA Temps PL 1549115 519 636 985 062 143 dont SA VL 1337 831 888 575 958 712 132 SA Temps 211 283 631 61 026 340 246 Carburant VL PL 46 283 366 17 873 459 159 TIPP 23 104 837 10 699 721 116 TVA fonctionnement 15 671 079 10 989 185 43 SA Entretien v hicules VL PL 53 287 200 52 123 432 2 SA VL 95 701 753 52 233 637 83 SA S curit 30 490 505 22 422 914 30 SA_Effet de serre et pollution 3431315 NS NS Avantage Net Global 1 6008 892 336 690 455 396 133 Co t d investissement HT 52 200 821 47 522 396 10 B n fice actualis 1 556 691 515 642 932 999 142 B n fice actualis par unit 29 8 13 5 120 mon taire investie SA _Co t investissement 62432162 56 836 788 10 SA _Co t entretien voirie 1356227 1063 434 28 TRI sans r sidus 33 35 6 Tableau 18 comparaison de la rentabilit de la d viation de L guevin avec les instructions de 1998 et 2004 dur e de calcul identique mais avec effet du taux d actualisation L gende SA somme actualis e sur 50 ans des gains ou des co ts Les avantages n gatifs qui repr sentent donc des co ts sont en rouge et les gains en noir NS non significatif les environnementaux n taient pas inclus dans le calcul du b n f
39. date optimale de mise en service a le b n fice par euro investi le plus lev Les avantages pris en compte sont le temps la consommation de carburant l entretien et l usure du v hicule les p ages en tant que transferts la s curit et le malus d inconfort Un calcul des co ts li s la pollution de l air le bruit et l effet de serre est recommand mais il ne doit pas tre int gr dans le b n fice actualis L instruction de 2004 reprend les principes de 1998 mais int gre cette fois la prise en compte des effets sur l environnement pollution de l air et effet de serre dans le calcul du b n fice actualis Le taux d actualisation varie dans le temps de 4 2 et n inclut pas de prise en compte du risque cf 3 1 Ce dernier doit donc tre appr hend part dans les tudes de rentabilit Un co t d opportunit des fonds publics de 30 doit tre pris en compte dans l analyse de la rentabilit Pour les projets conc d s en plus du b n fice actualis par euro investi on calcule le b n fice actualis par euro public d pens qui permet de prendre en compte la contrainte budg taire de l Etat D autres param tres portant plus sp cifiquement sur le calcul tels que les dur es de calcul et la mon tarisation des diff rents avantages ont galement volu entre ces diff rentes instructions comme r capitul dans le Tableau 1 Certains de ces avantages sont marchands c est dire qu ils s ach tent
40. de 2004 qu avec l instruction de 1998 Ici le passage d une dur e de calcul de 50 ans sans valeur r siduelle 30 ans avec valeur r siduelle a augment le b n fice actualis On constate que l essentiel de l cart sur la rentabilit entre les instructions de 1998 et 2004 est li au changement de taux d actualisation et que la dur e des calculs joue relativement peu Part des co ts et des gains dans la somme actualis e totale des avantages du projet 100 m Instruction 2004 m Instruction 1998 80 60 Part dans l avantage gt 8 D Co ts et gains 0 r pun gt gt R m __ E _ Temps Carburant Entretien TVA TIPP Malus_VL S curit Effet de serre Co t VL PL VL PL v hicules fonction et entretien 20 VL PL nement pollution voirie TTC A nouveau la r partition des co ts et des gains dans l avantage net total du projet est semblable entre les instructions de 1998 et 2004 avec effet de l actualisation et de la p riode de calcul La part des gains de temps est l g rement plus importante avec l instruction de 2004 La valorisation de ces gains est si importante qu il n est pas possible de voir l effet de l arr t des calculs 50 ans au lieu de 30 ans avec valeur r siduelle sur la prise en compte des effets de long terme Collection Les rapports S tra 103 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane
41. de transport quel que soit leur mode d autre part Pour les modules S tra de TransCAD certaines tapes de la construction et de l exploitation des mod les de trafic routier font l objet de travaux compl mentaires en cours notamment sur le calage et la validation des mod les d affectation du trafic et en particulier la loi prix temps Au del des programmes des modules S tra d di s aux projets routiers les possibilit s de mod lisation multimodale de TransCAD font l objet de documents d aide leur utilisation d j publi ou venir Ces outils sont en fait relativement simples d utilisation pour ceux qui connaissent les principes th oriques de ces m thodes document es par ailleurs Une fois ma tris s les outils n cessaires la mod lisation multimodale la plateforme de programmation GISDK de TransCAD permet de les diff rents programmes afin d obtenir un mod le int grant les modes de transports souhait s Ces mod les permettent d estimer les reports entre les diff rents modes de transports dans les limites de capacit de pr diction des mod les de choix modaux Techniquement la plateforme de TransCAD offre donc tous les outils n cessaires une valuation globale multimodale da m me type que celle qui est r alis e avec les modules S tra pour les projets routiers interurbains Les difficult s pour la r alisation d un tel programme int gr d valuation multimodale rel vent Collection Le
42. des 19 07772 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 d vitement de p ages Valeur du Temps h Collection Les rapports S tra 43 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Les courbes de r partition cumul e ci contre permettent d observer comment diminue la valeur m diane 50 lorsque l cart type augmente On note galement que plus l cart type est petit plus la r partition sera sensible autour de la valeur du temps m diane mais moins elle le sera aux autres valeurs Quand l cart type est lev la r partition est plus sensible aux faibles valeurs du temps Probabilit cumul e 1 00 0 90 0 80 0 70 0 60 0 50 0 40 0 30 0 20 0 10 Fonction de r partition cumul e des valeurs du temps Moyenne 15 h cart 25 type de 0 2 1 1 30 35 40 45 50 Valeur du Temps h 2 2 Moyenne de la distribution log normale Les courbes ci contre permettent d appr hender les effets des variations de la moyenne des valeurs du temps sur la distribution Quand la moyenne augmente le pic de la distribution se d place vers les valeurs du temps plus lev es et on remarque galement que la distribution s aplatit Lorsque l on augmente la moyenne des valeurs du temps on augmente bien videmment la m diane mais de fa on moindre le d calage entre la moyenne
43. des r sultats sur la carte analyse th matique De fa on g n rale une fois habitu l interface l utilisateur appr cie la grande souplesse de l outil dans son ensemble et ses nombreuses possibilit s Collection Les rapports S tra 112 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 2 Des points de d veloppement et d approfondissement A l issue des tudes de comparaison nous pouvons revenir sur les objectifs initialement fix s cf Chap I 3 1 et conclure qu ils ont t atteints par le nouveau logiciel Nous allons voir tout de m me les d veloppements qui sont l tude pour r pondre de nouveaux besoins Enfin nous pouvons citer deux objectifs relevant en fait de questions m thodologiques qui n cessitent des approfondissements Il s agissait des tudes multimodales et de la prise en compte des effets de la signalisation que l on peut int grer dans le cadre plus g n ral des m thodes de calage 2 2 1 Les d veloppements logiciels Les points d am liorations des outils qui font actuellement l objet de r flexions avant leur d veloppement sont les suivants e corrections des calculs du bilan socio conomique avec la prise en compte des co ts des op rations de modifications clarification de la prise en compte des champs au niveau du r seau relief zone de viabilit hivernale e prise en compte de
44. deux logiciels il faut rappeler que les tudes de projets ne sont pas r alis es dans le but d tre compar es entre elles mais qu elles servent d terminer l opportunit d un projet ou la meilleure option d am nagement pour un projet donn Les projets routiers sont des r alisations induisant des effets complexes et l on ne saurait les r duire aux quelques indicateurs socio conomiques obtenus par l tude de trafic Ceux ci doivent donc tre consid r s comme des outils d aide la d cision en permettant d estimer l ordre de grandeur et surtout le sens dans lequel le projet influe pour chaque cat gorie d avantages Ils restent extr mement li s leur m thode de calcul et n cessitent une interpr tation relative et objective par rapport aux probl mes pos s tant donn le nombre de param tres et de donn es en entr e et la complexit des relations qui les relient l int rieur des mod les de trafic l explication des diff rences entre les r sultats est un exercice long et difficile et il appara t ainsi normal qu il y ait des carts qui ne s expliquent pas simplement Nous allons maintenant voir pr cis ment quel est le champ d tude retenu pour cet exercice 3 3 Objet et champ de l tude Le champ de l tude est celui de l utilisation des outils comme Ariane ou les modules S tra de TransCAD savoir celui des tudes de projet routier en milieu interurbain voire p riurbain Ces tudes font appel deux
45. et m diane augmente Si l on veut d placer la distribution vers la gauche sans l aplatir approximativement une translation il est n cessaire la fois d augmenter sa moyenne et de r duire en m me temps son cart type A partir de ces courbes on comprend qu il y a une infinit de couples possibles des param tres moyenne cart type qui permet d obtenir une r partition de trafic fix e entre deux itin raires pour une valeur du temps de coupure donn e Le calibrage de la distribution des valeurs du Probabilit cumul e Fonction de r partition cumul e des valeurs du temps pour diff rents couples de param tres moyenne cart type 1 00 0 90 0 80 0 70 0 60 0 50 0 40 0 30 0 20 0 10 10 0 6 15 0 6 20 0 6 25 0 6 30 0 6 35 0 6 40 0 6 45 0 6 50 0 6 60 0 5 60 70 80 90 100 Valeur du Temps h temps doit se faire sur un grand nombre d OD ce qui n est pas toujours possible d autant plus que la valeur du temps d pend d un grand nombre de variables Collection Les rapports S tra 44 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Bien que les recommandations sur le param trage des valeurs du temps ne soient pas l objet de ce rapport le groupe de travail sur le cala
46. et se vendent sur un march leurs valeurs sont alors directement issues de l observation des prix sur le march Leur revalorisation signifie que leurs prix ont volu entre 1998 et 2004 de mani re plus forte ou plus faible que l volution globale des prix de la Consommation Finale des M nages par t te CFM D autres avantages sont non marchands et leur valeur est alors fix e de fa on normative par des circulaires du minist re charg des transports Instruction 1998 1 Instruction 2004 Sources ann e 2000 ann e 2000 avec valeur r siduelle sans valeur r siduelle de 2004 entretien du v hicule entretien d pr ciation entretien d pr ciation Prix observ s Source Auto J ournal Prix observ s Source Comit National Routier VL TTC 0 09 0 10 PL HTVA 0 14 0 13 Carburant L VL TTC PL HTVA Taxes sur les carburants L VL PL Prix observ s source minist re charg de l conomie Prix observ s source minist re charg de l conomie Collection Les rapports S tra 81 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Valeurs normatives source de 9 88 34 36 rapports Boiteux et I 38 691 174 1 000 000 1 bless grave 71172 150 000 1 bless l ger 15 131 20 000 d g ts mat riels 3 848 3 400 Valeurs normatives source ra
47. i Pour cet exemple cela rend la convergence encore plus difficile Les valeurs par d faut sont r put es tre optimales dans la plupart des cas Il est donc recommand de conserver ces valeurs par d faut 800 0 8 700 0 7 Ecart flux auxiliaire VL 600 0 6 s Omega 500 0 5 42 D D 400 0 4 E O gt 300 0 3 200 0 2 100 0 1 0 0 3 8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 lt ration Ecart entre flux et Om ga flux auxiliaire lt 0 00001 Nombre d it rations pour atteindre le crit re de convergence cart de Longueur cart de co t De fa on g n rale si l on regarde les flux de trafic r sultant par arc on s aper oit qu ils convergent rapidement quels que soient les cas L erreur relative du trafic par arc est inf rieure 5 d s la 10 it ration S il l on peut se contenter des r sultats de trafic par arc un nombre d it rations de l ordre de 30 est suffisant dans la plupart des cas En revanche si on souhaite exploiter les r sultats de trafic en termes de chemins pour le calcul de bilan il faudra rapidement augmenter les nombre d it rations notamment dans les cas de demandes de trafic lev es Plus la diff rence de co ts entre deux itin raires est faible plus l algorithme prix temps convergera lentement Cela peut s av rer probl matique dans certains cas particuliers par exemple en milieu urbain caract ris par un important maill
48. intervalle dans lequel tous les autres types de routes seront inclus 1 cas concurrence de routes de type autoroutier On consid re les caract ristiques suivantes T1 L1 130km h P1 L1 0 267 km Dans le co t g n ralis le poids des facteurs temps et co t sont respectivement de 30 et 70 R sultats avec la loi d Abraham T2 71 1 05 P2 P1 1 05 L2 L1 1 05 F1 F2 1 16 F1 F2 1 41 F1 F2 1 63 lti 1 54 01 58 lti 1 72 lti 2 46 Iti 2 42 02 38 2 cas concurrence de routes de type urbain T1 L1 30km h P1 L1 0 167 km Dans le co t g n ralis le poids des facteurs temps et co t sont respectivement de 75 et 25 R sultats avec la loi d Abraham T2 T1 1 05 2 1 105 L2 L1 1 05 F1 F2 1 44 F1 F2 1 13 F1 F2 1 63 lti 1 59 lti 1 53 lti 1 72 Iti 2 41 Iti 2 47 02 38 On observe ici que les r sultats sont variables en fonction du param tre modifi et du type de route utilis La r partition entre les deux routes reste cependant assez quilibr e avec une proportion de trafic maximum de 72 sur l itin raire le plus int ressant Collection Les rapports S tra 49 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 4 1 2 R partitions avec la loi prix temps Quel que soit le type de route retenu et donc notamment pour les deux
49. juin 2001 Commissariat G n ral du Plan R vision du taux d actualisation des investissements public dit Rapport Leb gue janvier 2005 Guide d utilisation de TransCAD pour la repr sentation de l offre et de la demande de transport multimodales Mars 2008 Guide d utilisation des modules S tra de TransCAD Octobre 2007 Mod lisation de la variation annuelle des trafics routiers Calcul des facteurs de concentration S tra Note d information S rie Transports n 4 R f rence 0938w 6 pages Juillet 2009 Collection Les rapports S tra 115 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Glossaire Avantage on appelle avantage un ou un gain engendr par le projet L avantage de carburant peut repr senter une d pense suppl mentaire pour les usagers s il est n gatif ou un gain s il est positif On peut parler galement de l avantage d une ann e il s agit alors de la somme des co ts et des gains engendr s par le projet une ann e donn e Avantage net global du sc nario d am nagement l avantage net global du sc nario d am nagement est la somme actualis e des avantages des usagers routiers des tiers incluant les riverains de la Puissance Publique laquelle on attribue les avantages de s curit non pris en compte par les usagers des op rateurs du r seau conc d et ventuellement des usagers des autres mode
50. la croissance des trafics pr charg s au niveau des arcs ajouter une croissance param trable sur le m me principe que pour la croissance des trafics de la matrice OD dans les calculs de bilan socio conomique e ajout de possibilit s suppl mentaires pour les calculs du bilan prise en compte d ann es les calculs d affectation sont d j effectu s hypoth ses d affectation temps et co ts de circulation diff renci es entre la situation de projet et celle de r f rence pour une plus grande souplesse dans la d finition des sc narii d am nagement de projet et de r f rence Ces am liorations portent essentiellement sur l interface GISDK des modules S tra et peuvent tre r alis es par Caliper puis v rifi es en interne D autres d veloppements sont actuellement envisag s e affectation prix temps avec plusieurs classes VL et PL notamment afin de diff rencier les diff rents types de poids lourds qui ne supportent pas les m mes co ts les diff rents motifs VL etc e adaptation du programme d affectation afin qu il puisse utiliser pleinement les multiples processeurs et ainsi acc l rer les calculs avec les machines les plus r centes 2 2 2 Les d veloppements m thodologiques Les travaux m thodologiques du RST doivent permettre une meilleure utilisation des modules S tra pour l valuation des projets routiers interurbains d une part des outils standards de TransCAD pour l valuation de projets
51. la valeur du taux sont issues de deux constats la transformation du r le de l tat qui s engage de moins en moins dans la production au profit de la r gulation les risques d viction des projets priv s par les fonds publics diminuent et le choix d un taux proche des rendements marginaux des capitaux priv s perd de sa pertinence un int r t croissant pour le d veloppement durable et les effets de tr s long terme qui conduit diminuer la pr f rence pure pour le pr sent et donc le taux d actualisation Pour mieux comprendre les effets de l actualisation sur la valeur d un avantage futur on peut calculer la valeur de 1 million aujourd hui dans 30 ans dans 100 ans et dans 200 ans avec divers taux Collection Les rapports S tra 85 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Valeur actualis e d 1 million d euros valeur 2000 aux dates suivantes 30 ans 100 ans 200 ans Taux d actualisation de 2 552 000 138 000 19 000 Taux d actualisation de 4 jusqu en 2035 3 5 de 2035 2055 et 3 ensuite 0 39246 1832 Taux d actualisation de 4 constant 308 000 20 000 400 Taux d actualisation de 8 99 000 400 0 02 Tableau 4 effets du taux d actualisation sur la valeur d un bien futur On remarque que plus le taux d actualisation est lev moins les gains futurs ont de la valeur Le taux 8 crase tous les gains ap
52. les temps de parcours Quelle que soit la loi d affectation utilis e la longueur des itin raires est un param tre essentiel On attire donc l attention des mod lisateurs sur l importance d estimer avec pr cision les longueurs des arcs et particuli rement pour les sections en projet neuf 4 2 Cas de deux itin raires diff rents Variation des param tres de co t et de temps Dans l analyse consid r e ici on combine une diff rence la fois dans le co t de circulation et dans le temps de parcours mais en les faisant varier dans des directions oppos es toujours pour une seule it ration En effet avec l affectation prix temps la condition sine qua non pour que deux itin raires soient concurrents est que l un des deux itin raires soit plus cher et plus rapide Cet itin raire sera emprunt par les usagers qui ont une valeur du temps sup rieure celle de coupure alors que l autre moins cher et moins rapide sera emprunt par les usagers ayant une valeur du temps plus faible On pr cise ici que cette condition est n cessaire mais non suffisante dans le cas o plus de deux itin raires sont possibles voir par exemple l itin raire inefficace pr sent sur le graphe de principe 1 2 On consid re maintenant deux routes de types diff rents la premi re rapide et ch re la seconde lente et bon march Iti 1 Temps de parcours Co t de circulation cart de temps de parcours Y Ecart
53. les usagers on fait l hypoth se avec la loi d Abraham que les usagers font des erreurs de perception dans les param tres du choix d itin raire c est le principe des mod les dit stochastiques Il est possible d utiliser le mod le prix temps en introduisant un biais de perception l al a impl ment dans les modules S tra Cet aspect n est cependant pas trait dans le document Pour plus de d tails sur ces lois d affectation on renvoie le lecteur vers le chapitre III Collection Les rapports S tra 21 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Le sch ma ci dessous montre les principes du calcul de l affectation l quilibre Algorithme d affectation R sultats en VL et PL Volumes Si Test itif Goars Calcul des S lection des Calcul de la Test d arr t Matrice OD co ts et des itin raires r partition conver gence VL PL temps Sauvegarde des itin raires pour Si Test n gatif analyse gt it ration suppl mentaire Chacun des deux logiciels utilise une loi de r partition entre itin raires concurrents bas e sur le principe fondamental de minimisation d un co t g n ralis pour les usagers consid r s comme rationnels Le co t g n ralis est la somme du co t de d placement et du temps de parcours multipli par la valeur du temps G Prix Temps x Valeur du Temps Dans les deux logiciels les c
54. notamment la repr sentation des itin raires sur le graphe prix temps qui permet d expliquer la fois la s lection des itin raires efficaces ainsi que les proportions de trafic qui leur sont attribu es Le travail des mod lisateurs a t grandement am lior avec la s lection automatique des itin raires mais ceux ci doivent en contre partie v rifier la vraisemblance des itin raires s lectionn s Ce travail doit s int grer au calage du mod le tape garante d une r elle qualit du mod le avec la v rification par ordre d importance e du codage des types de routes e des temps de parcours en fait leur calibrage quand des donn es sont disponibles e des proportions affect es entre les itin raires emprunt s e des volumes aux points de comptages Pour cela les mod lisateurs doivent notamment modifier les valeurs du temps et les co ts de circulation via le malus d inconfort afin que le mod le reconstitue les observations en particulier les r partitions de trafics et afin que celui ci converge correctement Pour cela on s assurera que le mod le ne comporte pas de couples d itin raires concurrents trop proches en co t avec une diff rence par exemple inf rieure 0 50 A noter que sont en cours des travaux compl mentaires dont l objectif est de produire un guide sur le calage et la validation des mod les d affectation du trafic Collection Les rapports S tra 78 126 f vrier 2010
55. ou plusieurs itin raires passant par le projet pour toutes les relations susceptibles de l emprunter Ceci a des cons quences importantes en terme de r activit pour la production des r sultats Dans les modules S tra de TransCAD on d finit des op rations qui sont les l ments de base d un am nagement du r seau ouvertures et ou fermetures d arcs et ou modifications d une ou plusieurs caract ristiques des arcs Pour chaque op ration dont le nombre n est pas limit on d finit un co t et un ch ancier de r alisation On d finit ensuite les sc narii d am nagements en param trant une s rie d op rations et en attribuant chacune une ann e de mise en service Ces d finitions permettent d avoir un tat du r seau qui volue dans le temps La gestion des op rations et des sc narii d am nagements avec les modules S tra de TransCAD permet ainsi de d finir toutes les situations d am nagements possibles et imaginables de mani re relativement simple A partir de ces l ments on peut notamment d finir des situations comparer celle de projet et celle de r f rence pour l valuation de projet en cr ant les sc narii d am nagement correspondant Collection Les rapports S tra 28 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 4 3 Bilan socio conomique 4 3 1 Objectifs L valuation d un projet de transport est complexe car ell
56. partie de l ensemble des variables possibles sauf dans une petite zone proche du centre du graphe il s agit de la zone o le temps moyen diminue lorsque la longueur augmente Ce ph nom ne qui peut sembler paradoxal appara t cause de l quilibre usager les usagers ne s affectent plus 100 sur l autoroute avec l augmentation de sa longueur et la diminution des temps avec cette moindre charge compense l augmentation du temps avec la longueur Ce ph nom ne observ pour les deux lois d affectation est ici plus important avec la loi prix temps car elle est plus sensible aux param tres du r seau Aussi surprenant que cela puisse para tre nous avons ici un exemple th orique de projet o le rallongement de l autoroute am liore les gains de temps totaux des usagers Collection Les rapports S tra 65 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Loi Prix Temps Loi d Abraham Temps moyen min 12 13 11 12 TMJA 1sens 60000 56000 52000 48000 44000 o 10 11 m 9 10 E 8 9 7 8 m 6 7 m 5 6 4 5 0 3 4 0 2 3 1 2 0 1 L2 km 11 10 40000 36000 32000 28000 24000 20000 N N o N g gt lt r Temps moyen 12 13 11 12 o 10 11 9
57. plus de d tails sur le crit re de convergence qui permet de v rifier que l quilibre est atteint on renvoie le lecteur au paragraphe 7 du chapitre III Collection Les rapports S tra 22 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 2 Courbes temps d bit Les courbes temps d bits servent calculer les temps de parcours en fonction de la charge de trafic sur les arcs le d bit Elles utilisent divers param tres tels que le temps de parcours vide correspondant la vitesse libre la capacit ou d bit de saturation les facteurs de concentration et d autres param tres qui d pendent de leur formulation Elles sont calibr es pour diff rents types de routes partir de recueils nationaux de donn es de d bit et de vitesse sur une s lection de routes repr sentatives Afin de rendre compte de l h t rog n it des temps de parcours au cours de la journ e et en fonction des saisons l ajout de param tres est n cessaire pour obtenir un temps de parcours moyen annuel partir d un d bit moyen annuel Dans Ariane ces param tres sont les Phi et Phi Dans les modules S tra ce sont les facteurs de concentration Khi_VL et Khi_PL Ces deux notions sont tout fait diff rentes et difficilement comparables Pour plus d informations on renvoie le lecteur vers la note concernant le calcul des facteurs de concentration 18 Dans les
58. pr visions de trafic est le suivant Taux g om triques par an 2000 2025 2025 2050 Au del de 2050 4 2 Gestion des sc narii d volution du r seau Afin de r aliser l valuation d un projet il est n cessaire de comparer diff rentes situations d am nagements Une situation d am nagement est d finie par des choix concernant e les op rations d am nagements r alis es sur le r seau ajout ou modification d arc du r seau e la r glementation interdiction de circulation mise en place de p age e et pour chacune de ces possibilit s les ann es de mise en service Il est en effet n cessaire de pouvoir tester plusieurs ann es de mise en service si l on veut par exemple valuer la date optimale de mise en service d une infrastructure ou encore l ordre optimal dans lequel effectuer un s quencement d op rations En raison des innombrables op rations possibles sur un r seau ainsi que leurs combinaisons pour former les situations d am nagement la gestion des sc narii est d une grande importance dans la r alisation d une tude d valuation de projet Dans Ariane on d finit plusieurs tats du r seau qui correspondent des ensembles d am nagement des ar tes Cependant le nombre d tats du r seau est limit 100 et surtout un tat du r seau est fig dans le temps De plus en cas d importante modification du projet par exemple l ajout d un changeur il est n cessaire de red finir un
59. r seau Le mod lisateur doit donc anticiper le possible int r t d un itin raire qui n appara t que lorsque tous les itin raires concurrents sont charg s Ce travail d pend de l am nagement tudi il est donc refaire en cas de modification importante de celui ci par exemple l ajout d un changeur Le codage manuel des itin raires demande un travail important d analyse du r seau et de saisie informatique ainsi les mod lisateurs ont fait savoir leur besoin d un outil de recherche des plus courts chemins entre deux points voire un outil de recherche automatique de tous les chemins Cependant il existe plusieurs crit res possibles afin de choisir les itin raires mettre en concurrence et aucun d entre eux ni aucune de leur combinaison ne permet de r pondre ce besoin de fa on pleinement satisfaisante car le nombre de chemins doit rester faible avec la loi d Abraham La saisie manuelle des itin raires avec Ariane est l une des raisons de la forte simplification du r seau ce qui limite le nombre d itin raires codifier L affectation Prix Temps des modules S tra int gre une proc dure de recherche automatique des itin raires A chaque it ration l ensemble du r seau est parcouru afin de d terminer les chemins dits efficaces Un chemin est efficace s il existe des usagers qui veulent emprunter ce chemin c est dire qu il existe une valeur du temps pour laquelle ce chemin est celui de co t g n ralis minimum
60. refl te la pr f rence de la collectivit pour le pr sent Le calcul socio conomique renseigne sur les avantages par acteur Ceci permet d identifier les gagnants et les perdants d un projet mais aussi d observer les effets des projets en regard d une politique bien pr cise par exemple une priorit accord e aux infrastructures permettant d am liorer la s curit routi re Usuellement les co ts int grent les co ts de construction de grosses r parations d entretien et d exploitation Les avantages se partagent entre 4 acteurs e les usagers e le concessionnaire ventuellement dans le cas d une infrastructure conc d e e l tat e les riverains Certains avantages seront compt s la fois comme des gains pour un acteur et comme des pertes pour un autre C est notamment le cas du p age qui est une charge pour les usagers c est dire une perte si la diff rence projet r f rence est positive mais qui est une recette pour l op rateur de r seau conc d c est dire un gain si la diff rence projet r f rence est positive C est aussi le cas des diff rentes taxes et imp ts Ces variations sont des transferts qui s annulent in fine dans le bilan pour la collectivit dans son ensemble Collection Les rapports S tra 32 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Avantages des usagers Les avantages des usagers son
61. s av rent tre plus int ressants que les routes principales les v hicules peuvent s y affecter dans une proportion importante bien qu ils ne soient pas connus en r alit de tous les usagers En effet dans les mod les tous les usagers sont omniscients et ont pour seul objectif de r duire leur co t g n ralis de d placement On rappelle galement que les effets de la signalisation ne sont pas mesur s et les mod les de trafic ne savent pas les prendre en compte explicitement Afin de limiter ces ph nom nes qui vont souvent dans le sens de la surestimation des trafics sur les routes secondaires d faut des autoroutes le mod lisateur doit ajuster les caract ristiques du r seau et en particulier le malus d inconfort sur les routes secondaires Les valeurs des param tres sont ajust es afin que les chemins s lectionn s et les r partitions des v hicules sur ceux ci obtenues par le mod le soient les plus proches possibles des choix observ s d apr s les enqu tes Afin d viter les multiples entr es et sorties des v hicules sur les autoroutes une bonne solution consiste cr er les arcs reliant les diff rents types de routes entre eux correspondant aux bretelles d acc s mais de fa on simplifi e en ajoutant ventuellement de faibles p nalit s Collection Les rapports S tra 46 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes On rencontre une au
62. ses besoins avec le d veloppement de modules compl mentaires appel s modules S tra de TransCAD distribu s en C t en 2006 Afin d estimer et de comprendre les diff rences entre les r sultats obtenus avec TransCAD et l outil Ariane utilis pr alablement au minist re des tudes de comparaisons bas es sur l valuation d un projet d infrastructure en utilisant en parall le les deux logiciels ont t command es tous les CETE qui utilisaient Ariane Non seulement ces tudes ont favoris la prise en main des charg s d tudes en CETE sur le nouvel outil s inscrivant ainsi dans le plan d accompagnement du d ploiement de TransCAD mais elles ont aussi permis de faire la recette des modules le contr le et la v rification des programmes sur des cas d tudes r els et d identifier certains points d am lioration du logiciel et des techniques dans son utilisation Par ailleurs le S tra a men une r flexion plus th orique bas e sur des exemples simplifi s permettant d expliquer les diff rences dans les m canismes et leur param trage entre les deux outils et de mettre en vidence de bonnes pratiques observer pour l utilisation des modules S tra Ce rapport d tude a pour objectif de mutualiser les enseignements des six tudes comparatives qui ont t men es dans les CETE et des analyses th oriques du S tra pour chacune des tapes de l valuation de projet routier depuis la mod lisation pour l tude de traf
63. sultats Outre la v rification de l atteinte des objectifs initialement fix s au nouvel outil notre tude aborde la comparabilit des tudes r alis es avec les deux logiciels On souhaite en effet pouvoir comparer deux projets qui ont t tudi s avec des logiciels diff rents Cela est d autant plus n cessaire que le transfert des tudes d Ariane TransCAD ne peut se faire instantan ment De plus afin d assurer la continuit des tudes le logiciel Ariane peut encore tre employ Cette tude doit donc faciliter le transfert de logiciel en explicitant les points de divergence qui m ritent une attention particuli re lors du changement d outil Concr tement on souhaite s assurer qu il y a une certaine stabilit dans les r sultats des tudes entre les deux logiciels on s attend au minimum ce que les ordres de grandeur soient respect s On s int resse ainsi la robustesse des mod les gage de la qualit des tudes de trafic Concernant les carts observ s on souhaite tre capable d expliquer leur provenance En effet nous allons voir par la suite qu tant donn le nombre d l ments en jeu cela n est pas vident Les tudes de comparaisons Ariane TransCAD lanc es en C t cf liste en Annexe 1 avaient pour objectif entre autres de savoir expliquer les ventuelles diff rences sur des projets ayant fait l objet d tude avec les deux logiciels Avant d entrer dans la comparaison des r sultats des
64. t Pour plus de d tails sur les courbes temps d bit voir le 6 du chapitre III Collection Les rapports S tra 16 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 3 Principe de minimisation d un co t g n ralis Le mod le d affectation repr sente les choix d itin raires effectu s par les usagers consid r s comme rationnels et omniscients Il suppose pour cela que l usager cherche optimiser son d placement ce qui n est pas le cas d une promenade en choisissant l itin raire le plus rapide en r duisant ses d penses mon taires en pr f rant le confort de conduite ou encore en optant pour un itin raire qui combine plusieurs de ces qualit s Le principe est donc de minimiser un co t g n ralis de transport ou indiff remment un temps g n ralis selon l unit choisie qui est l addition de diff rentes composantes de co ts de temps de confort pour chaque chemin possible Pour calculer le co t g n ralis il faut choisir les d terminants du choix d itin raires par exemple le temps la distance les co ts mon taires carburant entretien et d valuation du v hicule la p nibilit le confort etc Mais il faut garder l esprit que l valuation des caract ristiques d un chemin reste minemment subjective ce qui am ne parfois l usager emprunter un chemin qui ne semble pas optimal Dans le co t g n ralis la compo
65. un enregistreur de t ches le mode batch pour cr er le code de lancement correspondant aux t ches effectu es Cela offre la possibilit d automatiser et de r p ter de nombreuses manipulations et de cr er des programmes de calculs complexes comme les mod les quatre tapes avec bouclage Apr s une premi re it ration de l ensemble de la cha ne de mod lisation les r sultats d affectation peuvent tre utilis s pour mettre jour les co ts de d placements entre les diff rentes zones aux tapes de distribution et de choix modal Un autre exemple d application se trouve dans les mod les prenant en compte les interactions entre transport et urbanisme o les r sultats d accessibilit des zones peuvent ensuite tre utilis s pour mettre jour les choix de localisation des emplois et des lieux de r sidences Le GISDK permet de lancer toutes les fonctions de TransCAD de programmer ses propres routines macro et ses propres outils et leur ventuelle interface utilisateurs C est le cas des modules S tra de qui font appel aux fonctions TransCAD et au code en C de l affectation prix temps De plus il est possible de lancer des calculs dans TransCAD depuis d autres logiciels et inversment Le S tra travaille la r daction d un guide d utilisation du GISDK afin d exploiter pleinement toutes ses possibilit s 2 1 5 Ergonomie Lors de la prise en main du nouvel outil deux difficult s ergonomiques s
66. une autre limite appara t lorsqu on travaille avec plus de deux itin raires Lorsqu on ajoute ou modifie une alternative les flux sur tous les autres itin raires sont modifi s Il est ainsi en pratique tr s difficile de caler le mod le partir de r partitions observ es entre plusieurs itin raires lorsque leur nombre est important Des difficult s ont t not es pour des cas avec seulement 3 itin raires en concurrence 1 2 Loi d arbitrage Prix Temps Par analogie avec les mod les conomiques le mod le prix temps diff rencie les demandeurs de d placement ie les usagers au moyen d un attribut de valeur du temps qui est distribu statistiquement parmi la population Les demandeurs forte valeur du temps pr f rent les itin raires rapides m me s ils sont chers tandis que les demandeurs faible valeur du temps choisissent les itin raires moins chers m me s ils sont plus lents Le prix temps limine les itin raires inefficaces il exclut ainsi tout chemin tel qu il en existe un autre la fois plus rapide et moins cher On fait l hypoth se que la valeur du temps des usagers est r partie de fa on continue au sein de la population selon une distribution log normale Cette loi est couramment utilis e pour repr senter la distribution d une valeur positive au sein d une population comme la valeur du temps et aussi par exemple les revenus des m nages Cette distribution est d finie l aide de deux param
67. 0 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Ariane 5m Ariane 6m Ariane 7m Ariane 9m Ariane 10 5 Ariane 14m Ariane 2x2v Ariane AC2x2v Ariane AC2x3v BPR 5m BPR 6m BPR 7m E E gt BPR 9m BPR 10 5m BPR 14m _ BPR 2x2v BPR 2 2 BPR AC2x3v TMJA 2 sens 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 Collection Les rapports S tra 71 126 f vrier 2010 E E gt Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 10 000 20 000 Collection Les rapports S tra 72 126 30 000 f vrier 2010 Ariane 5m PL Ariane 6m PL Ariane 7m PL Ariane 9m PL Ariane 10 5m PL Ariane 14m PL Ariane 2x2v PL Ariane AC2x2v PL Ariane AC2x3v PL BPR 5m PL BPR PL 7m PL BPR PL BPR 10 5m PL 14m PL BPR 2x2v PL BPR AC2x2v PL BPR AC2x3v PL TMJA 2 sens Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes En ce qui concerne le param trage des autres types de routes avec les modules S tra il faut noter que e les courbes nomm es BPR AC pour Autoroutes Conc d es
68. 00 0 0540 0 390 0 221 0 227 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0000 0 0540 0 390 0 221 0 227 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 0 227 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 0 227 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 0 227 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0000 0 0300 0 390 0 197 0 200 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 066 0149 00000 0 539 0 233 0 233 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 066 0149 00000 0 539 0 233 0 233 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 066 0149 0 0000 0 539 0 233 0 233 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0000 0 0070 0 390 0 174 0 175 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0320 0 390 0 199 0 202 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0000 0 0300 0 390 0 197 0 200 i 0 07 0 26 0 000 aooo 0 0000 0 390 0 167 0 167 i 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0000 0 390 0 167 0 167 i 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0000 0 390 0 167 0 167 0 07 0 26 0 000 0000 _ 00000 0 390 0 167 0 167 0 07 0 26 0 000 0000 0 0000 0 390 0 167 167 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0000 0 390 0 167 167 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 999 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 227 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0310 0 390 0 198 201 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 227 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0310 0 390 0 198 201 0 07 0 26 0 000 0
69. 000 0 0540 0 390 0 221 227 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0310 0 390 0 198 201 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 227 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 227 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0310 0 390 0 198 201 0 0 00 0 000 0 000 0 0000 0 000 0 000 000 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 0 07 0 13 0 027 30 Connecteur 0 00 0 00 0 000 Collection Les rapports S tra 123 126 f vrier 2010 nergie et climat D veloppement durable Pr vention des risques Infrastructures transports et Mer Ressources territoires et habitats pour _ l avenir R dacteurs ric JEANNI RE S tra Emilie JEANNESSON MANGE S tra Pascaline COUSIN S tra Contact ric JEANNI RE t l phone 33 0 1 46 11 35 49 m l eric jeanniere developpement durable gouv fr Service d tudes sur les transports les routes et leurs am nagements 46 avenue Aristide Briand BP 100 92225 Bagneux Cedex France t l phone 33 0 1 46 11 31 31 t l copie 33 0 1 46 11 31 69 Document consultable et t l chargeable sur les sites web du S tra Internet htto www setra developpement durable gouv fr Intranet R seau minist re http intra setra i2 Ce document ne peut tre vendu La reproduction totale du document est libre de droits En cas de reproduction partielle l accord pr alable du S tra devra tre d
70. 0000000000000000 0000000000000000 00 00 ens 108 1 1 Synth se sur la base des l ments th oriques ss 108 1 2 Retour sur les r sultats des tudes des C t 109 7 3 Temps detravail Nes Rene Ten en ne er nn 110 2 Bilan du passage d Ariane 111 2 1 Les apports de Trans CAD 111 2 1 1 Le Syst me d Information G ographique sise 111 2 1 2 La gestion des bases de donn es ss 111 2 1 3 L s mod les 4 tapes ss urnes nine nd lle tite 112 2 1 4 Outil de programmation GISDK 112 2 1 5 Ergonomie inde en nn ln em ere A A A E 112 2 2 Des points de d veloppement et d approfondissement ss 113 2 2 1 Les d veloppements 1 amp 1 113 2 2 2 Les d veloppements m thodologiques eine een 113 Bibliographie nreo MINS nt ti A RTE A A tee M PA MA es nn ent t 115 Glossaire d araa n near e N dati 116 AE EA E Ee E E e EET 117 Annexe 1 Liste des tudes comparatives r alis es par les CETE evcececeorcesovoososovosoovovesvosovossevosoovsvovosvevososvovovosvevosoevovouonveus 118 Annexe 2 Besoins d volution du logiciel Ar1AN e sessssvecssssevscesccs cases ces6ve a seen 11
71. 08 892 336 775 873 097 107 Co t d investissement HT 52 200 821 47 440 556 10 B n fice actualis 1 556 691 515 728 432 541 114 B n fice actualis par unit 29 8 15 4 94 monetaire investie SA_Co t investissement 62432182 56 738 905 10 SA_Co t entretien voirie_TTC 1356227 1143 435 19 Tableau 19 comparaison de la rentabilit de la d viation de L guevin avec les instructions de 1998 et 2004 avec effet du taux d actualisation et de la dur e de calcul Collection Les rapports S tra 102 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes L gende SA somme actualis e sur 50 ans des gains ou des co ts Les avantages n gatifs qui repr sentent donc des co ts sont en rouge et les gains en noir NS non significatif les co ts environnementaux n taient pas inclus dans le calcul du b n fice actualis en 1998 noter que ces co ts ont connu une sensible revalorisation entre 1998 et 2000 la tonne de carbone par exemple tait de l ordre de 74 valeur 2000 l ann e 2000 dans l instruction de 1998 contre 100 valeur 2000 l ann e 2000 dans l instruction de 2004 Si l on respecte toutes les recommandations des instructions la rentabilit en termes de b n fice actualis et de b n fice par euro investi est de l ordre de deux fois plus importante avec l instruction
72. 0coco0c000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000vce 7 2 Contexte E EEEE S EN E E E EREE 8 1 1 Une volution n cessaire de l outil Ariane pour la r alisation des tudes de trafic routier interurbain 8 1 2 Les tudes pr alables concernant l affectation 9 2 L laboration du nouvel outil 2A Lop ranon meme otre tien di ni ne dati tue r 2 2 Le projet d accompagnement et les formations ss 11 3 9 1 275 81 128 M 27714 AAA AAA A denim dt anne e E nitro 12 3 1 Objectifs du passage d Ariane TransCAD 12 3 2 La comparabilit entre les r sullats ss israel tienne a aiae ao E Ea reas chaca ehe 14 3 3 Objet et champ de l tude titine nent niet ete it nn ie interet ai 14 Chapitre II Des grands principes d valuation conserv s d un outil l autre 15 1 Les principes g n raux identiques 16 TA Unmeme objecti PON M Reine 16 1 2 Les mod les macroscopiques et statiques d affectation routi re sis 16 1 3 Principe de minimisation d un co t g n ralis 17 1 4 Organisation d une tude de projet d infrastructure interurbaine ss 18 2 M thodes de repr sentation des donn es d entr e sise eee 19 2 1 Repr sentation de l offre de transport siennes 1
73. 1 6 12 2x2 voies carrefour giratoire 3100 3 0 2 3 12 0 545 110 4 0 0 72 82 98 1 5 1 0 1 0 6 0 0 69 86 83 1 0 00 3 0 2 0 13 0 750 80 40 0 83 72 54 10 00 3 0 2 0 1 3 0 750 80 6 0 0 83 72 54 1 0 00 30 20 1 3 0 750 80 6 0 0 83 72 54 1 0 2101010 ro ojo ojojo ro 00 3 0 1 6 11 00 3 0 1 6 11 300 46 3 4 1 50 830 72 3 5 0 92 00 3 0 1 6 11 300 46 L 3 5 1 50 00 3 0 1 6 11 830 2 3 5 0 92 1 3 4 0 1 0 00 3 0 1 6 1 1 1 300 46 3 5 1 50 0 1 1 0 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 35 1 0 25 4voies normales 26 4voies rapides 27 2 voies larges 28 6 voies normales 29 6 voies rapides 30 Connecteur 00 30 1 6 11 830 2 3 5 0 92 00 3 0 1 6 11 300 46 3 5 1 50 00 3 0 1 6 11 300 46 35 1 50 0030 16 11 830 72 b 3 5 0 92 00 30 1 0 1 0 1 500 40 1 0 1 50 5 5 5 5 S 5 PR 0 0 0 Collection Les rapports S tra 122 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes CEV_VL PL 1 DEV PL 1 PL PKM_PL MAL YL km PL info Co t km 2000 info Ckm VL 2010 info 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0 000 0 0540 0 390 0 221 0 227 0 07 0 13 0 027 0 07 0 26 0 000 0 0
74. 140 selon 34 36 55 selon la la distance distance Tableau 10 la valeur du temps des VL dans les instructions de 1998 et 2004 De fa on g n rale un projet qui n impacterait que des d placements de courte distance aura des avantages de temps VL plus faibles avec l instruction 2004 Mais en ce qui concerne les projets routiers interurbains les usagers qui empruntent le projet dans toute sa longueur parcourent en g n ral des distances importantes et sont g n ralement ceux qui ont les gains de temps unitaires les plus importants Si ces usagers repr sentent une part importante des gains totaux alors les avantages de temps VL seront nettement plus importants avec l instruction 2004 Dans l exemple de la d viation de L guevin cf Tableau 17 la somme actualis e des gains de temps VL et PL diminue de 12 avec l instruction de 2004 par rapport celle de 1998 hors effet du taux d actualisation et de la dur e des calculs Ceci est li au fait que dans l exemple retenu on a consid r que la distance parcourue par les usagers empruntant le projet ou son axe concurrent tait en moyenne comprise entre 20 et 50 km 3 3 4 Deux effets contradictoires pour la s curit Deux param tres interviennent dans la valorisation de la s curit routi re les risques d accidents retenus sur chaque infrastructure et la valorisation de l ins curit Entre les instructions de 1998 et 2004 ces deux param tres ont t for
75. 19 661 294 000 111 146 1 bless l ger 15 131 20 000 25 440 39 200 32 54 d g ts mat riels 3 848 3 400 6 470 6 664 12 3 Tableau 12 la valorisation de l ins curit dans les instructions de 1998 et 2004 Compte tenu des volutions oppos es du risque et de la valorisation de l ins curit entre les deux instructions aucune tendance ne peut se d gager sur l volution des gains mon taris s d ins curit routi re On peut simplement en d duire que les chiffres ont une faible chance d tre proches Dans l exemple de la d viation de L guevin cf Tableau 17 la somme actualis e des gains d ins curit routi re diminue de 41 avec l instruction de 2004 par rapport celle de 1998 hors effet du taux d actualisation et de la dur e des calculs C est l effet de l volution du risque d accident qui explique l cart constat En effet la d viation de L guevin consiste reporter les usagers d une 7m urbaine ou interurbaine vers une 2x2 voies express Or entre les instructions de 1998 et 2004 le risque d accident a beaucoup baiss sur les 7m mais peu sur 2x2 voies donc le nombre d accidents et vies pargn es est beaucoup plus important avec les standards de 1998 que ceux de 2004 environ 60 de vies pargn es en plus la premi re ann e Cet effet est ici plus important que l effet de l augmentation de la valorisation de l ins curit entre les instructions de 1
76. 24000 0 00 10 00 24000 10 00 20 00 20000 21000 0 00 10 00 m9907710 90 16000 15000 12000 9000 6000 3000 0 IFUUU 51000 48000 45000 42000 Demande 40 00 50 00 39000 TMJA 1 sens m 30 00 40 00 36000 20 00 30 00 33000 m 10 00 20 00 30000 0 00 10 00 27000 m 10 00 0 00 24000 Diff rence absolue des 20 00 10 00 21000 proportions sur l arc 2 30 00 20 00 18000 m 40 00 30 00 15000 50 00 40 00 12000 9000 6000 3000 i 0 Longueur La km F ol N N OQ L 10 km G N f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Comparaison des quilibres obtenus avec les 2 lois d affectation deux itin raires de types diff rents types 8 et 3 Affectation Abraham Affectation Prix Temps
77. 39 38 e 2 sn on um 3 un e o omn 344 me 16 dem 1 e om om um 056 17 Ces m ne w om 244 15 Ceres 316 ue 524 1 Ce 13 T um 10 om 1994 204 126 Collection Les rapports S tra 54 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Pour un certain nombre de cas une faible variation des hypoth ses donne une r partition 100 sur un itin raire avec le prix temps alors que la loi d Abraham donne 50 50 l un des itin raires est inefficace d s lors que les longueurs sont peu diff rentes de celles r partition gale Les cas les plus sensibles sont rep r s avec le symbole On trouve que les cas sensibles correspondent ceux o la diff rence de co t entre les deux itin raires est faible lt 10 et la sensibilit devient extr me pour des diff rences de co t de l ordre de 1 Ces cas t moignent de la forte sensibilit du prix temps au co t et la longueur C est particuli rement le cas des comparaisons entre deux itin raires l un des deux poss de la fois le co t et le temps kilom trique le plus avantageux C est aussi le cas pour les types de routes qui ont des valeurs du temps kilom trique proches comme les types 3 10 et 11 2 voies bidirectionnelles 2 x 2 voies express 2 x 1 voie autour de 20 h On r
78. 9 2 2 Repr sentation de la demande de transport 19 2 3 Repr sentation des trafics locaux een 20 3 Des composantes communes aux mod les d affectation du trafic ss 21 3 1 Principe de l affectation ienasi tt tte aS ne mit denim initie net dre este 21 3 2 Courbes temps d bif srest A A A A iene ie nent does breton rire A 23 inserer 23 3 4 Calage du mod le ee dinde ire din 25 4 Exploitation du mod le de trafic interurbain 27 4 7 Projections de la matrice d dese cae vase bee 27 4 2 Gestion des sc narii d volution du r seau E 28 4 3 Bilan SOCio ECONO GUE sosirea AEE ren neo Rene annee ee miennes eue nier 29 4 3 1 Objectif Soone RE 29 4 3 2 Situation de r f rence et situation de 1 29 4 3 3 volution des textes r glementaires 30 4 3 4 Consistance des calculs conomiques sense 30 Avantages d s sense de taste laine anis nee N 33 E ner 33 et a 33 Avant
79. 9 Annexe 3 Synth se de l tude d opportunit comparant les sc narii d volution du logiciel Ariane 121 Annexe 4 Extrait de la table de typologie _ 122 Collection Les rapports S tra 6 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Chapitre 1 Contexte enjeux et objets de l tude Collection Les rapports S tra 7 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 Contexte historique 1 1 Une volution n cessaire de l outil Ariane pour la r alisation des tudes de trafic routier interurbain Comme l indique le guide des tudes de trafic interurbain 1 de 1992 l tude de trafic est un l ment fondamental qui intervient en amont de toute r flexion relative l am nagement des infrastructures de transport Elle constitue un des outils de base pour rechercher les solutions optimales d am nagement compte tenu des probl mes mis en vidence des volutions pr visibles et des objectifs Dans le cadre des projets de cr ation ou d am lioration d infrastructures de transport la mod lisation du trafic a pour objectif de pr voir les niveaux de trafic un horizon lointain sur la nouvelle infrastructure et sur le reste du r seau Les tudes de trafic sont ainsi appel es jouer un r le essentiel pour la planification et la program
80. 998 et 2004 3 3 5 Une augmentation des co ts du carburant La valeur du carburant a augment de 17 pour les PL et de 26 pour les VL entre les instructions de 1998 et 2004 Cette revalorisation est li e l volution des prix du carburant observ e sur le march ind pendamment de l inflation source minist re charg de l conomie Les co ts mon taris s de carburant sont donc sup rieurs de 20 environ toutes choses gales par ailleurs dans l instruction de 2004 par rapport l instruction de 1998 Notons que les instructions de 1998 et 2004 ne pr conisent pas de r gles d volution dans le temps du prix du carburant exprim en monnaie constante Il est donc consid r que les augmentations de carburant sont uniquement li es l inflation Compte tenu de la forte volatilit actuelle des prix du carburant cette hypoth se est discutable et constitue une des limites du calcul actuel Instruction 1998 Instruction 2004 Unit de r f rence Valeur en euros 2000 Valeur en euros 2000 Ecart quelle que soit l ann e quelle que soit l ann e Carburant TTC Litre VL 0 85 1 00 17 PL 0 56 0 71 26 Tableau 13 la valeur du carburant des instructions de 1998 et 2004 Collection Les rapports S tra 93 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Dans l exemple de la d viation de L guevin cf Tab
81. E tude de Comparaison Ariane TransCAD Projets d infrastructure de Lyon CETE M diterran e tudes Ariane et TransCAD diff rentes Collection Les rapports S tra 118 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Annexe 2 Besoins d volution du logiciel Ariane Extrait de l tude d opportunit Informatisation d un Mod le d Affectation Prix Temps Version finale du 26 02 2001 S tra Le tableau ci apr s fait le recensement des besoins des utilisateurs d Ariane il comprend la fois les besoins exprim s ouvertement et les besoins sous jacents au travers des pratiques CONTENU DES MODELES Avoir diff rentes valeurs du temps selon les motifs ou les longueurs Possibilit de param trer le VL plus localement Possibilit de passer des trafics en MJ A aux trafics horaires ou par p riode mais l affectation reste en MJ A Possibilit d affecter des trafics par p riode horaire ou HP HC etc Possibilit de prendre en compte la signalisation Possibilit de faire des tudes multimodales MANIPULATION DE L INFORMATION donn es et r sultats Automatisation de la manipulation de l information Ajustement automatique de la matrice partir des comptages d apr s une m thode statistique Recherche automatique des itin raires Semi automatisation d une partie du calage ex chargement automatique des trafics locaux Recherch
82. Koy x 1 0 pour les VL K tk mc 1 x 20 les PL K e et niveau de l arc ou calcul s partir de la table de typologie ventuellement en fonction du relief sont les temps de parcours des VL et PL de l arc vide en minutes par kilom tre d finis au e sont les proportions d augmentation du temps la saturation e e est le coefficient d quivalence entre PL et VL lu dans la table de typologie E a et sont les param tres de congestion lus dans la table de typologie ALPHA_V et ALPHA_C e et Qc sont les flux quivalents de VL et PL utilis s pour le calcul du temps de parcours en v hicules par heure obtenus partir des facteurs de concentration et 7 de la table de typologie et CHI_C d apr s les formules Q x x x et Qc x et x d signent les flux affect s VL et PL TMJA 24 en v hicules par heure plus de d tails dans la note d info sur les facteurs de concentration 18 e x est la capacit de l arc par sens en unit de voiture particuli re uvp elle est d finie au niveau des arcs ou lue dans la table de typologie CAPACITE Tous ces param tres sont d finis soit dans la table de donn es du r seau soit via la table de typologie Setra_VDF cf Annexe 4 et sont donc modifiables par l utilisateur par exemple en fonction du milieu tudi Cela offre une grande souplesse d utilisat
83. Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Chapitre IV Des volutions dans les m thodes de bilan socio conomique Collection Les rapports S tra 79 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 Historique des textes r glementaires Le cadre des tudes d valuation socio conomique des projets routiers en rase campagne est d fini dans des instructions du minist re charg des transports depuis 1963 Il a volu de cette date nos jours accompagnant les politiques de choix des projets Cinq instructions se sont ainsi succ d es depuis 1980 o l instruction sur les m thodes d valuation des effets conomiques des investissements routiers en rase campagne de mars 1980 Direction des Routes o l instruction relative aux m thodes d valuation des investissements routiers en rase campagne de 1986 Direction des Routes o la circulaire du 3 octobre 1995 relative l harmonisation des m thodes d valuation des grands projets d infrastructures et son instruction cadre minist re charg des transports o l instruction et la circulaire n 98 99 du 20 octobre 1998 11 relatives aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers en rase campagne Direction des Routes qu on appellera instruction de 1998 dans cette partie o l instruction cadre du 25 mars 2004 relative a
84. On peut consid rer que la r alisation de projets publics comme les infrastructures de transport mobilise des facteurs de production qui auraient pu tre utilis s des fins priv es s il n y avait pas eu le projet Le taux d actualisation des projets publics ne doit donc pas favoriser des projets moins rentables que ceux qui auraient pu tre effectu s dans le priv Cette r gle am ne retenir un taux qui soit quivalent au taux de rendement interne des capitaux priv s C est ce qui a t effectu pour fixer le taux d actualisation retenu dans l instruction de 1998 Le taux de 8 est bas sur l observation du taux de rentabilit interne des capitaux priv s du secteur de l industrie qui s levait 6 au d but des ann es 80 auquel on a ajout 2 de prime de risque pour tenir compte de l incertitude sur l environnement international Le Taux Social de Pr f rence pour le Pr sent il s agit d une approche normative fond e sur la th orie micro conomique de la pr f rence des consommateurs Le TSPP est divis en deux composantes un taux de pr f rence pure pour le pr sent et un effet richesse Il n inclut pas de prise en compte des risques qui doivent tre estim s part Le taux de pr f rence pure pour le pr sent traduit l impatience pure poss der un bien L effet richesse correspond aux effets d anticipation par les m nages de la croissance et donc de leur richesse future Ainsi dans un contexte de richesse crois
85. R PUBLIQUE FRAN AISE Minist re de l cologie de l nergie du D veloppement durable et de la Mer Page laiss e blanche intentionnellement Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Collection les rapports Document dit par le S tra dans la collection les rapports Cette collection regroupe les rapports d tudes de recherche d exp rimentation les synth ses de connaissances Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Introduction Dans le cadre de sa mission d am lioration et de diffusion de la m thodologie appliquer pour les tudes d valuation des projets d infrastructure de transport le S tra d ploie des outils techniques et logiciels Dans les ann es 1970 le S tra a d velopp le logiciel Ariane pour mener l valuation des projets routiers Celui ci permet de mod liser les trafics routiers interurbains et de r aliser le calcul de bilan socio conomique selon les pr conisations des diff rentes instructions relatives l valuation de projet qui se sont succ d es Dans le but d am liorer les pratiques de mod lisation en utilisant les possibilit s des syst mes d information g ographique SIG et en permettant l introduction dans les mod les des modes de transports alternatifs la route le minist re s est dot en 2003 d un nouvel outil du commerce TransCAD qui t adapt
86. S tra Service d tudes f vier 2010 sur les transports les routes et leurs am nagements Rapport d tudes Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Sommaire Chapitre Contexte enjeux et objets de l tude 7 1 Contexte historique 8 2 L laboration du nouvel outil 10 k z 3 Enjeux de l tude 1 rapport d tudes fait le bilan du changement d outil Chapitre IL Des grands principes d valuation conserv s utilis dans le RST pour la mod lisation des trafics dina enl Eren 15 interurbains et l valuation des projets d infrastructures 1 Les principes g n raux identiques 16 routi res d Ariane TransCAD ques deni est destination des mod lisateurs dans les Centres 3 Des composantes communes aux mod les d tudes Techniques de l quipement et des d affectation du trafic 21 A commanditaires des tudes de trafic il permet de 4 Exploitation du mod le de trafic interurbain 27 2 neri faire la synth se des choix de d veloppement pour le E dand Te principes d affectation 35 nouvel outil de mieux en comprendre les principes PE pour la mise pratique et enfin d expliquer les 1 Principes th oriques des deux lois d affectation diff rences entre les r sultats donn s les deux 2 Param trage des valeurs du temps 43 3 S lection manuelle ou re
87. a entre les itin raires 1 et 2 donn e par l intersection des deux droites correspondant aux deux itin raires e itin raire 1 de temps lev et prix bas droite d quation G P a T e itin raire 2 de temps bas et prix P lev droite d quation G P a P P T T La r solution donne Collection Les rapports S tra 41 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes L itin raire 1 est choisi par les usagers dont la valeur du temps est inf rieure la valeur du temps de coupure parfois aussi appel e valeur du temps critique Ainsi la proportion d usagers affect s au chemin 1 est gale la probabilit de choisir le chemin 1 Elle est gale probabilit que l usager ait sa valeur du temps inf rieure que l on peut d terminer l aide de la fonction de r partition cumul e voir des exemples de courbes au 02 Param trage des valeurs du temps Le graphe des co ts g n ralis s ne permet pas en g n ral d avoir une bonne vision des itin raires en concurrence En effet les co ts et les temps des itin raires en concurrence tant relativement proches les droites sont quasiment toutes parall les entre elles et il est difficile de visualiser leur point d intersection Une autre fa on plus simple et utile de visualiser les itin raires en concurrence consiste les repr senter dans
88. age du r seau Lors de la v rification de la convergence du mod le les mod lisateurs peuvent tre amen s simplifier les choix d itin raire en retravaillant au niveau du r seau afin d assurer une bonne convergence en chemin du mod le Collection Les rapports S tra 76 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 8 Conclusion sur les m thodes d affectation 8 1 Source des diff rences entre les r sultats d affectation des deux logiciels Bien qu ayant des formulations diff rentes la loi d affectation Prix Temps et la loi d Abraham sont toutes deux bas es sur le principe de minimisation des co ts g n ralis s pour les usagers et sur le calcul d un quilibre entre la demande et le niveau de service les temps de parcours La loi d Abraham utilise une valeur du temps fix e et r partit les trafics en fonction du ratio de co t g n ralis La loi prix temps utilise une distribution continue des valeurs du temps et r partit les trafics entre itin raires en fonction des valeurs du temps de coupure issues des diff rences des co ts et des temps entre itin raires Avec les param tres par d faut on observe que l affectation prix temps a une plus grande sensibilit aux param tres du r seau que la loi d Abraham La comparaison des deux lois pour diff rents cas de concurrence montre des diff rences d une bien moindre importance que les effe
89. ages pour les FIV rQiNS nine send 33 Les indicateurs agr g s du calcul socio conomique ss 34 Chapitre ITI Des volutions dans les principes d affectation du trafic 0o00000000000000000000000000000000000000000000000000eves 35 1 Principes th oriques des deux lois d affectation sise 37 1 1 Loi logit logarithmique ou Loi d Abraham 37 1 1 1 Formulation de la loi d Abraham 37 1 1 2 Loi logit logarithmique lien avec la th orie d utilit al atoire de l usager 38 1 1 3 Interpr tations du param tre de dispersion ss 38 1 1 4 ENDA A R A R R A nn C Cn 39 12 gt Loi d arbitrage SRE MNT Ne SR E 40 Z Param trage des valeurs du temps aa E E 43 2 1 Ecart type de la distribution log normale sisi inner eee 43 2 2 Moyenne de la distribution log normale sense sense 44 Collection Les rapports S tra 4 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 S lection manuelle ou recherche automatique des itin raires ss 46 Vraisemblanc des itin raires EN asa den 46 Temps de travail et taille de l aire d tude inner 47 4 tudes des param tres du r seau une i
90. aine montagne observ s en 1998 Le r seau de l chantillon supporte un trafic moindre que celui conc d avant 2001 il n cessite donc moins d am nagement apr s la mise en service pour s adapter la demande ce qui explique l importante diminution du montant des ICAS entre les deux instructions Collection Les rapports S tra 95 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Instruction 1998 en euros 2000 Instruction 2004 en euros 2000 Ecart Montagne Vallonn Plaine Montagne Vallonn Plaine Montagne Vallonn Plaine Grosses r parations 41 999 34 169 28 118 46 000 17 000 31 000 10 8 10 et IMMOS ICAS 19 129 11 873 11 873 8 000 6 000 6 000 58 49 49 Entretien et exploitation 100592 93 995 87 399 105 000 95 000 90 000 4 1 3 Tableau 16 les co ts d entretien d exploitation et de grosses r parations pour le conc d dans les instructions de 1998 et 2004 Dans les instructions de 1998 et 2004 les co ts d entretien d exploitation et de grosses r parations du r seau conc d ou non conc d en euros constants n voluent pas dans le temps Globalement les co ts de grosses r parations d entretien et d exploitation sont donc de l ordre de deux fois plus faibles toutes choses gales par ailleurs lorsqu on value un projet non conc d avec l instruction de 2004 plut t qu avec l inst
91. alculs sont diff renci s pour les VL et les PL Le temps de parcours d pend des courbes temps d bit et de la charge de trafic et les co ts de circulation se d composent comme suit e co t kilom trique d entretien des v hicules e co t kilom trique de d pr ciation des v hicules e co t de consommation de carburant e p ages e malus d inconfort pour les VL uniquement Dans TransCAD comme dans Ariane pour chacun de ces co ts il est possible de d finir des valeurs au niveau de chaque arc Si aucune valeur n est d finie au niveau de l arc alors celui ci prend la valeur par d faut qui est indiqu e dans la table de typologie La principale diff rence entre les deux mod les concerne la valeur du temps c est une constante pour la loi d Abraham alors que dans l affectation Prix Temps il s agit d une distribution continue des valeurs du temps Les diff rences entre les deux lois d affectation sont explicit es au chapitre Une autre diff rence importante entre les deux logiciels se situe au niveau de la m thode de s lection des itin raires concurrents elle est manuelle dans Ariane c est dire que l op rateur indique au logiciel pour chaque liaison OD les diff rents itin raires envisageables alors que TransCAD utilise des m thodes de recherche automatique Ces diff rences seront tudi es dans la section 3 du chapitre III Les calculs s effectuent pour un nombre d it rations param trable et pour
92. ane chacune d elles tant d finie avec un type de route et une longueur Les arcs sont donc d finis entre deux points de choix du r seau Principe de repr sentation des arcs TransCAD 4 4 4 0 gt Type de route 3 21 5 21 3 1 arc d compos en 3 sous sections Section Type 3 Longueur 10 km Longeur km 5 1 3 1 5 Section 21 Longueur 2 km Section 5 Longueur 3 km Le principe des sous sections a l avantage de r duire le nombre d arcs mais il demande en contrepartie un travail de codage plus fastidieux TransCAD permet de visualiser et de v rifier le codage des arcs de fa on plus ais e Il permet galement d importer dans l interface des r seaux d j cod s notamment des SIG routiers bases IGN TeleAtlas Navteq Dans TransCAD il n y pas de limite num rique au nombre d arcs mais comme avec Ariane celui ci conditionne d une part les temps de calcul et d autre part le temps de travail Ce dernier cro t rapidement avec le nombre d arcs avec le nombre de caract ristiques d itin raires v rifier de r sultats d affectation contr ler Cela tant le principe de codage des arcs n a aucune influence sur les calculs d affectation L apport de TransCAD sur cet aspect est donc ergonomique pour l utilisateur 2 2 Repr sentation de la demande de transport Dans les deux outils la demande de transport est repr sent e par des flux en V hicules L ger
93. appelle que le principe d quilibrage att nue la sensibilit du prix temps voir 5 N anmoins ce constat permet de mettre en garde les mod lisateurs travaillant sur des zones non congestionn es De fa on g n rale on peut dire que la loi prix temps est plus discriminante que la loi d Abraham qui tend r partir le trafic de fa on relativement galitaire entre les itin raires En revanche tant donn qu elle a plus de param tres la loi prix temps permet de mieux reproduire une r partition observ e localement condition de calibrer l ensemble des param tres de fa on reproduire ces observations Collection Les rapports S tra 55 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 5 Prise en compte du niveau de demande effets des param tres l quilibre 5 1 Principe de calcul de l quilibre Avec la prise en compte de l effet de la charge du r seau sur les temps de parcours la r partition du trafic r sulte d un quilibrage entre la demande et l offre On peut expliquer le principe d quilibrage de la fa on suivante si l on affecte plus de trafic sur un chemin alors le temps de parcours sur celui ci augmente ce chemin devenant ainsi moins int ressant Certains usagers ont donc int r t changer leur itin raire pour un autre qui appara t plus efficace car finalement moins encombr L quilibrage est la situation dans la
94. apport d tudes 4 Exploitation du mod le de trafic interurbain 4 1 Projections de la matrice de demande Si l on regarde les s ries temporelles de donn es de trafic sur le long terme on observe que le volume de la demande de transport cro t lin airement dans le temps Le service statistique du minist re anciennement le SESP Service des tudes Statistiques et Prospectives aujourd hui le SOeS Service de l Observatoire et des Statistiques fournit des coefficients de croissance l chelle nationale en fonction du Produit Int rieur Brut PIB et de la Consommation Finale des M nages CFM Ces coefficients sont utilis s afin de projeter la demande de trafic dans le futur aux diverses ann es horizon tudi es L instruction cadre relative aux m thodes d valuation conomique des grands projets d infrastructures de transport 12 pr cise qu il est possible d utiliser des coefficients de croissance diff rents des taux nationaux lorsque ces hypoth ses sont jug es trop globales l chelle du projet tudi L annexe 5 de l instruction relative aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers interurbains 13 pr cise les coefficients pour 3 sc narios de croissance du PIB 1 5 1 9 et 2 3 et pour 3 hypoth ses basse moyenne haute On distingue les coefficients de croissance pour les PL et 2 classes de VL les d placements gt ou lt 20 km La circulaire de 1998 11 distinguait 3 cl
95. approches distinctes dans les instructions de 1998 et 2004 Dans l instruction de 1998 une valeur du temps identique est retenue pour tous les VL elle cro t comme la consommation finale des m nages par t te jusqu en 2025 Dans l instruction de 2004 la valeur du temps varie avec la distance parcourue et elle croit comme 0 7 fois la consommation finale des m nages par t te jusqu en 2050 Au final les valeurs retenues sont tr s diff rentes et les carts varient de 45 plus de 145 en fonction de la distance parcourue et de l ann e horizon Les courbes suivantes permettent de comparer les valeurs du temps VL entre les deux instructions en fonction de la distance et de l ann e horizon Valeur du temps VL h 60 55 Horizon 2000 50 Horizon 2025 s Horizon 2050 Instruction 98 horizon 2000 Instruction 98 horizon 2025 45 4 40 4 Euros 2000 par heure 4 coame gt a 20 E Te 10 3 54 Distance km 0 T T T T T T 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Les volutions extr mes entre les deux instructions se situent o au niveau des d placements inf rieurs 20 km avec une baisse de la valeur du temps en 2025 de 46 29 en 2000 33 en 2050 o au niveau des d p
96. asses de VL lt 20 km entre 20 et 100 km gt 100 km et 3 classes de PL interne la France change international transit international Ces hypoth ses de croissance d finies par les textes r glementaires sont des param tres ext rieurs aux mod les de trafic Les deux outils l tude permettent de prendre en compte diff rents sc narii de croissance On consid re donc que la croissance des trafics est en dehors du champ de la comparaison entre les deux logiciels Dans le cadre de cette tude on s est simplement assur d utiliser des hypoth ses identiques dans les comparaisons Comme pour la grande majorit des tudes r alis es ces derni res ann es le sc nario retenu est l hypoth se moyenne du sc nario central de croissance PIB 1 9 Sc nario central de croissance du PIB Hypoth se Moyenne Taux de croissance lin aire du trafic VL relations VL relations L Avec ann e de base 2002 lt 20 km gt 20 km De 2002 2025 125 15 2025 2050 0 625 1 05 0 75 la moiti des taux indiqu s ci dessus Collection Les rapports S tra 27 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Ceci correspond en moyenne nationale 1 8 de croissance pour l ensemble du trafic 1 9 pour les VL et 1 5 pour les PL Le sc nario macro conomique retenu pour l volution des valeurs tut laires correspondant ces
97. aux en particulier les types de routes et les temps vide que dans les lois d affectations Enfin notons que les carts en termes d avantages calcul s entre situations de projet et de r f rence trouvent leurs explications dans les r partitions de trafics mais surtout dans les temps de parcours entre les deux situations Pour les cas simples de concurrence entre deux routes tudi es on trouve notamment des avantages de temps plus importants avec Ariane Cela est d au fait que les courbes temps d bit Ariane sont globalement plus p nalisantes et les temps de parcours en situation de r f rence sont ainsi beaucoup plus lev s impliquant un gain de temps plus important De fa on g n rale les diff rences entre les deux lois d affectation ont un impact minime dans les r sultats de mod les par rapport l importance du calage des param tres pour reproduire correctement les choix d itin raires Au lieu d attacher de l importance la loi d affectation il est plus judicieux d examiner finement les m thodes de calage et de validation des mod les Collection Les rapports S tra 77 1126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 8 2 Recommandations pour l affectation avec les modules S tra Pour pouvoir critiquer les r sultats obtenus avec les modules S tra il est important de bien comprendre les principes de l affectation prix temps impl ment e
98. avec les projections en situation future rectangles rouges et enfin l valuation socio conomique Collection Les rapports S tra 18 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 M thodes de repr sentation des donn es d entr e 2 1 Repr sentation de l offre de transport Dans les outils l tude l offre de transport est repr sent e par le r seau routier compos s d arcs ou arr tes dans Ariane dont les caract ristiques sont principalement param tr es partir de types d arcs pr d finis par exemple les autoroutes conc d es 2x2 voies les routes bidirectionnelles de 7m La table des types de routes environ une trentaine s appelle la table de typologie la table Setra_VDF pour les modules S tra en Annexe 4 La typologie des arcs est rest e quasiment invariante entre les logiciels Ariane et les modules S tra de TransCAD Les modules S tra offrent n anmoins une plus grande souplesse et permettent d introduire de nouveaux types d arcs si l utilisateur en a l utilit Dans Ariane le nombre d ar tes est limit 2 500 En tenant compte des niveaux d am nagements le nombre d ar tes est limit 5 000 Cette limite peut para tre lev e mais il a t n cessaire d adapter le programme dans le cadre de l tude France enti re 2015 o cette limite a t d pass e Un arc se d compose en sous sections dans Ari
99. cherche automatique des itin raires 46 4 tudes des param tres du r seau une it ration donn e 48 Le premier chapitre rappelle le contexte et les 5 Prise en compte du niveau de demande effets des param tres objectifs du d veloppement des modules S tra de l quilibre 56 Le deuxi me pr sente les grands principes 6 Comparaison des courbes temps d bit 67 des mod les communs aux deux outils Les chapitres 7 Analyse de la convergence 74 et IV tudient les diff rences dans les principes 8 Conclusion sur les m thodes d affectation 7 d affectation du trafic et ceux du bilan socio Chapitre IV Des volutions dans les m thodes de bilan socio conomique La derni re partie fait le point sur les conomique 79 m thodes et les outils de mod lisation des trafics 1 Historique des textes r glementaires 80 interurbains avec une synth se des changements et 2 De l instruction de 1998 celle de 2004 principales volutions 81 des am liorations apport s par le nouvel outil 3 Influence des diff rentes volutions entre les instructions 84 4 La d viation de L guevin un projet analys selon les deux m thodes 97 5 Conclusion sur le changement d instruction 104 Chapitre V Bilan Am liorations pr voir 107 1 Bilan des comparaisons Ariane TransCAD 108 2 Bilan du passage d Ariane TransC AD 111 Bibliographie Glossaire 115 Annexes 117 E Libert galit Fraternit
100. comptages et les r sultats du mod les e l utilisation d appareils de mesure GPS embarqu s dans des v hicules parcourant le r seau pour transmettre des informations au SIG et ainsi cr er des bases de donn es de vitesses et de temps de parcours e l exploitation des donn es et des r sultats facilit e lignes de d sirs isochrones Contrairement d autres logiciels SIG TransCAD permet en plus de r aliser des calculs de plus court chemin selon des crit res param trables distance temps co t g n ralis pour plusieurs OD simultan ment et galement de chercher les k plus courts chemins Ces outils sont d une grande utilit pour la mod lisation des transports 2 1 2 La gestion des bases de donn es En plus du SIG qui permet de g rer les bases de donn es g ographiques TransCAD g re de nombreux formats de donn es qui permet d changer avec de nombreux autres logiciels comme Maplnfo Excel Access et d autres logiciels de Mod lisation Emme 2 MinUTP Saturn FSUMTMS TModel TranPlan TP TransCAD poss de galement ses propres outils de gestion des bases de donn es Les outils de gestion et de calcul des matrices OD sont particuli rement d velopp s Ils permettent de faire de nombreux calculs vectoriels et matriciels transposition addition soustraction multiplication d s agr gation convolution Alors que les relations OD n taient repr sent es dans Ariane que sous forme de list
101. corrections apport es au r seau Concr tement les mod lisateurs ajustent e le nombre et la position des points d injection de la matrice OD zonage et centro des de zones e les param tres d affectation calibrage de la valeur du temps e le niveau de description du r seau et les caract ristiques de co t et de temps de parcours des arcs type de route malus vitesse vide capacit e les trafics locaux On mesure les carts entre les r sultats du mod le et les donn es observ es puis des corrections sont apport es afin de r duire les carts les plus importants en commen ant par des ajustements globaux comme sur la valeur du temps ou sur la table de typologie et en allant vers des modifications de plus en plus locales au niveau des arcs Parce qu il existe plusieurs possibilit s de modifications pour r duire les carts entre le mod le et les observations il n existe pas de m thode automatique permettant de faire ces ajustements C est ici que le mod lisateur apporte une grande valeur ajout e au mod le car il r alise les modifications les plus pertinentes partir de sa connaissance de la zone d tude Le calage du mod le d pend ainsi essentiellement des techniques employ es par le mod lisateur Collection Les rapports S tra 25 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Dans TransCAD de nombreux outils cons
102. d ajouter la valeur r siduelle correspondante cf formule ci dessous avantages _ 5 1 _ avantage3g VR 0 1 ax 1 a 0 avec valeur r siduelle avantage30 l avantage de la 30 ann e de vie du projet a taux d actualisation L instruction de 2004 pr conise quant elle de conduire les calculs sur 50 ans apr s la mise en service sans valeur r siduelle On fait ainsi l hypoth se que 50 ans apr s sa mise en service une infrastructure ne pr sente plus de gains ni de co ts pour la collectivit L extension des calculs 50 ans est coh rente avec le passage du taux d actualisation 4 et vise mieux prendre en compte les effets de long terme L arr t des calculs apr s 50 ans r pond aux pr occupations actuelles de d veloppement durable on ne sp cule plus sur l utilit l infini d un am nagement pour les g n rations futures et on consid re que les incertitudes sur l usage futur de l infrastructure sont trop importantes pour estimer sa valeur cette ch ance A noter d ailleurs que la convergence de la s rie l infini des avantages actualis s n est plus assur e en effet dans l instruction de 2004 on adopte un syst me de prix relatif pour les biens environnementaux qui int gre les effets de long terme avec notamment une valeur de l effet de serre qui cro t de 3 par an alors que le taux d actualisation d cro t de 4 3 l horiz
103. dans la charge de trafic par arc pour le calcul des temps de parcours les omettre revient surestimer les vitesses en charge c est dire sous estimer les temps de parcours Pour une section donn e les pr chargements sont g n ralement obtenus par la diff rence entre les flux mod lis s par arc et le flux total connu partir des donn es de comptages de trafic On fait l hypoth se que ces trafics locaux sont captifs de leur itin raire ils n apparaissent donc pas dans la matrice OD mais directement au niveau des arcs du r seau afin d tre pris en compte dans le niveau de service du r seau via les calculs de temps de parcours Dans TransCAD pour repr senter ces trafics locaux on utilise des champs par arc d finis au niveau du r seau dans la base de donn es d offre Dans Ariane ils sont repr sent s de la m me fa on que les autres relations OD ce sont des relations depuis une ar te vers la m me ar te Le mod lisateur a la possibilit d utiliser des codes sp cifiques pour les diff rencier mais cette repr sentation ne permet pas une autre personne de bien distinguer les trafics locaux des trafics qui s affectent r ellement sur le r seau ceux qui ont la possibilit de choisir un autre itin raire Ce mode de repr sentation nuit la transparence de l tude de trafic d autant plus que les trafics locaux peuvent avoir une grande influence sur les r sultats En effet plus il y a de pr chargements s
104. de de circulation X Iti 2 Temps de parcours 1 Co t de circulation 1 X On choisit l itin raire 2 de fa on ce qu il corresponde l itin raire le plus cher et rapide X et Y sont ainsi toujours positifs Collection Les rapports S tra 50 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 4 2 1 Condition d galit des deux lois d affectation Avec la loi d Abraham si les diff rences dans le X et le temps Y se compensent dans le co t g n ralis avec la valeur du temps avec par exemple 15 h alors on obtient une r partition gale 50 50 entre les deux itin raires Cette condition est v rifi e si et seulement si G lt gt P Avec l affectation prix temps on obtient une r partition gale si et seulement si la valeur du temps de coupure est gale la valeur du temps m diane de la r partition Cette condition est v rifi e si et seulement si a coupure m diane lt gt X Y m diane Ti P En rapprochant ces deux quations on s aper oit qu en travaillant avec une distribution des valeurs du temps o la m diane est gale la valeur du temps utilis e dans la loi d Abraham si la r partition du trafic est 50 50 entre deux itin raires pour une loi d affectation alors elle le sera galement pour l autre De plus avec c
105. de deux param tres sa moyenne et son cart type Dans les modules S tra on d finit a minima une distribution des valeurs du temps par classe de trafic VL et PL On peut sp cifier des r partitions diff rentes par classe d OD sans limite du nombre de classes Il est ainsi possible de d finir une r partition log normale par OD et par classe de v hicule via sa moyenne et son cart type tudions maintenant les deux param tres de la distribution moyenne et cart type 2 1 cart type de la distribution log normale Lorsque l on diminue l cart type de la distribution celle ci est plus concentr e autour de sa moyenne Et le maximum de la courbe se rapproche de la moyenne Par ailleurs plus l cart type est lev plus les Courbe de distribution des valeurs du temps proportions des usagers Moyenne 15 h cart type de 0 2 1 1 aux valeurs du temps 0 16 extr mes sont lev es Le pic de la distribution se 0 14 0 2 rapproche de z ro quand 03 l cart type cro t 8 0 12 0 4 On notera que les usagers lt 0 5 aux tr s faibles valeurs du 0 6 temps peuvent poser des 0 08 e 0 7 probl mes s ils sont trop NU m 0 8 nombreux car ils vitent N gt 0 06 09 tout prix les p ages A quitte emprunter des 0 04 itin raires tr s longs i 1 1 temps Cela est 0 02 n anmoins souhaitable pour repr senter
106. de la dur e des calculs 3 3 2 Un malus d inconfort plus faible dans l instruction de 2004 Le malus d inconfort est d fini par type de route comme l addition de diff rentes composantes relatives au confort de conduite Les carts de valorisation entre les deux instructions peuvent tre li s la valeur m me du param tre mais aussi sa r gle d volution dans le temps En effet les carts entre instructions diff rent avec le temps variant pour tous les types d inconfort de 5 en 2000 10 en 2050 avec un cart maximum en 2025 29 cf Tableau 8 La valeur du malus en 2000 est proche dans les deux instructions En revanche la r gle de croissance de la valeur est plus faible avec l instruction de 2004 qu avec celle de 1998 voir les coefficient de croissance au 2 dans le Tableau 3 La valeur du malus sur le long terme avec l instruction de 2004 est donc inf rieure celle de l instruction de 1998 Ainsi la valeur du malus n a quasiment pas t modifi e entre les deux instructions ce sont les hypoth ses de croissance macro conomique ainsi que l lasticit de la valeur ces hypoth ses qui ont t revues la baisse Au final l avantage actualis total de malus d inconfort est plus faible avec l instruction de 2004 L cart pr cis ment engendr sur la rentabilit globale du projet d pend des types de routes pr sents dans la zone d influence du projet La d pr ciation des PL est en fait pr
107. demande de transport d un seul itin raire Origine Destination dont la longueur totale est comprise entre 20 et 50 km Les taux de croissance lin aire en base 2002 retenus sont donc les suivants Taux de croissance annuel Au del de lin aire base 2002 2002 2025 2025 2050 2050 VL 21 1 05 0 PL 1 5 0 75 0 Voici les coefficients multiplicateurs correspondants ces hypoth ses pour chacun des param tres Coefficients multiplicateurs par rapport au trafic 2009 2009 2028 2990 Demande de Trafic VL 1 1 29 1 52 Demande de Trafic PL 1 1 22 1 39 Ces hypoth ses correspondant l instruction en vigueur sont galement prises pour les calculs effectu s avec l instruction de 1998 afin de ne pas introduire un biais li la croissance des trafics dans la comparaison entre les instructions Les tests sont effectu s toutes choses gales par ailleurs avec notamment les m mes r partitions de trafic pour toutes les ann es d affectation on ne fait pas de calcul d affectation Les temps de parcours sont calcul s tous les 10 ans en fonction de la demande de trafic et partir des courbes temps d bits des modules S tra de TransCAD Les avantages sont ensuite calcul s par interpolation entre les ann es de calculs 2009 2019 2029 2039 2049 et 2059 4 2 Les volutions sur la rentabilit hors effet de l actualisation et des p riodes de calcul Les graphes ci dessous pr sen
108. devraient rester inf rieurs 50 les trajets de plus de 50 km sont non n gligeables dans la zone d influence du projet les gains de temps qui constituent l essentiel du b n fice actualis vont alors varier fortement avec les deux m thodes et il n est pas possible de pr sager de l effet pr cis de cette volution sur la rentabilit globale Collection Les rapports S tra 105 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Collection Les rapports S tra 106 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Chapitre V Bilan Am liorations pr voir Collection Les rapports S tra 107 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 Bilan des comparaisons Ariane TransCAD Les tudes de comparaisons Ariane TransCAD en C t ainsi que les approfondissements th oriques et les tests des modules S tra ont mis en vidence quelques bonnes pratiques observer ainsi que des am liorations du logiciel pr voir Ce dernier chapitre fait le bilan du passage d Ariane TransCAD 1 1 Synth se sur la base des l ments th oriques En ce qui concerne les deux lois d affectation Prix Temps et Abraham les comparaisons sur des cas simples th oriques permettent de conclure que la loi d arbitrage p
109. dices l environnement r siduelle 1 r siduelle 2 1 2 1 2 partir de 2009 sur les dur es de calcul suivantes 1 0 Taux d actualisation de 4 constant pas de croissance des 1530 1148 33 co ts ni des gains ET Taux d actualisation de 8 PF croissance des co ts ni des 260 223 17 Taux d actualisation de 8 croissance des co ts de 3 314 366 14 Taux d actualisation de 8 croissance des gains de 4 1 965 2 019 3 Tableau 6 effets de la dur e des calculs sur le b n fice actualis d un projet A avantages constants selon le taux d actualisation retenu le b n fice actualis est de 1 1 1 3 fois sup rieur avec un calcul sur 30 ans plus valeur r siduelle qu avec un calcul sur 50 ans sans valeur r siduelle Cette r gle reste valable pour une faible croissance ou d croissance des avantages dans notre exemple pour des croissances des co ts et des gains ne d passant pas respectivement 3 et 4 par an Si on introduit une croissance des co ts de 3 le b n fice actualis sur 30 ans avec valeur r siduelle est inf rieur en valeur absolue au b n fice actualis calcul sur 50 ans l arr t des calculs 30 ans avec valeur r siduelle ne permet pas de valoriser l ensemble des co ts du projet lorsque les avantages d croissent Si on introduit une croissance des gains de 4 le b n fice actualis sur 30 ans avec valeur r siduelle e
110. e absolue entre les proportions sur la route 2 calcul e avec la loi prix temps gauche et la loi d Abraham droite Collection Les rapports S tra 60 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Comparaison des quilibres obtenus avec les 2 lois d affectation deux itin raires de type identique 3 7m Affectation Abraham Affectation Prix Temps Proportion de trafic sur l arc 2 AA ADP HP p 1 4 A 7 17 HH 122 22 gt m 90 00 100 00 80 00 90 00 _ O 70 00 80 00 m 60 00 70 00 m 50 00 60 00 m 40 00 50 00 0 30 00 40 00 0 20 00 30 00 m 10 00 20 00 m 0 00 10 00 ENT PHA m 90 00 100 00 80 00 90 00 D 70 00 80 00 60 00 70 00 m 50 00 60 00 m 40 00 50 00 0 30 00 40 00 0 20 00 30 00 m 10 00 20 00
111. e automatique du plus court chemin Possibilit de modifier les itin raires obtenus automatiquement Fonctionnalit s de visualisation Au moins toutes les analyses d j existantes dans le syst me actuel Sous forme graphique analyses de tron ons visualisation des itin raires sur le graphe pr sentation des donn es Sous forme de tableaux de r sultats analyses de tron ons trafics itin raires etc Possibilit de trier les tableaux de r sultats dans le logiciel Visualiser sur le graphe les itin raires qui passent par une ar te donn e d o la notion imag e de chevelu Possibilit de sauvegarder des mod les de graphes Possibilit de r aliser des histogrammes ou autres types de graphiques Communication avec les autres logiciels Collection Les rapports S tra 119 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Rendre compatible l change de donn es avec un SIG tel que MAPINFO passerelle vers un SIG Disposer d une base r seau de r f rence sous SIG type r seau 30 000 arcs Faire interagir le graphe avec la base de donn es pour les mises jour de la base SIG plus int gr Disposer d une passerelle vers EXCEL ACCESS au moins l quivalent du syst me actuel Disposer d une passerelle vers GEODE CALCULS PARTICULIERS Calculer des matrices de temps de parcours Calculer des matrices de co t R aliser des isochrones Faire d
112. e de 20 avec Prix Temps sur l itin raire 2 avec une longueur de 8km et 25 avec une longueur de 9 5km De ces analyses on s aper oit que plus les itin raires sont diff renci s plus les deux lois donnent des r sultats proches Ainsi en comparant des itin raires tr s contrast s l un de type 8 autoroute conc d e 2x2 et l autre de type 21 2 voies urbaines normales la diff rence absolue maximale tombe 15 comme le montrent les deux illustrations ci dessous qui sont tr s similaires Itin raire 1 Itin raire 2 Type 8 autoroute conc d e 2x2 Type 21 2 voies urbaines normales Longueur 10 km Longueur variable Collection Les rapports S tra 63 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Affectation Prix Temps Affectation Abraham Proportion 60000 60000 Proportion 57000 m 90 00 26000 54000 m 50 095 52000 m 90 00 100 00 51000 48000 80 00 90 00 48000 _ o 44000 70 00 80 00 45000 m 60 00 70 00 HHH m 60 00 70 00 42000 H 40000 5 m 50 00 60 00 m 50 00 60 00 39000 se be 36000 m 40 00 50 00
113. e doit aborder les diff rentes composantes sociales techniques environnementales et conomiques du projet Pour choisir le meilleur projet il est n cessaire de disposer d outils d aide la d cision int grant l ensemble de ces l ments et garantissant une analyse globale des effets Le calcul socio conomique cherche r pondre cette attente met en parall le l aide d une unit mon taire homog ne les avantages conomiques sociaux et environnementaux d un projet et ce dans le but de quantifier la variation d utilit collective qu il g n re tout au long de sa dur e de vie Le calcul socio conomique assure donc un clairage global rigoureux sur les effets d un investissement dans la mesure ces derniers peuvent tre mesur s sur une chelle mon taire Fond sur des crit res communs il vise l objectivit et la transparence de l valuation Appliqu tous les projets d investissements il constitue un socle homog ne partir duquel projets et variantes peuvent tre compar s Le calcul socio conomique ne saurait lui seul dicter le choix des projets il repr sente une des composantes de la palette d outils d aide la d cision dont disposent les d cideurs et doit tre compl t par des analyses qualitatives des effets des projets sur le territoire le paysage Quel que soit l outil utilis pour r aliser les calculs le bilan socio conomique d un projet a pour objectif de fournir une va
114. e en place du logiciel chez les utilisateurs par l organisation de formations et la r alisation d tudes dites de comparaison entre les deux logiciels Pour m moire le montant total du march s levait 455 000 selon la d composition suivante tranche ferme d veloppement 307 000 tranche conditionnelle 1 acquisition de 25 licences 125 000 tranche conditionnelle 2 formations 23 000 En 2008 afin de r pondre aux besoins d tudes cinq autres licences de TransCAD ont t acquises dans le cadre du march de maintenance montant d achat par licence suppl mentaire 5 000 montant de la maintenance annuelle par licence 800 Collection Les rapports S tra 10 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 2 Le projet d accompagnement et les formations Les CETE ont t associ s au projet de renouvellement des outils d valuation des projets routiers d s 2001 avec la r alisation d une enqu te dans le cadre de l tude d opportunit De plus un utilisateur au CETE de Lyon a t plus particuli rement associ l op ration et a suivi toute la pr paration du march savoir l laboration du cahier des charges le choix des crit res de s lection la participation en tant qu expert aux r unions de la commission d appel d offres A noter galement que le CETE de l Est a particip la rece
115. e parcours et chaque composante de co t en calculant les diff rences entre la situation de projet et celle de r f rence Collection Les rapports S tra 30 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes On calcule le total des temps pass s sur le r seau et le total de chaque composante de co t d pens e sur le r seau et ce pour les situations de projet et de r f rence Le calcul de la diff rence entre les totaux donne ensuite les avantages en temps et en co ts de circulation li s au projet Pour les usagers induits on ne prend compte que la moiti des avantages On renvoie vers l instruction 13 pour plus de d tails sur les calculs avec demande lastique Afin de limiter la dur e des calculs ceux ci sont effectu s pour un nombre r duit d ann es choisies au cours de la dur e de vie du projet Une fois les affectations calcul es pour les diff rentes ann es s lectionn es et les avantages pour ces ann es valu s un travail d interpolation est effectu pour fournir la s rie chronologique compl te des avantages On tablit galement la s rie chronologique des co ts co ts de construction co ts d exploitation de l infrastructure Le graphe ci dessous illustre le calcul de ces avantages annuels Chronique des avantages annuels en 10 000 000 e Avantag
116. elon la m thode du Minist re de l quipement Cheops Khefren de management d op ration d informatisation pour les projets complexes pour la ma trise d ouvrage et les ma tres d uvre Elle s est d roul e de la fa on suivante 1 A l issue de l tude d opportunit r alis e en 2000 la Direction des Routes opte pour le remplacement de l outil Ariane par un logiciel existant da commerce 2 Le projet fonctionnel r alis en 2001 aboutit la r daction des pi ces du march 3 La consultation est men e en 2002 par une proc dure d appel d offres sur performances dont l objet tait la fourniture et l adaptation d un logiciel de planification des transports 4 Apr s avoir t s lectionn le groupement S tec International Caliper travaille entre 2003 et 2006 la r alisation du logiciel baptis les modules S tra de TransCAD et qui comprennent un module d affectation routi re prix temps gestionnaire des sc narios de projet une proc dure de calcul socio conomique 5 La recette des prestations du march est effectu e en plusieurs phases parall lement aux prestations les relev s d anomalies tant transmis au fil de l eau afin que le prestataire puisse rapidement en tenir compte Les anomalies d tect es par la suite ont t trait es dans le cadre de la garantie d un an apr s la fin du march puis du contrat de maintenance depuis 2008 6 Le projet d accompagnement a aid la mis
117. emand 2010 S tra R f rence 1005w ISRN EQ SETRA 10 ED01 FR Le S tra appartient au R seau Scientifique et Technique du MEEDDM
118. emprunte le chemin i d une OD vaut F___ G 1 ze j l On note qu avec cette loi tout chemin s lectionn re oit une part de trafic non nulle Collection Les rapports S tra 37 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 1 2 Loi logit logarithmique Lien avec la th orie d utilit al atoire de l usager Il est possible de rattacher la r gle de r partition d Ariane la th orie de l utilit al atoire de l usager utilis e dans les mod les de choix discret comme par exemple le choix modal On reprend ici la d monstration de F Leurent 8 qui montre que la loi d Abraham correspond un mod le logit multinomial avec un logarithme dans la fonction d utilit On suppose qu un voyageur attache chaque chemin k une utilit al atoire U variable al atoire compos e d un terme d terministe V plus une erreur al atoire de moyenne nulle Cette erreur prend en compte statistiquement ce que l analyste ne sait pas expliquer de fa on d terministe dans le comportement du voyageur U w V 6 w notant l al a On ajoute l hypoth se que l utilit d terministe attach e par un demandeur au chemin k est gale l oppos du logarithme du co t g n ralis V log G Dans le mod le logit multinomial on suppose encore que les erreurs sont des variables al atoires ind pendantes et identiq
119. emps des PL Dans l instruction de 1998 la valeur du temps des PL est constante dans le temps Dans l instruction de 2004 la valeur du temps des PL est d compos e en deux l ments la valeur du temps des transporteurs et celle des chargeurs Cette derni re est de 6 75 et cro t comme les 2 3 du PIB Au final l cart entre les deux instructions varie de 19 35 cf Tableau 9 Globalement sur la dur e de vie du projet les r sultats mon taris s de gains de temps des PL toutes choses gales par ailleurs sont donc sup rieurs d au moins 20 dans l instruction de 2004 par rapport l instruction de 1998 Ceci n est pas n gligeable dans la rentabilit globale des projets puisque les gains de temps des PL peuvent repr senter de l ordre de 20 de l avantage total Instruction Instruction Instruction Instruction 1998 2004 1998 2004 Valeur en Valeur en Valeur en Valeur en Ecart Ecart Unit de r f rence euros 2000 euros 2000 euros 2000 euros 2000 ann e 2000 ann e 2050 ann e 2000 ann e 2000 ann e 2050 ann e 2050 Temps Heure de v hicule PL 32 30 32 43 19 35 Tableau 9 la valeur du temps des PL dans les instructions de 1998 et 2004 Collection Les rapports S tra 90 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Valeur du temps des VL La valeur du temps des VL est appr ci e par deux
120. encore ceux de Robert Dial 7 Bicriterion trafic assignment efficient algorithms plus examples 1996 Par leur reconnaissance en France et l tranger ces travaux de recherches scientifiques ont montr le bien fond th orique et pratique du principe de l affectation prix temps la suite de ces travaux de recherche le S tra a pass une convention avec l Inrets Fabien Leurent en 1995 8 afin d tudier d valuer et de comparer deux principes de r partition du trafic entre itin raires concurrents sur un r seau de transport routier interurbain l affectation logit logarithmique couramment appel e loi d Abraham impl ment e dans Ariane l affectation bi crit re prix temps impl ment e aujourd hui dans les modules S tra de TransCAD Fabien Leurent conclut une galit relative des deux mod les Ils ont chacun leur faiblesse pour la loi d Abraham l uniformit des comportements face aux divers attributs de co t g n ralis et pour la loi prix temps les itin raires tenus pour inefficaces alors que certains automobilistes les choisissent En parall le la s lection automatique des chemins est un point fort du mod le prix temps On peut galement citer un autre article de Fabien Leurent qui compare diff rents principes de r partition du trafic et leur param trage intitul Les valeurs du temps des automobilistes Marseille en 1995 10 et qui montre l importance de la dispersion des valeurs du
121. entiques puis on introduit le changement de taux d actualisation et de dur e de calcul 4 1 Le projet Le projet de d viation est un projet de 13 km simple et facilement valuable l aide d un tableur Il peut se sch matiser comme ci dessous Trec existant Voie Projet D but et fin de travaux 212 voies 042 a 024 Echangeur cH vers Toulouse PUJAUDRAN 1 2 echangeur vers Auch 0532 D 379 SITUATION DE REFERENCE SITUATION PROJET SANS PROJET Caract ristiques identiques la r f rence Trafic 2005 25370 TMJA dont 7 de PL la d viation en plus Estimation 2009 27374 TMJA dont 7 de PL 2 2 voies express 13 15 km Trafic suppos 110 km h la mise en service voies normales travers e rbaine 50 km h Trafic suppos la mise en service en dont 7 de PL 2009 20262 TMJA dont 7 de PL Collection Les rapports S tra 97 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Pour r aliser le bilan socio conomique du projet entre sa mise en service en 2009 et 2059 on choisit le sc nario central de cadrage macro conomique PIB 1 9 et les hypoth ses moyennes de croissance de trafic tel qu indiqu au chapitre 4 1 Projections de la matrice de demande On consid re que l infrasctructure supporte le trafic issu de la
122. erdictions de mouvements tournants e les diff rences entre les deux sens de circulation par arc AB BA Ces points aujourd hui r solus ont t trait s en priorit dans le cadre du contrat de maintenance avec Caliper Enfin ces tudes ont confirm la n cessit de travailler sur les m thodes de calage Avec la participation de 3 C t le S tra a form un groupe de travail sur le calage et la validation des mod les d affectation du trafic Son objectif est de r aliser un tat de l art comparant les pratiques en C t l tranger et dans le domaine de la recherche et de produire un guide de recommandations sur ce th me 1 3 Temps de travail Un des objectifs des tudes de comparaison Ariane TransCAD effectu es par les C t tait d estimer le temps n cessaire pour r aliser une tude avec chacun des logiciels sur la base du d tail des temps pass s chaque tape de celles ci En fait il a t difficile d identifier le temps r ellement pass pour chacune des tapes tant donn leurs imbrications dans le travail des mod lisateurs Les tableaux issus des rapports des C t ne permettent pas d obtenir des r sultats significatifs Dans le cadre des comparaisons Ariane TransCAD les mod lisateurs avec TransCAD ont souvent t distincts des mod lisateurs avec Ariane De fa on g n rale pour les tudes de projets il est fr quent que l ensemble des t ches ne soit pas trait par la m me personne Par e
123. es TransCAD permet de mettre jour les matrices en fonction du zonage et de visualiser le r sultat par exemple l aide de lignes de d sirs entre toutes les zones Collection Les rapports S tra 111 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 1 3 Les mod les 4 tapes TransCAD poss de des outils qui permettent de calibrer des mod les de g n ration et de distribution de d placements partir de donn es socio conomiques par zone m thode de construction de la matrice de d placements surtout utilis e dans le domaine urbain De m me pour l tape de choix modal il est possible de tester diff rentes formulations et de calibrer les param tres des utilit s Il est galement ais de travailler avec diff rentes p riodes de mod lisation par exemple les diff rentes heures repr sentatives de la journ e heure creuse heure de pointe du matin du soir Toutes ces possibilit s sont l heure actuelle peu explor es dans le domaine interurbain mais ont vocation se d velopper notamment dans le cadre de commandes de mod les multimodaux l chelle r gionale 2 1 4 Outil de programmation GISDK TransCAD int gre une plate forme de d veloppement l aide de son propre langage de programmation le GISDK pour Geographic Information System Developer s Kit le kit de d veloppement du SIG Les outils de programmation incluent
124. es calculs d accessibilit selon l annexe 13 de l instruction Avoir un calcul conomique sp cifique aux sc narios de s quencement Avoir un calcul conomique sp cifique aux projets avec situation de r f rence variable Avoir le calcul du bilan financier PERFORMANCES Diminution des temps de calcul Diminution des temps de chargement des donn es Diminution des temps de sauvegarde des r sultats Collection Les rapports S tra 120 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Annexe 3 Synth se de l tude d opportunit comparant les sc narii d volution du logiciel Ariane Extrait de l tude d opportunit Informatisation d un Mod le d Affectation Prix Temps Version finale du 26 02 2001 S tra Tableau de synth se de l analyse multicrit re des sc narii Sc nario progiciel Sc nario maison Co t externe d investissement hors administration tudes et r alisation Achat des licences De 291 515 k de 224 363 k de 67 152 k De 370 500 k de 370 500 k Maintenance des licences an de 43 67 K 1 7 2 6 licence Charges tudes et r alisation Suivi MO ME Recette et accompagnement MO Risques volutivit Ergonomie Capacit fonctionnelle De 22 36 hommes mois De 9 15 hommes mois 6 hommes mois P rennit de l diteur Adaptation diffici
125. es des usagers 7 A Temps VL 8 000 000 Co t entretien VL a Malus d inconfort VL Temps PL Avantages de s curit 6 000 000 s Avantages r duction effet de serre 4 000 000 2 000 000 0 Te v e T T T T 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 204 C 2055_ 2060 2065 Te 2 000 000 gt 4 000 000 Collection Les rapports S tra 31 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Pour chaque ann e de la dur e de vie du projet les co ts et les avantages sont somm s afin d obtenir la chronique du b n fice annuel Chronique du b n fice actualis l ann e 2004 14 000 000 12 000 000 4 B n fice B n fice actualis 10 000 000 000 000 6 000 000 4 000 000 gt 2 000 000 7 SELLE 0 gt gt gt 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060 2065 T lt 2 000 000 4 000 000 Les flux d avantages et de co ts du projet interviennent des ann es diff rentes de la vie du projet Pour les sommer il est n cessaire de les convertir la m me ann e l aide du taux d actualisation L actualisation est diff rente de l indexation ou de la correction de l inflation c est une technique qui permet d valuer le changement de valeur d un bien en fonction du moment o on le donne et
126. es gains et des co ts dans la somme actualis e globale des avantages du projet change peu entre les deux instructions Les gains de temps repr sentent plus de 94 des avantages nets sur ce petit projet viennent ensuite le malus d inconfort et la s curit qui repr sentent respectivement 6 et 3 des avantages Les co ts de carburant et d entretien des v hicules sont les plus importants ils diminuent chacun les avantages net globaux de 3 Notons que cette r partition des avantages n est pas sp cifique ce petit projet On retrouve des proportions du m me ordre de grandeur sur le Grand Contournement de Strasbourg Collection Les rapports S tra 100 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 4 3 Les volutions sur la rentabilit avec effet de l actualisation hors effet des p riodes de calcul Le m me test est ensuite effectu en retenant une actualisation de 8 pour le calcul de la rentabilit socio conomique selon l instruction de 1998 et de 4 variable dans le temps pour le calcul selon l instruction de 2004 La dur e de calcul est semblable pour les deux tests Instruction 2004 Instruction 1998 Taux d actualisation 4 variable 8 contant Dur e du calcul 50 ans apr s la mise en service Hypoth ses de trafic identiques Valeurs tut laires Valeurs et croissances sp
127. est 20 0 cependant possible d ajouter des p nalit s aux carrefours Vitesse km h Jh 0 0 0 5000 10000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 40 000 45 000 50 000 D bit Collection Les rapports S tra 73 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 7 Analyse de la convergence Parce que le mod le prix temps est relativement sensible aux param tres il appara t important d tudier la convergence du processus d affectation Nous aurions pu chercher valuer les diff rences dans l efficacit des algorithmes d Ariane et des modules S tra converger mais cela n a qu un int r t secondaire tant donn que la dur e des calculs est galement li e la taille des r seaux Les modules S tra fournissent deux indicateurs de convergence de l affectation Il s agit de l indicateur Om ga et de l cart maximum entre flux auxiliaire X et flux r sultat X pour chaque it ration Ils sont calcul s partir des formules suivantes e cart de trafic sur l arc a pour la classe c VL ou PL pourl it rationn X n 1 X n 2 X n D X n Om ga D a 2 a La Nous allons tudier convergence de l algorithme sur base d un cas pr c demment tudi Hypoth ses Flux Auxiliaire 3 900 Flux r sul
128. et lorsque la demande de trafic est insuffisante 8 9 5 2 0 5 5 6 8 6 8 9 Avec une demande inf rieure 800 VL la loi d Abraham affecte une part non n gligeable des v hicules sur l itin raire qui est la fois plus cher et plus long en temps ici jusqu 35 Dans ces cas l itin raire 1 est alors le plus rapide avec la loi d Abraham alors que l itin raire 2 est ici toujours plus rapide avec la loi prix temps Lorsque l quilibre est atteint avec la loi prix temps et que les deux itin raires sont emprunt s le temps de parcours sur l itin raire 1 le moins cher ici le plus court en distance est n cessairement sup rieur celui de l itin raire 2 le plus cher ici le plus long en distance sinon ce dernier ne serait pas efficace Les carts en temps de parcours sont ainsi plus importants avec l affectation prix temps On peut retenir que pour des types de routes identiques l affectation prix temps charge plus les itin raires les plus courts en distance En effet pour que quelques v hicules aient un int r t s affecter sur l itin raire le plus long il est n cessaire d augmenter fortement en le chargeant le temps de parcours sur l itin raire court Enfin que ce soit par rapport aux param tres de co ts de longueur ou m me de demande globale la loi prix temps r agit de fa on plus sensible aux variations des param tres Collection Les rapports S tra 59 126 f vrier 2010 Les o
129. ette hypoth se l itin raire qui sera le plus charg avec une loi le sera galement avec l autre Cela implique galement que la diff rence entre les deux r sultats en r partition ne pourra pas d passer 50 On note que pour les distributions des valeurs du temps o la m diane est diff rente de la valeur du temps retenue pour la loi d Abraham on peut trouver des cas o l itin raire le plus int ressant change selon la loi d affectation et des diff rences en r partition sup rieures 50 Voici plusieurs exemples de param tres des valeurs du temps qui v rifient la propri t d quivalence entre la loi d Abraham et prix temps pour une r partition 50 50 Moyenne de la distribution cart type de la distribution des M diane de la distribution 2000 h des valeurs du temps z000 h valeurs du temps Valeur du temps pour la loi d Abraham 16 61 0 7 13 14 73 0 5 13 15 0 5 13 24 Afin de pouvoir comparer les deux principes d affectation nous nous placerons toujours par la suite avec les hypoth ses de valeur du temps en gras ci dessus Ces valeurs sont en coh rence avec celles pr conis es par l instruction sur l valuation des projets routiers de 2004 4 2 2 Analyse des diff rences entre les deux lois On consid re dans cette section les types de routes habituellement utilis s pour la mod lisation des trafics avec Ariane et TransCAD cf II 2 1 Repr sentation de l offre de transport
130. eur de 0 Loi d Abraham R partition sur le chemin 1 en fonction du ratio G1 G2 E E E 2 Q Dans Ariane la valeur utilis e est 0 10 non param trable Mais notons que ce n est pas le seul param tre comportemental fixer il faut aussi sp cifier les param tres du g n ralis en particulier la valeur du temps moyenne et le malus li au confort et la s curit En ce qui concerne les valeurs du temps dans Ariane elle est fix e 74 h pour les VL et 194 pour les PL soit respectivement 14 2 h et 32 2009 h Ces deux valeurs ne peuvent pas tre modifi es par l utilisateur En ce qui concerne les malus d inconfort ils varient de O sur les autoroutes 0 31 FRFo94 km soit 0 06 Esooo km sur les routes bidirectionnelles Apr s avoir estim les param tres de confort et de valeur du temps partir de donn es observ es il avait t difficile de recommander une valeur de adapt e tous les types de concurrence La valeur 9 10 finalement retenue correspond mieux la concurrence Route Autoroute qu la concurrence Route Route 1 1 4 Limites La loi logit logarithmique part de l hypoth se que tous les chemins emprunt s sont ind pendants les uns des autres Pour un r seau de transport cela signifie qu il ne devrait pas y avoir de chemins concurrents qui empruntent les m mes arcs Consid rons l exemple de r seau s
131. ge d Ariane 06 Ariane 07 ou TransCAD dans l valuation des projets il semble donc indispensable de pouvoir analyser l effet particulier de l volution des m thodes d valuation socio conomique L objet de ce chapitre est ainsi de mesurer l importance des carts de rentabilit uniquement li s aux m thodes du calcul socio conomique et d en d tailler les origines Il s appuie pour cela sur l analyse th orique des formules du bilan socio conomique ainsi que sur sa mise en uvre sur un exemple la d viation de L guevin d taill e en partie 4 Collection Les rapports S tra 80 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 De l instruction de 1998 celle de 2004 principales volutions Entre l instruction de 1998 et celle de 2004 de premi res volutions sont observ es sur la d finition m me de la notion de rentabilit Dans l instruction de 1998 il est recommand d valuer les projets sur le crit re du b n fice actualis et de la date optimale de mise en service On calcule le taux de rentabilit interne qui caract rise l opportunit du projet et le b n fice actualis par euro investi qui tient compte de la contrainte de financement Le taux d actualisation retenu 8 inclut implicitement une prise en compte du risque projet et du risque pour les fonds publics cf 3 1 Le projet le plus opportun est celui qui plac sa
132. ge des mod les de trafic doit apporter des l ments sur ce sujet on peut d j dire que les distributions retenues doivent tre coh rentes avec ce que l on sait des usagers Notamment les valeurs du temps augmentent avec la distance et elles d pendent aussi des motifs des d placements ce dont il est possible de tenir compte dans la sp cification de distributions par OD Enfin leurs param tres doivent rester dans des intervalles raisonnables et toute modification de la moyenne doit s accompagner d une r flexion sur l cart type Collection Les rapports S tra Densit de probabilit Courbes de distribution des valeurs du temps pour diff rents couples de param tres moyenne cart type 0 10 0 09 5 0 08 5 0 07 4 0 06 0 05 5 0 04 0 03 5 0 02 0 01 Valeur du Temps h 45 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes T 1 3 S lection manuelle ou recherche automatique des u T LI Itineraires Dans Ariane les itin raires en concurrence sont d finis manuellement Pour chaque OD on indique le ou les chemins emprunt s et le logiciel ne v rifie que la continuit des ar tes dans la description de l itin raire Il faut noter que la s lection des itin raires en concurrence est valable pour toutes les it rations de l affectation quelle que soit la charge sur le
133. ic jusqu au bilan socio conomique Le chapitre 1 pr sente un court historique et le contexte de l tude il pr cise les champs de la comparaison entre les deux logiciels Le chapitre 2 rappelle les grands principes de l valuation de projets qui ont t conserv s d un outil l autre et identifie les points d volution qui font l objet d un approfondissement dans les parties suivantes Le chapitre 3 se concentre sur la mod lisation des trafics c est dire tout ce qui concerne les principes d affectation du trafic Le chapitre 4 porte sur les m thodes d valuation l analyse co ts avantages et les calculs d indicateurs de rentabilit socio conomique Les tudes r alis es par les CETE viennent enrichir ce rapport dans chacune des composantes d une tude d valuation de projet pr sent es dans les chapitres pr c dents mais galement en termes d utilisation du logiciel d un point de vue qualitatif dans le chapitre 5 Pour conclure le chapitre 5 fait le bilan du passage d Ariane TransCAD synth tise les avantages et les inconv nients de chacun des outils et d crit les nouvelles possibilit s offertes par TransCAD et les points d am lioration d j l tude Collection Les rapports S tra 3 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Table des mati res Chapitre I Contexte enjeux et objets de l tude
134. ice actualis en 1998 noter que ces ont connu une sensible revalorisation entre 1998 et 2000 la tonne de carbone par exemple tait de l ordre de 74 valeur 2000 l ann e 2000 dans l instruction de 1998 contre 100 valeur 2000 l ann e 2000 dans l instruction de 2004 On constate que la rentabilit en termes de b n fice actualis et de b n fice par euro investi est plus de deux fois plus importante avec l instruction de 2004 qu avec l instruction de 1998 L effet s inverse par rapport au premier test et montre l influence importante du changement de taux d actualisation de 8 4 sur cet indicateur Par d finition le TRI ne d pend pas du taux d actualisation ce que l on v rifie ici on obtient les deux m mes valeurs proches entre elles quel que soit le taux d actualisation Collection Les rapports S tra 101 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Part des co ts et des gains dans la some actualis e totale des avantages du projet 100 00 Instruction 2004 Instruction 1998 80 00 2 60 00 8 40 00 H 9 20 00 Co ts gains 0 00 TENERENT Temps Carburant Entretien TVA TIPP Malus_VL S curit Effet de serre Co t VL PL VL PL v hicules fonction et entretien 20 00 iri La r partition des co ts et des gains dans l avantage t
135. ilan du passage d Ariane TransCAD 2 1 Les apports de TransCAD 2 1 1 Le Syst me d Information G ographique Le SIG de TransCAD est l apport de TransCAD le plus vident Ses utilisations sont nombreuses et vari es toutes les tapes de l tude de trafic Lors de la construction du r seau les croisements possibles avec toutes les bases de donn es g ographiques cartes IGN Orthophoto bases minist res sur le r seau routier national permettent de simplifier l import la saisie et la v rification des donn es d entr e A l tape de calage du mod le les donn es de comptages peuvent tre import es et tre utilis es en nombre tr s important Les comparaisons entre donn es mod lis es et comptages sont facilit es par le SIG notamment avec la possibilit de cartographier les carts Pour l exploitation du mod le le SIG permet la visualisation cartographique directe des r sultats et la r alisation de cartes pour des documents de pr sentation Parmi les utilisations les plus int ressantes on peut citer e les croisements entre les SIG de diff rents r seaux de transport routier et ferroviaire par exemple e les bases des communes et des lots pour estimer la densit de population autour des infrastructures e les bases de donn es sur l occupation des sols qui permettent notamment de d terminer la longueur de travers e des agglom rations e la comparaison entre donn es de trafics issus de
136. ine de modifications demand es Caliper dans le cadre de la maintenance de TransCAD et des Modules S tra Parmi les am liorations et les techniques d velopp es au cours des tudes de comparaison on peut noter e une proc dure de r cup ration des donn es Ariane e les corrections apport es au r seau 30 000 arcs dont tous les utilisateurs profitent aujourd hui e une base de donn es de zones correctement g or f renc es pour leur utilisation dans TransCAD e pour la bonne prise en compte des am nagements sur le r seau dans le bilan socio conomique le d veloppement d une alternative avec la d finition d op rations d ouverture et de fermeture d arc la place d op ration de modification d arc e le d veloppement d une macro GISDK le langage de programmation de TransCAD pour calculer les avantages au niveau des arcs et pallier les probl mes de convergence du calcul socio conomique quand la convergence en chemin n est pas atteinte Collection Les rapports S tra 109 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Elles ont permis de faire appara tre certaines faiblesses des Modules S tra et de pr voir leur r solution dans le cadre de la maintenance s agissait principalement de supprimer e la limitation du nombre de chemins efficaces par it ration e les perturbations dans la recherche des chemins efficaces avec les int
137. ion Collection Les rapports S tra 8 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 2 Les tudes pr alables concernant l affectation Prix Temps Le mod le d affectation du trafic routier est le c ur du logiciel Ariane ainsi que des modules S tra de TransCAD Alors qu Ariane fait appel la loi d Abraham les modules S tra reposent sur un mod le d arbitrage Prix Temps L tude des diff rents types de mod les d affectation est largement document e dans les revues de recherche Nous rappelons ici les travaux qui ont guid le choix du prix temps pour les modules S tra Les principaux travaux r alis s par l Inrets Fabien Leurent concernant les mod les d affectation du trafic qui ont particip l laboration de l affectation Prix Temps telle qu elle est impl ment e dans le nouvel outil sont 1993 cost versus Time Equilibrium over a Network European Journal of Operation Research 2 1995 une bo te outils MARS pour op rer diverses affectations statiques du trafic routier 3 1996 the theory and practice of a dual criteria assignment model with a continuously distributed value of time 4 Concernant l affectation bi crit re autre nom pour prix temps on peut galement se r f rer aux travaux initiaux de Claude Abraham 5 de F Barbier Saint Hilaire 6 Mode d emploi du logiciel Davis Tribut Equilibre 1992 1996 ou
138. ion Les courbes utilis es dans les modules S tra ont t calibr es sur des donn es observ es ou extrapol es partir de celles ci pour param trer certains types de routes interm diaires La m thode de calcul d coulement des flux sur les arcs autoroutiers est celle pr conis e par le rapport technique de novembre 2001 publi par le S tra Fonction temps d bit sur les autoroutes interurbaines R novation des relations entre temps de parcours et d bit pour la simulation du trafic Les relations temps d bit sur les arcs interurbains non autoroutiers ont fait l objet d tudes du S tra dans la continuit de celles effectu es sur les autoroutes en 2000 2001 qui ont abouti un document provisoire intitul Fonction temps d bit sur les routes bidirectionnelles interurbaines Ce rapport a permis d valuer les valeurs des diff rents param tres de cette formulation uniquement pour les routes de 7m type 3 dans la table de typologie Pour les autres types d arcs les param tres ont t extrapol s Les courbes de temps de parcours des sections urbaines ont t cal es sur les courbes Davis utilis es dans les mod les urbains On peut noter enfin que le calcul des temps de parcours pour les travers es de petites agglom rations correspondant au type 20 a t sp cifi selon le rapport d tude Mod lisation des temps de travers e des petites agglom rations S tra C t NP septembre 2005 Pour ce type de route
139. ise en compte dans la valeur du temps Collection Les rapports S tra 89 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Instruction Instruction Instruction Instruction 1998 2004 1998 2004 Unit de Valeur en Valeur en Valeur en Valeur en Ecart Ecart Ecart r f rence euros 2000 euros 2000 euros 2000 euros 2000 ann e ann e ann e ann e 2000 ann e2000 ann e2050 ann e2050 2000 2025 2050 21 1 jusqu en 2 1 1 jusqu en Croissance de la valeur du 2025 0 9 2025 0 9 temps VL et du malus de 2025 E de 2025 0 ensuite 2050 3 0 ensuite 2050 0 ensuite 0 ensuite Malus d inconfort V hicule km chauss e unique 0 026 0 025 0 044 0 040 4 1 27 9 carrefours non d nivel s 0 017 0 016 0 028 0 026 5 1 28 9 caract re non autoroutier 0 007 0 007 0 013 0 011 6 29 11 acc s non limit 0 007 0 007 0 013 0 011 6 29 11 Tableau 8 le malus d inconfort dans les instructions de 1998 et 2004 Dans l exemple de la d viation de L guevin cf Tableau 17 la somme actualis e des gains de confort diminue de 21 avec l instruction de 2004 par rapport celle de 1998 hors effet du taux d actualisation et de la dur e des calculs 3 3 3 Des carts de valeur du temps tr s variables Valeur du t
140. jet la situation qui aurait pr valu sans le projet appel e situation de r f rence On d finit la situation de r f rence comme la situation la plus probable aux diff rents horizons d tude en l absence de l am nagement tudi Elle comprend l volution du contexte macro conomique PIB CFM prix du transport et l volution du syst me de transport infrastructures mises en service ind pendamment du projet tudi am nagements qui auraient t effectu s en l absence de projet Le r seau de r f rence n est pas Collection Les rapports S tra 29 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes n cessairement identique au r seau de base des am nagements routiers ou de nouvelles autoroutes par exemple peuvent tre int gr s entre le r seau de calage et le r seau de r f rence futur On d finit ensuite le sc nario de projet c est dire le sc nario le plus probable aux diff rents horizons d tude int grant la r alisation du projet Le r seau en projet est g n ralement d fini comme le r seau de r f rence auquel sont ajout s un ensemble d am nagements am liorations nouvelles infrastructures tudier Il est noter qu il peut exister plusieurs situations de r f rence et de projet C est au projeteur de d finir la situation de r f rence et la situation de projet parmi toutes les possibilit s d am nagements
141. lacements de plus de 400 km on a une augmentation de la valeur du temps en 2000 de 145 86 en 2025 134 en 2050 La valeur du temps VL de l instruction de 1998 qui quivaut 14 2000 est proche de la valeur du temps de l instruction de 2004 pour la classe de distance 20 km 50km 13 41 2000 Pour cette classe de distance les carts sont alors de 4 en 2000 27 en 2025 et 9 en 2050 Globalement les gains mon taris s de temps des VL peuvent donc fortement varier entre les deux instructions Les carts entre les r sultats des deux logiciels sont plus ou moins importants selon la classe de distance dominante des OD qui se trouvent dans la zone d influence du projet Cette volution de la valeur du temps a un impact non n gligeable sur la rentabilit des projets puisque les gains de temps des VL repr sentent en g n ral plus de la moiti des avantages d un projet Collection Les rapports S tra 91 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Instruction Instruction Instruction Instruction 1998 2004 1998 2004 Valeur en Valeur en Valeur en Valeur en Ecart Ecart Unit de r f rence euros 2000 euros 2000 euros 2000 euros 2000 ann e 2000 ann e 2050 ann e 2000 ann e 2000 ann e 2050 ann e 2050 Heure de v hicule 30 30 Temps VL 14 de 9 88 23 de 16 150
142. le des utilisateurs court terme Meilleur pour aller vers l intermodalit la g n ration la distribution Charge sauve les donn es efficacement Temps de calcul plus incertains Progiciels puissants donc plus lourds De 36 50 hommes mois De 15 21 hommes mois 8 9 hommes mois Capacit de conduite au SETRA Rejet par les utilisateurs moyen terme volutivit plus co teuse incertitude sur les performances Fonctions courantes simples Par rapport l existant r gressions ventuelles Quelques r gressions observ es sur certains progiciels Techniques de mod lisation Nombreuses techniques disponibles avantage pour traiter l intermodal Compl tude fonctionnelle Meilleur Nombreuses fonctions disponibles Apporte des r ponses aux besoins issus de l enqu te utilisateurs Moins de t ches automatis es moins de fonctions disponibles Ou bien des d veloppements suppl mentaires nombreux Le sc nario maison peut para tre int ressant car il semble le plus ad quat aux pratiques actuelles des utilisateurs mais c est un sc nario court terme A moyen terme si l on souhaite que les tudes en interurbain voluent vers des m thodes urbaines on se heurtera avec ce sc nario des probl mes d volutivit importants Le seul moyen d y rem dier sera alors d acqu rir les outils ad quats l conomie de ce sc nario en achats de licences risque de n tre que te
143. le temps de parcours ne d pend pas du niveau de trafic mais seulement des caract ristiques de la travers e d agglom ration Collection Les rapports S tra 69 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 6 3 Comparaison des courbes Ariane et TransCAD Notons tout d abord qu il n est pas directement possible de comparer le param trage des courbes Ariane et TransCAD en particulier les d bits de saturation avec les capacit s ou les phi avec les facteurs de concentration car les concepts sous tendant ces param tres sont diff rents On peut en revanche comparer les courbes l aide des graphiques suivants Ci dessous les courbes temps d bit des VL en temps kilom trique pour une partie des types de routes avec Ariane et TransCAD BPR Comparaison Ariane BPR VL Le 1 1 3 i l I 12 4 BPR Urbain 2 normales BPRSM BPR 6m BPR 7m 9m E S BPR 10 5m BPR 14m BPR 2 BPR ACHAN TMJA 2 sens 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 Ces courbes permettent de visualiser comment volue le temps de parcours en fonction de la charge Les courbes suivantes repr sentent quant elles la relation d bit vitesse pour les VL et les PL On les obtient simplement avec la formule Tkm en min km 60 Vitesse en km h Collection Les rapports S tra 7
144. leau 17 la somme actualis e des co ts de carburant augmente de 25 avec l instruction de 2004 par rapport celle de 1998 hors effet du taux d actualisation et de la dur e des calculs 3 3 6 Le calcul des co ts environnementaux L instruction de 2004 a introduit le calcul des co ts de pollution de l air et d effet de serre comme partie int grante de la rentabilit modifiant ainsi la composition du b n fice actualis L impact de cet ajout d pend de la teneur des projets Cependant il reste en g n ral limit la somme de ces deux co ts repr sentant souvent de l ordre de 5 du b n fice actualis Les valeurs retenues sont les suivantes Instruction 2004 Unit de r f rence Valeur en euros 2000 Valeur en euros 2000 ann e 2000 ann e 2050 Pour les VL 4 1 de 2000 2020 1 4 de 2020 2025 Croissance de la pollution de 1 3 an de 2025 2050 0 ensuite l air Pour les PL 5 1 an de 2000 2020 1 4 an de 2020 2025 1 3 an de 2025 2050 0 au del Pollution de l air VL v hicule km Urbain dense 0 029 0 0186 Urbain diffus 0 010 0 0064 Rase campagne 0 001 0 0006 Pollution de l air P L Urbain dense 0 282 0 1466 Urbain diffus 0 099 0 0514 Rase campagne 0 006 0 0031 Croissance de l effet de serre 3 par an partir de 2010 Effet de serre litre de carburant VL 0 069 0 23 PL 0 073 0
145. les r sultats partir d un exemple le plus simple possible un r seau compos de deux arcs Nous tudierons l impact des param tres du r seau sur les r sultats de la comparaison Apr s avoir trait le calcul de la r partition des trafics la premi re it ration de l affectation nous pourrons comparer les r sultats obtenus l issue du processus d quilibrage On tudiera ensuite la deuxi me composante des mod les de trafic qui a fortement volu e d Ariane TransCAD les courbes temps d bit On pourra alors combiner les diff rentes composantes des mod les et estimer les parts respectives dans les carts de r sultats entre ces diff rentes composantes Pour conclure ce chapitre on reviendra sur l importance de v rifier la convergence des mod les de trafic Collection Les rapports S tra 36 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 Principes th oriques des deux lois d affectation 1 1 Loi logit logarithmique ou Loi d Abraham On peut pr senter la loi d affectation impl ment e dans Ariane selon diff rents cadres th oriques mais qui conduisent la m me formulation d o les deux noms utilis s indiff remment pour la d signer 1 1 1 Formulation de la loi d Abraham Avec une analogie entre la r partition du trafic et un courant lectrique le point de d part a t initi aux Etats Unis dans les ann es 50
146. li re le trafic induit est en partie compos de trafic qui se reporte depuis les autres modes de transports ou depuis d autres axes hors de la zone d tude De plus il comprend certains d placements qui n avaient pas lieu avant la r alisation du projet et qui sont observ s apr s sa r alisation ce qu on appelle parfois trafic induit pur Il faut noter que dans le cas d une augmentation des trafics r seau constant la d gradation des conditions de circulation implique une augmentation des co ts g n ralis s et donc une baisse de la demande de trafic Ce trafic est appel trafic d sinduit On parle de trafic avec demande lastique pour englober la fois le trafic induit et le trafic d sinduit Collection Les rapports S tra 23 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Pour valuer le trafic induit li uniquement au projet il faut comparer les r sultats de trafics entre l affectation de projet avec demande lastique et l affectation de r f rence avec demande lastique Le trafic induit par le projet doit tre estim par OD sur une coupure plut t que par arc car l ouverture d un projet peut galement induire du trafic sur l ancien itin raire Trafic avec am nagement induction de trafic 2 lasticit ic fi avec lasticit Tina pi Trafic fil de l eau extrapol demande sans lasticit T sans
147. llection Les rapports S tra 11 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 Enjeux de l tude 3 1 Objectifs du passage d Ariane TransCAD L enjeu g n ral du passage d Ariane TransCAD concerne l am lioration des pratiques de mod lisation Nous rappelons ici les objectifs d am liorations initialement fix s car la pr sente tude devra v rifier si ces objectifs ont t atteints Le nouvel outil doit d abord tre plus performant sur les projets les plus souvent rencontr s En effet la construction du r seau autoroutier fran ais commenc e dans les ann es 60 est bien avanc e la construction des grands axes est achev e et il s agit maintenant d tudier des r seaux maill s sur de grandes chelles comme l axe rhodanien ou des grands contournements d agglom rations par exemple Lyon ou Strasbourg De plus il est aujourd hui impensable d tudier un projet de transport d un point de vue purement routier Pour chaque projet routier se pose entre autres la question des ventuels reports depuis vers le ferroviaire On peut galement s interroger sur la possibilit de remplacement du projet d infrastructure routi re par un service ferroviaire Il est donc n cessaire d avoir un outil qui permette de r aliser des tudes multimodales et de mod liser des services de transport en commun La pratique des tudes de trafic a ainsi beaucou
148. luation mon taris e des impacts quantifiables d un projet L valuation socio conomique repose sur deux grands principes e la comparaison des impacts quantifiables d une situation de projet ceux d une situation de r f rence appel e aussi bilan co ts avantages e la prise en compte de la pr f rence pour le pr sent par rapport au futur c est l actualisation L valuation socio conomique comporte aussi des calculs d indicateurs qui aident le d cideur choisir entre plusieurs projets En effet l tude pr visionnelle de trafic permet de projeter aux divers horizons de la situation de r f rence et des sc narios d am nagement les principaux indicateurs concernant e les volumes et la structure des trafics e les temps de parcours e les niveaux de saturation e la s curit e l environnement bruit pollution de l air et effet de serre Le calcul socio conomique consiste sommer l ensemble des avantages et des co ts mon taires ou mon taris s d un projet en s effor ant d int grer sur la base d une unit mon taire homog ne euros constants les notions financi re socio conomique et environnementale Le calcul se fait long terme pour refl ter les effets du projet tout au long de sa dur e de vie 4 3 2 Situation de r f rence et situation de projet Pour appr cier l utilit d un projet en regard de ses co ts et de ses avantages il est n cessaire de comparer la situation avec pro
149. mation des investissements routiers en fournissant les donn es pour les bilans socio conomiques des diff rentes alternatives tudi es En effet le nombre et l importance des investissements publics au regard d une capacit de financement limit e tout comme l volution du contexte conomique financier social et europ en obligent tre particuli rement attentif leur choix et leur programmation En tant que t te du R seau Scientifique et Technique le S tra a pour mission notamment d am liorer les m thodes de mod lisation de trafic et d assurer la bonne mise en uvre de ces m thodes au sein du r seau Le S tra a d velopp dans les ann es 70 le logiciel Ariane qui permettait aux Centres d tudes Techniques de l Equipement CETE d effectuer des tudes de trafic pour le compte du Minist re Cependant bien que largement modernis dans les ann es 90 ce logiciel ne donnait plus enti re satisfaction En effet les tudes de trafic ont beaucoup volu dans les ann es 90 notamment en termes de complexit et de taille de l aire d tude les r seaux tant de plus en plus maill s De nouveaux projets comme les contournements de grandes agglom rations concernaient la fois des trafics urbains et interurbains le logiciel Ariane s av rant peu adapt ce contexte Enfin et surtout on prenait de plus en plus conscience de l importance d tudier les autres modes alternatifs la route Il est alo
150. modules S tra de TransCAD les facteurs de concentration sont indiqu s au niveau de la table de typologie des arcs mais il est aussi possible de param trer des valeurs sp cifiques au niveau des arcs diff rentes des valeurs moyennes nationales Alors que cela n est pas possible par d faut dans Ariane Cela va dans le sens d une plus grande adaptabilit des tudes de trafic au contexte local La formulation des courbes temps d bit a t compl tement revue lors du passage d Ariane TransCAD Pour plus de d tails sur les diff rences entre les courbes temps d bit d Ariane et celles de TransCAD voir le chap ITI 6 3 3 lasticit de la demande Pour les grands projets d infrastructures on estime les trafics sur le projet en prenant en compte la demande lastique c est dire la demande additionnelle ou en moins li e l am lioration ou la d gradation des conditions de circulation Le principe de calcul d une demande de transport lastique traduit le fait que le co t de circulation a non seulement un impact sur le choix des itin raires emprunt s par les usagers mais galement sur le volume global de d placements entre deux zones On appelle trafic induit la nouvelle demande de trafic cons quente aux modifications du r seau et aux volutions des co ts g n ralis s sur les diff rents itin raires Dans le param trage actuel qui date des p riodes de fort d veloppement de l utilisation de la voiture particu
151. mporaire Le sc nario progiciel posera des difficult s d acceptabilit et d apprentissage au d but r pond cependant plus efficacement aux probl mes de performances possibilit s de param trage souvent soulev s par les utilisateurs n cessitera un projet d accompagnement tr s solide Collection Les rapports S tra 121 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Anmns e 4 Extrat de la table de typologie SETRA VDF Pour la description de tous les champs de la table de typologie voir la note de pr sentation de la table S tra_VDF TYPE ROUTE CONCEDE FORMULE CAPACITE E Tvide_V info Yvide_V info GAMMA _ ALPHA V Tvide_C info _ Yvide_C info GAMMA ALPHA 15 950 30 1 6 1 4 0 754 80 0 41 2 6 0 80 74 59 0 24 1 6 1220 3 0 1 6 1 4 0 754 80 0 41 2 6 0 80 74 59 0 24 1 6 1350 3 0 1 6 1 4 0 659 91 0 41 2 6 0 75 79 98 0 24 1 6 4 3 voies 9m 1650 3 0 1 6 1 4 0 659 91 0 50 3 0 0 75 79 98 0 31 2 2 5 3voies 10 5m 1830 3 0 1 6 1 4 0 659 91 0 50 3 0 0 75 79 98 0 31 2 2 3100 3 0 2 2 1 2 0 659 91 0 41 40 0 75 79 98 0 23 1 5 3100 3 0 23 1 2 0 545 110 0 41 4 0 0 72 82 99 0 23 15 10 1 0 6 0 0 69 86 83 1 0 1010101091091010 no ro en 3460 2 5 2 6 11 0 545 110 40 0 72 82 98 1 0 11 7m route express 1730 3 0 1 6 1 4 0 608 99 2 6 0 72 82 98
152. mprendre les m canismes d affectation au niveau le plus simple sans quilibre correspondant aux r sultats d affectation obtenus pour une seule it ration Par extension on trouverait ces r sultats l quilibre pour des r seaux tr s peu charg s o les temps de parcours ne varient pratiquement pas en fonction de la demande Pour les deux lois d affectation compar es les deux param tres que l on peut faire varier ind pendamment sont le temps de parcours et le co t On peut galement faire varier la longueur qui joue la fois sur le co t et le temps En effet on rappelle que le co t g n ralis utilis dans les deux lois est donn par G P aT L C ua V P est le prix total T le temps de parcours total C le kilom trique V la vitesse L objectif de cette section est de conna tre les effets des variations des param tres du r seau temps co ts longueur sur les r sultats d affectation avec chacune des deux lois Dans cette section les param tres des valeurs du temps sont fix s leurs variations ont t analys es au 2 On ne prend pas encore en compte les effets de la demande sur les temps de parcours ceux ci tant l objet du 5 On analyse pour l instant l affectation pour une it ration donn e sur des cas de concurrence tr s simples avec une complexit croissante On traitera dans un premier temps le cas de la concurrence entre deux routes de m me type en ne faisant varier qu un seul
153. nces de la circulaire au moins au m me conomiques niveau que le syst me actuel Calcul du bilan financier R ponse aux exigences de la circulaire Repr senter la signalisation et Meilleure repr sentation des comportements de choix d itin raires ses effets Traiter les projets p riurbains Meilleure ad quation avec l observation dans les zones Temps pass au urbanis es calage D crire plus finement le r seau Meilleure description des donn es Finesse des r sultats Traitement facilit des projets p riurbains Faire des tudes de projets Prise en compte de l intermodalit multimodaux Loi d orientation sur les sch mas de service Avoir la possibilit de faire des Possibilit de travailler autrement qu partir des enqu tes qui mod les de posent de nombreuses difficult s g n ration distribution Les objectifs pr c dents assign s au nouvel outil ne concernent que le volet mod lisation des trafics de l tude de projet de transport Pour les bilans socio conomiques les m thodes de calculs sont pr cis ment d finies par des textes r glementaires qui voluent au cours du temps Il s agit aujourd hui de l instruction cadre du 25 mars 2004 relative aux m thodes d valuation conomique des grands projets d infrastructures de transport mise jour le 27 mai 2005 12 et de sa d clinaison routes l instruction DGR relative aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers in
154. nt le mod lisateur doit s assurer de la vraisemblance des itin raires emprunt s Cependant ces v rifications sont effectu es en m me temps que le calage des r partitions des trafics entre itin raires concurrents travail qui tait aussi n cessaire avec Ariane Au final si les gains de temps pour r aliser une tude entre Ariane et TransCAD ne sont pas vidents mettre en avant c est parce qu avec les nouveaux mod les de trafic la taille des aires d tudes et la finesse des r seaux et du zonage le nombre de zones de n uds et d arcs ont fortement augment Les mod lisateurs passent en g n ral moins de temps l analyse du r seau et sa simplification En revanche le nombre d itin raires mod lis s augmente ainsi que le temps pass aux v rifications des itin raires emprunt s Collection Les rapports S tra 47 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 4 tudes des param tres du r seau une it ration donn e L objectif de cette section est de mieux appr hender les effets des variations de diff rents param tres de la loi d affectation en comparant les deux principes d affectation sur un r seau compos de deux arcs parall les On compare les deux lois de r partition entre ces deux arcs dont les caract ristiques sont fix es le temps de parcours ne varie pas en fonction du niveau de trafic Ces exemples permettent de co
155. nterpolation entre l ann e 2049 et 2059 le passage de la valeur de 2049 celle de 2050 se fait sur 10 ans La limitation du nombre d ann es de calcul un tous les 10 ans introduit un biais dans le b n fice actualis mais qui est non significatif ici L utilisation d un tableur de calcul simplif du bilan permet ainsi de comparer efficacement les deux instructions Dans les deux cas les avantages de temps repr sentent une part largement pr dominiante des avantages totaux Les seules diff rences remarquables sont les gains de temps VL l g rement plus lev es avec l instruction de 1998 et l inverse pour les gains de temps PL diff rences directement li es aux valeurs du temps On remarque galement la croissance des gains de temps VL un peu plus rapide avec l instruction 1998 croissance qui est l g rement ralentie apr s 2025 arr t de la croissance de la valeur du temps Cette croissance des gains de temps s explique principalement par la croissance des trafics Cela joue la fois directement sur le total des gains de temps mais galement sur le temps unitaire gagn par chaque v hicule En effet les gains de temps unitaires ici tr s similaires pour les VL et les PL passent d environ 9 min la mise en service 14 min en 2019 20 min en 2029 et monte jusqu 31 min en 2049 La raison de cette forte croissance des gains de temps unitaires se trouve au niveau du sc nario de r f rence les vitesses en charge
156. nues entre l instruction de 1998 et celle de 2004 sur la rentabilit des projets il faut proc der par tape Dans un premier temps en section 3 chaque volution sera analys e seule ind pendamment des autres puis en section 4 on analysera les effets de la combinaison de toutes les volutions en comparant sur un exemple simple un calcul de rentabilit r alis l aide de l instruction de 1998 puis de celle de 2004 Collection Les rapports S tra 83 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 Influence des diff rentes volutions entre les instructions de 1998 et 2004 Dans toute cette partie on appellera cart entre les instructions la diff rence entre les valeurs tut laires des instructions 2004 et 1998 rapport e la valeur absolue de la valeur de l instruction 1998 valeur _ instruction _ 2004 valeur _ instruction _ 1998 cart valeur _ instruction _ 1998 Dans les bilans socio conomiques on travaille en avantage relatif un avantage n gatif repr sente un co t pour la collectivit et un avantage positif un gain Une attention particuli re est n cessaire la lecture de l cart relatif suivant qu il s agit d un co t ou d un gain Par exemple une diminution d un co t donnera un cart positif 3 1 Le taux d actualisation 3 1 1 Principes L actualisation est l op ration math matique qui permet de com
157. ollection Les rapports S tra 52 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Voici la liste des types que nous allons comparer class s par ordre croissant de co t kilom trique Type de route Nom du type de route Temps vide Vitesse vide typ min km km h pe 2x2 voies autoroute conc d e 0 458 0 233 Urbain 2 voies normales 1 300 0 221 0 659 0 221 7m route express 0 608 0 199 ies C e _ 9 Afin de mesurer l impact du param trage du type de route sur les lois d affectation on calcule dans le tableau ci apr s la r partition pour chaque couple de types de routes en les supposant de m me longueur et toujours vide pour l instant On a galement calcul pour chaque couple de types de routes la condition en termes d cart de longueur qui permet d obtenir une r partition gale entre les deux itin raires et l cart en temps et en qui en r sulte Afin de d terminer cette longueur on introduit un nouveau param tre qui ne d pend pas de la longueur des routes Parce que l unit de ce nouveau param tre est l euro par heure h on choisit de le nommer valeur du temps kilom trique Pour chaque type de route il correspond sur le graphe prix temps pr c dent la pente entre l origine 0 0 et le point correspondant au type de route Il est d finit comme suit Valeur du temps kil
158. om trique route 1 lt gt En r utilisant cette notation dans ce qui pr c de on obtient une r partition 50 50 si et seulement si X Y a VdT D apr s la d finition de X et Y on peut galement crire la valeur du temps de l itin raire 2 1 X Valeur du temps kilom trique route 2 VAT x lt gt VAT TE x VdT Les quations pr c dentes permettent de d terminer cet cart de longueur qui v rifie la r partition 50 50 1 VdT VdT Y VAT aa 1 Y Q m d Le tableau suivant donne les r sultats de la comparaison pour la concurrence vide entre les principaux types de routes deux deux avec une longueur gale et les carts de longueur temps et prix qui v rifient 50 50 cart Longueur 50 50 Collection Les rapports S tra 53 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes longueur gale Conditions Concurrence entre les couples d itin raires de trafic sur l arc 2 pour une r partition gale P le plus cher et rapide dans le 50 50 Suivants cas 50 50 Abraham et Prix Temps Ecart de Ecart de pi Type temps co t Ecart de de arc kilom trique kilom trique Loi d Abraham Prix Temps longueur T1 T2 T1 2 1 1 l arc a vide L2 L1 L1 T1 T2 T1 C2 C1 C1 Ca es n om um 60 6 e s om um 494
159. on c est dire de la demande de trafic Elles sont g n ralement cal es partir de donn es recueillies sur le terrain mais peuvent galement faire intervenir des mod les d coulement du trafic Sans chercher analyser les principes de construction des diff rentes courbes temps d bit ce qui ferait l objet d un rapport part enti re nous nous contentons d indiquer ici les diff rentes formulations des courbes utilis es dans Ariane et les modules S tra de TransCAD et comparons les courbes r sultantes Dans Ariane comme avec TransCAD il est possible de prendre en compte des p nalit s de temps aux carrefours Les courbes temps d bit tudi es ici sont valables seulement en section et donnent des temps de parcours en moyenne annuelle 6 1 Formulations des courbes utilis es dans Ariane Les courbes temps d bit utilis es dans Ariane sont des courbes polynomiales compos es de deux termes Le premier de degr 2 d crit l volution du temps de parcours dans des conditions fluides Le deuxi me de degr 5 n est utilis qu partir d un certain d bit appel d bit de saturation afin de d crire la probabilit d apparition de la congestion et ses cons quences sur le temps de parcours Cette notion de d bit de saturation est diff rente de la notion de capacit utilis e habituellement en exploitation Collection Les rapports S tra 67 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers
160. on de100 ans et 2 l horizon de500 ans 3 2 2 Impact sur la rentabilit des projets L effet de la dur e des calculs retenue sur la rentabilit globale d pendra fortement de la chronique des avantages et du taux d actualisation On aura galit entre les deux calculs si l augmentation des avantages entre 30 ans et 50 ans apr s la mise en service est forte sinon le b n fice actualis calcul sur 50 ans sera plus faible que celui calcul sur 30 ans avec valeur r siduelle y avantage _ gt avantage soit 5 avantage avantage m avantagezg 0 a a a n 31 n 30 n 31 n 50 Collection Les rapports S tra 87 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Le Tableau 6 regroupe les r sultats d une simulation faite avec un projet qui co terait 1 000 aujourd hui et qui rapporterait 200 par an ensuite avec un de 100 Diff rents tests sont effectu s avec des taux d actualisation de 4 et 8 deux r gles de croissance des co ts et des gains et des dur es de calcul de respectivement 30 ans avec valeur r siduelle et 50 ans sans valeur r siduelle B n fice actualis en 2008 d un projet qui co terait 1 000 Sans sans valeur 2000 en 2008 puis rapporterait 200 valeur 2000 par 30 ans avec valeur valeur Ecart relatif et co terait 100 valeur 2000 de pr ju
161. on du trafic entre itin raires concurrents la loi d affectation e la 101 de fonctionnement des infrastructures et de leur niveau de service par exemple les temps de parcours en fonction de la demande de transport 3 2 les courbes temps d bit e la d pendance de la demande vis vis du niveau de service 3 3 l lasticit de la demande La convention S tra Inrets sur la comparaison de deux principes d affectation 8 traitait essentiellement de la r gle de r partition du trafic entre itin raires concurrents concluait la relative galit entre les deux lois d affectation Les autres questions y ont t abord es du point de vue th orique seulement Tous ces m canismes et leurs param trages seront analys s dans cette tude Par ailleurs la mise en place d un mod le de trafic n cessite des travaux de param trage de l affectation et d adaptation des donn es d entr e afin que le mod le reconstitue au mieux la situation actuelle C est le calage du mod le dont la convention 8 ne traitait qu au travers des valeurs du temps d affectation cf 3 4 Le paragraphe 3 5 traite de l exploitation du mod le et en particulier de la r alisation de bilans socio conomiques Pour toutes ces composantes des mod les les possibilit s offertes par le logiciel en termes d outils d interface de param trage possible sont au moins aussi importantes que les principes de mod lisation qui y sont impl ment s Cette sec
162. onne de carbone e des gains de s curit partir des statistiques de s curit routi re on tablit des ratios d ins curit routi re par type d infrastructure La variation de la r partition du trafic sur le r seau permet de calculer les gains de s curit que l on peut escompter gr ce la nouvelle infrastructure qui sont ensuite mon taris s en fonction de la valeur tut laire de la vie humaine e des variations d imp ts et taxes TVA sur le p age l entretien du v hicule et le carburant TIPP redevance domaniale taxe professionnelle taxe d am nagement du territoire et imp t sur les soci t s pay s par la soci t concessionnaire Avantages pour les riverains L unique avantage mon taris retir par les riverains concerne la pollution de l air Elle correspond la variation d missions de particules fines entre la situation de r f rence et la situation de projet Elle est valoris e travers l estimation des effets sanitaires associ e la valeur de la vie humaine utilis e pour la s curit routi re Le calcul s effectue partir des variations de veh km et du milieu travers urbain dense urbain diffus rase campagne Les nuisances sonores sont aussi prises en compte dans les tudes pr alables empreinte sonore cartes de bruit mais il ne s agit pas d un avantage mon taris et int gr au bilan socio conomique pour des raisons de difficult s de mise en uvre Collection Les rappo
163. ont apparues avec TransCAD La premi re est li e au fait que le logiciel support est en anglais Si cela n a pos que tr s peu de difficult s aux jeunes g n rations de mod lisateurs cela a t moins bien per u aupr s des mod lisateurs Ariane les plus exp riment s Bien que les modules S tra soient en fran ais il est r guli rement n cessaire de faire appel aux fonctions TransCAD par exemple pour les cartes et pour les matrices Le deuxi me point qui peut tre d routant est le grand nombre de fonctionnalit s disponibles bien que celles ci sont galement per ues comme un point fort du logiciel Mais ces deux points restent sans comparaison avec la n cessit sous Ariane de comprendre les lignes de codes correspondant aux donn es d entr e et de sortie Une importante avanc e a t effectu e avec les temps de chargements et d initialisation des calculs tr s longs dans Ariane alors qu ils sont quasi nuls dans TransCAD Un autre point crucial de l ergonomie se trouve dans les possibilit s d analyse des r sultats Avec Ariane il tait relativement simple d obtenir la part relative des OD pour une section donn e et la part relative des chemins pour une relation donn e Ces m mes possibilit s existent avec TransCAD mais des am liorations sont possibles quant aux nombres de manipulations effectuer Ce dernier poss de en revanche les avantages li s aux aspects cartographiques avec une visualisation quasi directe
164. ossibilit s suppl mentaires offertes par le logiciel support notamment son SIG Ces objectifs sont ceux de l valuation de projet tels qu dict e par l instruction cadre du 25 mars 2004 relative aux m thodes d valuation conomique des grands projets d infrastructures de transport mise jour le 27 mai 2005 12 et sa d clinaison route l instruction DGR relative aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers interurbains version provisoire du 23 mai 2007 13 Cette d marche passe par la mise en uvre d un mod le d affectation macroscopique et statique du trafic routier dont l objectif est de repr senter le fonctionnement du syst me de transport au plus proche de la r alit mais de fa on simplifi e Le mod le de trafic est utilis afin de comparer diff rentes alternatives d volution dans le futur On calcule les niveaux de trafics et certains indicateurs pour diff rents sc narii d am nagement qui permettent d apporter un clairage quant l opportunit d un projet d infrastructure 1 2 Les mod les macroscopiques et statiques d affectation routi re Les mod les utilis s pour valuer des grands projets d infrastructure routi re sont des mod les dits macroscopiques et statiques Ils permettent de repr senter les flux et itin raires des v hicules ou voyageurs sur les r seaux de transport Le terme macroscopique fait r f rence au mode de repr sentation des v hicules ou voyageurs
165. otal du projet est quasiment similaire entre les instructions de 1998 et 2004 m me lorsqu on introduit les taux d actualisation des instructions Sur cet exemple le passage d un taux de 8 4 semble augmenter l g rement la part des gains de temps dans l avantage global et diminuer celle des malus Ceci tant la pr pond rance de ces gains de temps crase tous les autres effets et les impacts du changement de taux d actualisation sur la r partition des avantages ne sont pas discernables 4 4 Les volutions sur la rentabilit avec effet de l actualisation et des p riodes de calcul Cette fois on tient compte de toutes les sp cificit s de chacune des instructions y compris les recommandations sur la dur e du calcul Instruction 2004 Instruction 1998 Taux d actualisation 4 variable 8 contant 50 ans apr s mise 30 ans avec valeur r siduelle Dur e du calcul Hypoth ses de trafic identiques nn ra ares convent en Valeurs et croissances sp cifiques chaque circulaire Ecarts 2004 1998 SA Temps PL 1549115 519 716 836 723 116 Carburant VL PL 46 283 368 15 227 074 204 SA Entretien_v hicules_VL PL 54 231 287 19 744 620 175 SA Malus VL 95 701 753 57 373 551 67 SA S curit 30 490 505 24 637 356 24 SA_Effet de serre et pollution 3431 315 NS NS Avantage Net Global 1 6
166. ote cependant que ces nouvelles courbes ont tendance favoriser les routes secondaires lorsque les volumes de demande sont lev s Elles n cessitent donc une attention particuli re sur le codage des vitesses vide des facteurs de concentrations et ventuellement des capacit s Dans tous les cas il est n cessaire de contr ler les vitesses mod lis es si possible partir de donn es observ es La recherche automatique des itin raires permet d augmenter la taille des r seaux Le travail des mod lisateurs est simplifi mais il ne faut pas sous estimer le temps n cessaire aux v rifications De nombreux allers et retours sont n cessaires entre l analyse des r sultats d affectation et le param trage des arcs Enfin au niveau du bilan socio conomique le changement d instruction entre 1998 et 2007 a impliqu de nombreuses modifications mais le taux d actualisation a un impact pr dominant sur les autres param tres pour les indicateurs de rentabilit On retiendra notamment les l ments suivants e les tests de sensibilit sont indispensables e bonne convergence du mod le doit tre v rifi e et les cas de concurrence proches en co t doivent tre vit s e les temps de parcours doivent tre v rifi s Collection Les rapports S tra 108 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 2 Retour sur les r sultats des tude
167. p volu depuis plusieurs ann es et on peut r sumer les enjeux concernant la mise en uvre des mod les de trafic e des aires d tudes plus vastes e des milieux tudi s plus denses autrefois purement interurbains ils touchent de plus en plus les territoires p riurbains aux abords des grandes agglom rations de sorte que les enjeux urbains et interurbains sont de plus en plus imbriqu s e des tudes plus compl tes elles doivent appr hender les enjeux des diff rents modes qu il s agisse de l impact du projet sur les autres modes ou de l opportunit du choix du mode e des r seaux d crits plus finement ce qui se traduira par une augmentation du nombre d itin raires en concurrence pour chaque relation Origine Destination OD e des zones g ographiques plus d taill es donc une forte augmentation du nombre d OD e des syst mes de transport mod liser plus complexes r seaux multimodaux transports priv s et services de transport en commun e globalement une explosion du volume et de la vari t des donn es d o la n cessit de pouvoir confronter les informations et de les changer avec d autres bases de donn es et d autres outils automatiquement Parall lement l identification des enjeux du changement d outil les besoins des utilisateurs avaient t recens s en 2000 dans le cadre de l tude d opportunit finalis e en 2001 Les principales attentes remont es taient les suivantes
168. param tre Dans un deuxi me temps on tudie la concurrence entre deux routes de types diff rents apr s avoir cherch les conditions d galit de la r partition de trafic avec les deux lois d affectation Collection Les rapports S tra 48 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 4 1 Cas de deux itin raires de m me type Variation d un seul param tre Etudions diff rents cas de deux itin raires concurrents identiques un seul param tre pr s Iti 1 Temps de parcours T Iti 1 Co t de circulation Iti 1 Longueur L lt gt lt 7 j gt Iti 2 Temps de parcours 1 X Iti 2 Co t de circulation 1 X Iti 2 Longueur L 1 X On remarquera que faire varier la longueur de x revient faire varier dans la m me proportion la fois le temps de parcours et le co t de circulation 4 1 1 R partitions du trafic avec la loi d Abraham Avec la loi d Abraham on obtient les r partitions suivantes Applications num riques Pour la diff rence entre les 2 itin raires on prend X 5 ce qui pourrait tre l ordre de grandeur de la limite de perception des usagers Pour la valeur du temps on retient par d faut 15 h On compare deux types de concurrences pour des situations et des valeurs num riques extr mes de fa on obtenir des r sultats donnant un
169. parer entre elles des valeurs conomiques qui s chelonnent dans le temps il s agit de ramener la valeur future d un bien ou d une d pense une valeur actuelle La notion d actualisation est distincte des notions d inflation d indexation qui consistent transformer des euros d une ann e donn e en euros d une autre ann e en utilisant de mani re ascendante ou descendante un index exemple index TP01 et distincte galement du taux d int r t bancaire Elle repr sente la plus ou moins grande pr f rence que l on a pour le pr sent par rapport au futur Le taux d actualisation renvoie ainsi au prix que les agents ou collectivit s accordent au temps pr f re t on avoir un plaisir imm diat ou un plaisir dans le futur Pour essayer de r pondre cette question il faut comparer des sommes d argent des p riodes diff rentes Exemple 1 En supposant qu il n y a pas d inflation pr f rez vous avoir 15 maintenant ou dans 5 ans avec un taux d actualisation de 4 15 aujourd hui correspondent 22 2 dans 5 ans o avec un taux de 8 15 aujourd hui correspondent 32 4 dans 5 ans Exemple 2 En supposant qu il n y a pas d inflation pr f rez vous avoir 15 maintenant ou dans 30 ans avec un taux d actualisation de 4 15 aujourd hui correspondent 48 dans 30 ans o avec un taux de 8 15 aujourd hui correspondent 150 dans 30 ans avec un taux de 3 5 15
170. plus court car il est la fois moins cher et plus rapide co t kilom trique et vitesse tant gaux entre les deux arcs A la deuxi me it ration l itin raire le plus court tant charg son temps de parcours peut devenir sup rieur celui de l itin raire le plus long le trafic vient alors s affecter Le flux r sultat est alors la moyenne des flux auxiliaires pr c dents 500 l it ration 2 666 l it ration 3 Le graphe ci dessous montre les valeurs du flux auxiliaire et du flux r sultat chaque it ration sur l arc le plus court Hypoth ses 1000 Flux auxiliaire Concurrence entre 2 arcs de type 3 8 900 _ Flux r sultat route bidirectionnelle de 7m 9 5 800 Co ts et temps de parcours sont issus 7 des param tres par d faut 700 table Setra_V DF 600 Valeur du temps moyenne 15 h 500 cart type 0 7 400 Diff rence de longueur entre les 30044 deux arcs 1 1 10 x L 200 Demande totale 100 1000 VL h 24 000 P It ration 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 NB cette demande totale est volontairement exag r e et irr aliste pour un type 3 Ces valeurs permettent de montrer la convergence du processus it ratif qui serait trop rapide avec un niveau de demande raisonnable La convergence parfaite est atteinte lorsque le flux auxiliaire est gal au flux r sultat On s aper oit cependant que le flux r s
171. pose de donn es suffisantes sur les autres modes de transport En outre les trafics induits issus de report d itin raires lointains ou non mod lis s peuvent avec TransCAD tre mod lis s directement dans la mesure o le logiciel n est pas limit en puissance de calcul 3 4 Calage du mod le Dans la construction d un mod le de d placements le calage du mod le est une tape essentielle qui consiste ajuster les donn es d entr e et les param tres du mod le afin qu ils repr sentent au mieux une situation telle qu elle est observ e Pour cela on confronte les r sultats du mod le aux donn es observ es En th orie on doit s parer les donn es en deux parties la premi re tant utilis e pour param trer le mod le le calibrage la deuxi me devant servir valider le mod le la validation L objectif est que le mod le refl te de fa on simplifi e les comportements observ s en prenant en compte les ph nom nes explicatifs de ces comportements afin d exploiter ensuite ce mod le en r alisant des pr visions de trafic Pour le calage des mod les d affectation les donn es observ es et mod lis es comparer sont les suivantes e volume de trafic par section e temps de parcours e r partition entre itin raires concurrents Dans le cadre de l valuation des projets interurbains on modifie rarement les donn es sur la demande de trafic issues des enqu tes le calage se concentrant surtout sur des
172. pports Boiteux et II P ages km 0 06 0 066 Prix observ s source ASFA et DGR 0 12 0 149 Malus d inconfort km chauss e unique R sultats de mod lisation avec carrefours non d nivel s ARIANE caract re non autoroutier acc s non limit Tableau 1 tableau r capitulatif des valeurs tut laires hors co ts environnementaux des instructions de 1998 et 2004 Note la clef de passage utilis e pour passer des francs 1994 aux euros 2000 est la m me pour tous les exemples en plus du taux de change 6 55957 on utilise l volution du soit un facteur de 1 082 pour les co ts de construction et de grosses r parations et de l volution des prix de la consommation finale des m nages soit un facteur de 1 167 pour tous les autres param tres Certains des avantages ont des valeurs qui voluent dans le temps il s agit du temps du malus d inconfort et de l ins curit Leur croissance d pend en g n ral des hypoth ses d volution du contexte macro conomique et notamment de la Consommation Finale des M nages CFM par t te ou du Produit Int rieur Brut PIB De l instruction de 1998 celle de 2004 ces hypoth ses d volution du contexte macro conomique ont t ajust es et de nouvelles r gles d volution du param tre valeur du temps des PL ont t d finies Tableau 2 Dans la suite du chapitre on tudiera l ann e 2000 et l ann e 2050 les valeurs des param
173. ps de coupure entre les itin raires efficaces sont strictement croissantes en partant de l itin raire le moins cher strictement d croissantes en partant de l itin raire le plus rapide Dans les modules S tra de TransCAD la recherche des chemins efficaces est initi e par le chemin le moins cher puis l enveloppe efficace est d termin e l aide d un algorithme de triangulation de Delaunay Une fois les valeurs du temps critiques d termin es les proportions sur chaque itin raire sont calcul es l aide d un polyn me de degr 8 approchant 10 pr s la r partition cumul e des valeurs du temps Les flux de trafics sur chaque chemin sont ensuite obtenus en multipliant ces proportions par le nombre total de v hicules pour la relation OD trait e Collection Les rapports S tra 42 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 Param trage des valeurs du temps Avec la loi d Abraham dans Ariane la valeur du temps est un param tre fix pour tous les VL et tous les PL La loi d affectation ne peut pas tre param tr e Avec l affectation prix temps la valeur du temps des usagers est r partie de fa on continue La loi log normale est couramment utilis e pour repr senter la distribution d une valeur positive au sein d une population comme la valeur du temps et aussi par exemple les revenus des m nages Cette distribution est d finie l aide
174. puis import e et formalis e par Claude Abraham vers 1960 5 d o la d nomination loi d Abraham Le principe de cette loi d affectation est le suivant le flux d une relation origine destination OD est partag entre plusieurs chemins d finir explicitement au prorata d une puissance n gative du temps g n ralis du chemin La r partition d un flux F entre deux chemins 1 et 2 de temps g n ralis s G et v rifie la relation G G Cette r gle correspond aux observations empiriques quant la r partition du trafic entre itin raires concurrents des chemins de temps gal supportent des trafics quivalents mais si les temps diff rent alors un chemin plus court re oit davantage de trafic qu un chemin plus long Le param tre positif 9 d termine le r le de la diff rence des temps g n ralis s dans la diff rence de r partition S il est tr s faible la r partition d pend peu de l cart des temps mais s il est tr s lev alors le chemin le plus court re oit la quasi totalit du trafic Cette loi peut s crire galement avec la m thode dite des potentiels o tous les chemins emprunt s par une OD k v rifient Fi G m o avec k chemins emprunt s on a Fop j l Cette formulation permet de g n raliser la loi de r partition plus de deux itin raires en concurrence On peut galement l crire de la fa on suivante la proportion de trafic qui
175. quelle plus aucun usager n a int r t modifier son itin raire Ceci est formalis par le principe de Wardrop qui stipule qu il y a quilibre lorsque aucun usager n a d int r t modifier son itin raire et tout itin raire emprunt est de co t g n ralis minimum Concr tement on peut v rifier qu il y a un quilibre si un nouveau calcul de r partition du trafic sur le r seau ne modifie pas les temps de parcours sur les arcs du r seau par rapport une situation pr c dente Pour calculer les temps de parcours on utilise des courbes temps d bit galement appel e d bit vitesse qui permettent pour un niveau de trafic donn par arc de calculer le temps de parcours moyen pour les usagers Les courbes utilis es en interurbain sont explicit es au paragraphe 6 Si l on peut calculer math matiquement les r partitions l quilibre l aide d quations dans les cas extr mement simples ce calcul est tr s rapidement insurmontable lorsque le nombre d arcs et de n uds augmente ou d s lors que certains arcs sont emprunt s par diff rents itin raires Par exemple dans le cas de 3 arcs entre 2 n uds le syst me d quation r soudre pour l affectation prix temps est le suivant Fi i T F T F fa F Tot T F T F 1 4 est la fonction de r partition cumul e de loi log normale Le syst me v rifie F Fop
176. r f rence est ensuite obtenu par la diff rence des temps totaux et donc aussi celle des temps moyens Aremps Top prj X Fop L avantage tant proportionnel au nombre d usagers les diff rences entre les deux lois d affectation sont proportionnelles avec la demande de trafic On s est aper u que si l on repr sentait les diff rences en terme d avantage seules celles du niveau maximal de demande sont visibles Le principe est identique pour tous les avantages des usagers temps p ages malus etc Mais pour ce qui est des avantages li s aux co ts de circulation ceux ci tant fix s pour chacune des routes quelle que soit la loi d affectation les diff rences de r sultats entre les deux lois ne r sultent que des diff rences en r partition de trafic d j tudi e plus haut On se concentre ainsi sur l avantage en temps en analysant le temps moyen par usager Top Rien qu en travaillant sur Top ON pourra conclure sur les avantages usagers pour une situation de projet avec deux itin raires en concurrence et avec une situation de r f rence o il n y a qu un seul itin raire En effet dans ce cas la situation de r f rence est identique quelle que soit la loi d affectation le temps moyen de r f rence ne d pend que de la courbe temps d bit de la route en r f rence et la diff rence sur l avantage de temps est gale celle sur le temps moyen en situation de projet multipli e par la demande de trafic
177. r s 30 ans alors qu un taux d actualisation 4 variable permet de valoriser le tr s long terme 3 1 2 Impact sur la rentabilit des projets Le passage d un taux d actualisation fixe de 8 un taux d actualisation variable dans le temps de 4 3 a un impact fort sur les chiffres de b n fice actualis La port e de cet impact d pend de la dur e de vie du projet du temps des travaux et de la chronique des gains et des co ts Le Tableau 5 regroupe les r sultats d une simulation faite avec un projet qui co terait 1 000 aujourd hui et qui rapporterait 200 par an ensuite avec un co t de 100 Diff rents tests sont effectu s avec des taux d actualisation de 4 variable et 8 et deux r gles de croissance de la valeur des co ts les gains de 200 sont consid r s constants B n fice actualis en 2008 d un projet qui co terait 1 000 valeur 2000 en 2008 puis rapporterait 200 par an et co terait 100 valeur 2000 partir de 2009 valeur 2000 sur les dur es de calcul suivantes Dur e du calcul 30 ans 50 ans 100 ans Taux d actualisation variant de 4 3 pas de croissance des co ts 1294 11674 15694 Taux d actualisation de croissance des 125 223 249 Taux d actualisation variant de 1 3 croissance 58 563 3063 des co ts de 3 7 z Taux d actualisation de L des co ts de 266 366 483 Tableau
178. rafic sur le projet et les principaux gains de temps Les r sultats sont donc du m me ordre de grandeur quelle que soit la loi d affectation et ses diff rents param tres Lorsque que ce n est pas le cas des explications se trouvent bien souvent dans la matrice de demande utilis e dans les mod les les avantages croissant avec le volume de trafic global Pour certaines tudes r alis es r cemment dans le domaine urbain avec une description fine de tous les trafics on obtient des indicateurs de rentabilit socio conomiques tr s lev s Il devient ainsi utile de pouvoir afficher la r partition des gains totaux et unitaires par usager g ographiquement et par type d avantage ou encore par exemple la r partition des gains de temps mon taris s en fonction du gain de temps unitaire ou de la distance parcourue par les usagers Finalement les tudes de comparaison ont surtout permis aux C t de se former au nouvel outil et de s adapter la fois au fonctionnement concret des nouveaux programmes et leur mise en pratique pour les tudes de trafic Elles ont particip l am lioration des m thodes de travail avec TransCAD en partageant les difficult s rencontr es et les techniques de r solution apport es par les diff rents utilisateurs Elles ont permis de d tecter un certain nombre de points d am lioration principalement au niveau des calculs du bilan socio conomique mais aussi au niveau ergonomique Elles ont t l orig
179. rix temps telle qu elle est param tr e par d faut dans les modules S tra est plus sensible toutes les variables d entr e que la loi d Abraham Il appara t important que la variabilit des r sultats soit estim e par les utilisateurs des mod les l aide de test de sensibilit en particulier aux caract ristiques du projet valuer par exemple avec la r duction de la vitesse limite de 130 110 km h ou avec des variations sur les co ts de p age Cette sensibilit induit une convergence relativement lente de l algorithme d affectation en nombre d it ration surtout si la demande de trafic est lev e Il est ainsi n cessaire de v rifier la bonne convergence des mod les On retiendra que la concurrence entre deux itin raires de co t proche souvent en pratique lorsque les distances sont tr s proches rend difficile la convergence en chemin ou flux auxiliaires du mod le prix temps On peut difficilement conclure sur les temps de calcul d affectation car ils d pendent principalement de la taille du r seau de la matrice de demande et de la puissance des ordinateurs utilis s Le changement des courbes temps d bit a un impact quivalent celui de la loi d affectation les diff rences observ es dans les r sultats peuvent tre relativement importantes M me si toutes les courbes ont volu globalement de la m me fa on l amplitude et le sens des diff rences d pendent des types de routes en concurrence On n
180. rmes de b n fice actualis et de b n fice actualis par euro public investi est inf rieure de 15 avec l instruction 2004 par rapport au m me calcul r alis avec l instruction de 1998 taux d actualisation et dur e de calcul identiques L cart provient principalement des postes s curit malus et valeur du temps plus valoris s par l instruction de 1998 Pour la valeur du temps on se situe dans la classe de distance 20km 50km qui explique que la valeur de l instruction de 1998 soit sup rieure celle de 2004 cf 03 3 3 Des carts de valeur du temps Le poste co t d entretien des v hicules est tr s proche dans les deux instructions Le co t du carburant de l instruction de 2004 est sup rieur de 25 au co t de l instruction de 1998 Le co t d entretien et d exploitation est 39 plus faible avec l instruction de 2004 qu avec celle de 1998 On retrouve ici les analyses poste par poste r alis es en partie 03 Influence des diff rentes volutions Part des co ts et des gains dans la somme actualis e totale des avantages du projet Part dans l avantage total 100 B Instruction 2004 m Instruction 1998 80 60 40 20 Co ts o gains 0 H E Temps VL Temps PL Carburant tretien Malus_VL S curit Effet de serre Co t VL PL v hicules et entretien VL PL pollution voirie TTC 20 Au final la r partition d
181. rs apparu que le logiciel Ariane ne pouvait plus r pondre ces nouvelles exigences sans une op ration de r novation significative En parall le il existait d j dans le commerce de nombreux logiciels de mod lisation de trafic utilis s au minist re notamment en milieux urbain et p riurbain Le S tra a alors r alis une tude d opportunit dont l objectif tait d valuer les deux sc narii possibles concernant le nouvel outil par rapport aux besoins des utilisateurs d veloppement maison ou partir d un logiciel support existant sur le march avec un prestataire Suite cette tude le comit de pilotage mis en place pour d finir quelles volutions du logiciel choisir a d cid le 15 01 2001 de retenir le sc nario du progiciel du commerce principalement pour des raisons d volutivit de p rennit et d ad quation aux besoins des utilisateurs et du ma tre d ouvrage sur le long terme Pour plus de d tails on trouvera la synth se comparative des deux sc narios en Annexe 3 Par ailleurs le mod le d affectation d Ariane reposant sur la loi d Abraham avec une valeur du temps moyenne tait remis en cause car il ne permettait pas de reproduire la diversit des comportements li e la variabilit des valeurs du temps des usagers Il a ainsi t d cid de remplacer ce mod le par celui mis au point par l Inrets le mod le prix temps avec al a Le chapitre 3 explicite en d tail les principes de ces lois d affectat
182. rts S tra 33 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Les indicateurs agr g s du calcul socio conomique Le calcul socio conomique fournit galement une s rie d indicateurs agr g s qui permettent de comparer projets et variantes sur des bases homog nes Ces indicateurs sont souvent accus s par le public d tre des bo tes noires Il est vrai que l agr gation des r sultats n est pas intuitive mais il faut rappeler qu elle est la m me pour tous les projets ce qui garantit une analyse objective des effets En outre il est ais de contourner cette critique par une pr sentation d compos e des avantages et des co ts constitutifs des indicateurs Le b n fice actualis est la somme des co ts et des avantages du projet sur toute sa dur e de vie Le projet est rentable pour la collectivit si le b n fice actualis est positif Sans contrainte budg taire on classe les projets par b n fice actualis croissant La date optimale de mise en service est la date pour laquelle le b n fice actualis l ann e 2004 est maximal Le Taux de Rentabilit Interne TRI est le taux d actualisation qui annule le b n fice actualis il repr sente l efficacit du projet en termes de retour sur l investissement et non en termes de gains totaux Lorsqu il est sup rieur au taux d actualisation le projet est opportun pour la collectivit Il sert cla
183. ruction de 1998 Cet effet reste cependant limit puisque l ensemble de ces co ts repr sente une part tr s faible de l avantage total du projet moins de 1 dans l exemple de la d viation de L guevin d velopp en partie 4 et du co t d investissement total de l ordre de 5 Pour les projets conc d s les carts sur les ICAS et les autres co ts se compensent et les r sultats des deux instructions sont proches Dans l exemple de la d viation de L guevin cf Tableau 17 la somme actualis e des co ts d entretien de la voirie diminue de 39 avec l instruction de 2004 par rapport celle de 1998 hors effet du taux d actualisation et de la dur e des calculs Collection Les rapports S tra 96 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 4 La d viation de L guevin un projet analys selon les deux m thodes Pour appr cier les effets de la combinaison de toutes ces volutions un calcul de rentabilit socio conomique a t conduit l aide d un tableur sur la d viation de L guevin selon la m thode pr conis e par l instruction de 1998 et celle pr conis e par l instruction de 2004 Apr s une description rapide du projet cette partie fournit les r sultats des tests effectu s Dans un premier temps pour distinguer l effet de l volution des valeurs tut laires seul on raisonne taux d actualisation et dur e de calcul id
184. s VL et Poids Lourds PL devant s couler entre des points du r seau depuis un point Origine vers un point Destination pendant une p riode donn e en interurbain il s agit du TMJA Trafic Moyen Journalier Annuel La demande est en fait agr g e selon un d coupage en zones le zonage chacune tant repr sent e par un point appel centro de de zone servant d origine ou de destination aux flux Dans ces flux sont stock s dans des matrices OD sous forme de tableaux partir desquels de nombreux calculs matriciels sont possibles Collection Les rapports S tra 19 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Dans Ariane la demande de trafic est repr sent e sous la forme d une liste de relations d finissant les ar tes parcourues Bien que la repr sentation formelle de cette demande diff re car il n y a de d finition ni des origines ni des destinations le concept sous jacent de repr senter les flux VL PL voulant relier une zone Origine une zone Destination est le m me Cependant il est possible de d finir plusieurs relations pour une m me OD et donc aussi de forcer l affectation ce qui peut tre utile pour le calage mais galement une source de biais Il faut aussi noter que le programme v rifie la continuit des ar tes dans la description de l itin raire Le nombre de relations est limit 2 500 et ce nombre
185. s de temps sont calcul s par OD afin de pouvoir diff rencier les valeurs du temps des usagers en fonction de la distance parcourue Ainsi le temps de parcours moyen pour une OD est calcul partir des temps sur les itin raires emprunt s pond r s par leur proportion de trafic respectives Ces proportions correspondent aux flux auxiliaires que l on retrouve lors de l analyse des chemins Le temps moyen par OD peut donc varier fortement d une it ration l autre avec les flux auxiliaires En revanche un calcul de l avantage aux niveaux des arcs utilisant les flux r sultats ne permet pas de diff rencier les valeurs du temps des usagers On retient qu un mod le peut converger de fa on suffisante en trafic mais sans pour autant converger en chemin ie en flux auxiliaires Cette notion de convergence en chemin est sp cifique la mod lisation interurbaine qui s int resse aux chemins emprunt s par les usagers Cependant cela n est probl matique qu au niveau du bilan socio conomique o la chronique des avantages peut conna tre de fortes oscillations alors que le mod le converge en trafic Afin de rem dier ce probl me un calcul aux niveaux des arcs automatis l aide une macro GISDK permet de v rifier la convergence des avantages li s aux usagers De plus il a t ajout une option de calcul des moyennes par OD l aide d une MSA ce qui r duit les probl mes de convergence en chemin En fonction de l objectif du mod
186. s de transport diminu s des d penses d entretien et d exploitation du sc nario d am nagement et ventuellement des pertes de recettes des op rateurs des autres modes de transport r duites de leurs conomies de frais d exploitation et d entretien Le b n fice actualis il s agit de la somme des co ts et des avantages du projet sur toute sa dur e de vie il caract rise la rentabilit du projet Le Taux de Rentabilit Interne il s agit du taux d actualisation qui annule le b n fice actualis il caract rise l opportunit et la robustesse du projet Le b n fice par euro investi il s agit du rapport entre le b n fice actualis et le co t d investissement il caract rise la rentabilit du projet dans un contexte de contrainte financi re Le b n fice actualis par euro public investi il s agit du rapport entre le b n fice actualis et le co t du projet pour la Puissance Publique entretien et exploitation inclus il caract rise la rentabilit du projet dans un contexte de raret des fonds publics et de PPP Collection Les rapports S tra 116 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Annexes Collection Les rapports S tra 117 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Annexe 1 Liste des tudes comparatives r alis es par les CETE CET
187. s de valeur du temps tr s variables ses 90 Valeur du temps d s 90 Valeur dut emps d s VL nina RNE tte deep 91 3 3 4 Deux effets contradictoires pour la ss 92 3 3 5 Une augmentation des co ts du carburant ss 93 3 3 6 Le calcul des co ts environnementaux ss 94 3 4 Les co ts d entretien d exploitation et de grosses r parations des chauss es ss 95 4 La d viation de L guevin un projet analys selon les deux m thodes ss 97 4 Leprol Re TNR ERS en DUR C RS NIS D RP EE ENS RA 97 4 2 Les volutions sur la rentabilit hors effet de l actualisation et des p riodes de calcul 98 4 3 Les volutions sur la rentabilit avec effet de l actualisation hors effet des p riodes de calcul 101 4 4 Les volutions sur la rentabilit avec effet de l actualisation et des p riodes de calcul 102 5 Conclusion sur le changement d instruction ss nine een eee 104 Collection Les rapports S tra 5 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Chapitre Bilan Am liorations pr voir eccccocococoococouoocovosoococeucocosossocovecoveseosecouoscevessesecescecesossecsvsscecesssseuss 107 1 Bilan des comparaisons Ariane TransCAD cccccccicccciiicciciciisicicecsicecsisicsssssicess2s0000000000
188. s des C t Au cours des tudes de comparaisons Ariane TransCAD en C t des diff rences notables ont t observ es dans les r sultats de trafic et des bilans socio conomiques obtenus avec chacun des deux logiciels A l origine de ces carts on trouve en premier lieu le codage des r seaux Avec la plupart des r seaux a t construit partir de la base routi re nationale 30 000 arcs dans laquelle de nombreuses travers es d agglom rations ne sont pas cod es et les routes secondaires sont relativement peu p nalisantes Les r sultats auraient pu tre nettement am lior s en accordant plus de temps au calage de ces r seaux Au niveau des bilans socio conomiques les carts en trafic sur le projet sont la principale source de diff rence entre les tudes Ariane et TransCAD Pour une analyse trafics identiques on se reportera au chapitre IV pour conna tre l impact des changements dans les m thodes d valuation entre les instructions de 1998 et 2007 Malgr ces diff rences on peut tout de m me conclure la relative robustesse des pr visions de trafics interurbains et des bilans socio conomiques qui en d coulent En effet ceux ci sont g n ralement port s par un certain nombre d OD qui sont susceptibles d tre int ress es par le projet Pour ces OD la part de trafic capt e par le projet est importante quel que soit le mod le C est le nombre de ces OD et leur volume total qui donne le t
189. s rapports S tra 113 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes donc plus de questions m thodologiques et de la disponibilit des donn es pour param trer les mod les Parmi ces difficult s on peut citer entre autres la mod lisation du choix modal et de l valuation socio conomique en milieu urbain Finalement les plus forts enjeux pour l valuation et la mod lisation multimodales restent des questions de m thodologies et de donn es disposition tandis que les outils techniques mobilisables aujourd hui peuvent tre adapt s ces m thodes Collection Les rapports S tra 114 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Bibliographie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 S tra Guide des tudes de trafic interurbain 1992 Leurent F Cost versus Time Equilibrium over a Network European Journal of Operation Research Vol 71 2 pp 205 221 1993 Leurent F Une bo te outils pour op rer diverses affectations statiques du trafic routier INRETS Research Report n 198 INRETS Arcueil 1995 Leurent F The theory and practice of a dual criteria assignment model with a continuously distributed value of time International symposium on transportation and traffic theory No13 Lyon
190. s temps de parcours sur les deux arcs sont calcul s via les courbes temps d bit du S tra par type de route donc identiques pour les deux itin raires dans le premier cas L quilibre est calcul pour un niveau de demande de trafic VL sur ces deux itin raires en concurrence qui varie de 0 60 000 VL par jour et pour un sens niveau irr aliste mais qui permet de comprendre les tendances Les hypoth ses retenues concernant les valeurs du temps sont les suivantes e Abraham 13 24 e Prix temps moyenne 17 h cart type 0 7 soit une m diane 13 31 h 5 3 3 Pr sentation des r sultats obtenus entre deux routes de type 3 7m Sur la page suivante les graphes de gauche sont obtenus avec la loi prix temps ceux de droite avec la loi d Abraham Les trois lignes de graphes pr sentent des vues diff rentes pour comparer les r sultats obtenus avec les diff rentes lois Sur les deux graphes en haut la proportion de trafic sur l arc 2 est repr sent e sur l axe vertical et en couleur en fonction de la demande sur l OD selon un premier axe en bas droite et en fonction de la longueur de l itin raire 2 selon le deuxi me axe des abscisses Les deux illustrations au milieu repr sentent les m mes r sultats mais avec une vue du dessus de la surface en 3D seule la couleur permet de distinguer la proportion de trafic Le graphe en bas montre la diff rence entre ces deux graphes c est dire la diff renc
191. sante de temps est transform e en euros par l interm diaire de la valeur du temps Cela correspond au prix qu est pr t payer l usager pour conomiser une unit de temps de d placement Le temps de parcours est multipli par la valeur du temps pour tre incorpor au co t g n ralis Si dans la r alit les usagers arbitrent plus ou moins consciemment entre itin raires en fonction de leurs diff rentes caract ristiques il n est pas vident que l estimation de l attrait ou du co t de chaque chemin se ram ne la somme des ces composantes C est pourtant l hypoth se simplificatrice qui est faite dans les mod les de trafic Apr s avoir d fini la fonction de co t g n ralis il existe diff rents types de loi d affectation La loi la plus basique appel e tout ou rien affecte tout le trafic sur l itin raire de co t g n ralis minimum Les principes de r partition du trafic de la loi d Abraham et de la loi prix temps pr sent s dans le chapitre III se basent galement sur le principe de minimisation du co t g n ralis des usagers De plus quelle que soit la loi d affectation choisie la prise en compte de la congestion sur les arcs permet de d finir un tat d quilibre entre l offre et la demande de transport comme cela sera introduit au 3 Collection Les rapports S tra 17 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 1 4
192. sante des m nages si l on dispose d un euro suppl mentaire autant le d penser quand son effet sur l utilit est le plus lev c est dire quand nous sommes les moins riches On peut galement illustrer l effet richesse par le raisonnement suivant extrait du rapport du Commissariat G n ral du Plan l effet richesse implique que la valeur d un bien aujourd hui est sup rieure la valeur qu il aura pour les g n rations futures gr ce au progr s technique L utilit que la g n ration future retirera de la consommation de ce bien risque donc de ne pas compenser la perte subie par la g n ration actuelle En clair pourquoi faudrait il se priver aujourd hui de l essentiel qui deviendra l accessoire demain L effet richesse est fonction de l lasticit de l utilit marginale de la consommation et de la croissance de la consommation Pour tenir compte des incertitudes sur la consommation cet effet varie dans le temps En 2004 le Commissariat G n ral du Plan a retenu la m thode du TSPP pour estimer le taux d actualisation Il estim le taux de pr f rence pure pour le pr sent environ 1 l effet richesse environ 3 et en a d duit au vu des incertitudes sur la valeur de l effet richesse un taux d actualisation de 4 d croissant dans le temps pour atteindre 3 l horizon de100 ans et 2 l horizon de500 ans Les volutions intervenues entre 1998 et 2004 dans le choix de la m thode de calcul et dans
193. sport Comit des Directeurs Transport son compl ment du 27 mai 2005 et sa d clinaison routi re provisoire de mai 2007 on d signera l ensemble de ces ouvrages sous le terme instruction de 2004 Chacune de ces instructions pr cise les r gles respecter pour la conduite du calcul socio conomique la mon tarisation des diff rents avantages les dur es de calcul le taux d actualisation ainsi que les indicateurs utiliser pour classer les projets Le module de calcul socio conomique du logiciel Ariane 06 est bas sur la m thodologie pr conis e dans l instruction de 1998 En 2006 une nouvelle version du logiciel nomm e Ariane 07 permettait d int grer les pr conisations de l instruction de 2004 Les modules S tra du logiciel de mod lisation TransCAD quant eux proposent un calcul socio conomique effectu conform ment aux pr conisations de l instruction de 2004 en vigueur actuellement 4 3 4 Consistance des calculs conomiques On pr sente ici les grands principes de la mise en uvre du calcul socio conomique tels que d finies pr cis ment dans l instruction DGR relative aux m thodes d valuation conomique des investissements routiers interurbains version provisoire du 23 mai 2007 13 Ceux ci sont communs toutes les instructions et les diff rences entre les instructions 1998 et 2004 seront tudi es dans le chapitre IV On d termine les avantages li s un projet pour les temps d
194. sser des variantes d un m me projet Le b n fice par euro investi permet d appr cier la rentabilit du projet dans un contexte de contrainte financi re Les projets sont alors class s par b n fice par euro investi croissant Le b n fice actualis par euro public investi permet d estimer la rentabilit du projet dans un contexte de raret des fonds publics Les projets sont alors class s par b n fice par euro public investi croissant Pour comparer des sc narios d am nagement on retient une fois ceux ci plac s leur date optimale et actualis s en 2004 celui qui a le plus grand b n fice actualis en l absence de contrainte de financement et celui qui a le plus grand b n fice actualis par euro public d pens en pr sence d une telle contrainte C est l tude de ces indicateurs qui permettra de juger de l int r t socio conomique du projet il ne faut pas oublier cependant que tous les impacts ne sont pas forc ment mon tarisables Comment mon tariser en effet les avantages d un projet d exploitation routi re qui ne fait pas baisser le temps de parcours moyen mais en r duit la variabilit et permet l usager un meilleur confort et une ventuelle r duction de son temps de pr caution On peut galement citer les effets du projet sur la biodiversit la fragmentation des espaces ou encore le risque de p riurbanisation Il est par ailleurs possible de faire appel des techniques d analyses multicrit res
195. st inf rieur au b n fice actualis calcul sur 50 ans l arr t des calculs 30 ans avec valeur r siduelle ne permet pas de prendre en compte l ensemble des gains du projet lorsque les avantages sont fortement croissants Dans le test d velopp pour la d viation de L guevin en 04 La d viation de L guevin un projet analys selon les deux m thodes le fait de calculer la rentabilit selon les crit res de l instruction de 1998 sur 50 ans sans valeur r siduelle au lieu de 30 ans avec valeur r siduelle diminue le b n fice actualis de 11 cf Tableau 18 et Tableau 19 Finalement une dur e de calcul sur 30 ans avec une valeur r siduelle calcul e comme la somme des avantages l infini est une bonne approximation des b n fices lorsque ceux ci restent stables long terme Elle n est plus pertinente lorsque les avantages sont fortement croissants ou d croissants dans le temps Le passage de la dur e de calcul de 30 ans avec valeur r siduelle 50 ans conduit ne plus sp culer sur des gains lointains et mieux prendre en compte les ventuels co ts de moyens termes entre 30 et 50 ans Pour les projets routiers actuellement analys s dont les avantages sont quasiment stables sur le long terme le changement de dur e de calcul induit m caniquement une baisse du b n fice actualis Cette baisse est toutefois mod r e dans le calcul global du b n fice actualis au regard de l effet du taux d actualisation tudi
196. st d au param tre y qui est faible pour les courbes interurbaines Pour les courbes temps d bit des PL le param trage des courbes BPR est galement beaucoup moins p nalisant que celui des courbes Ariane Il est important de pr ciser que pour des volumes lev s il est normal que les vitesses PL soient sup rieures celles des VL Ceci est d au fait que les vitesses ici mentionn es sont des moyennes annuelles En effet alors que les VL sont plus concentr s aux heures de pointe les PL se r partissent de fa on plus homog ne au cours de la journ e et ont ainsi de meilleures conditions de circulation en moyenne Avec ces param tres les courbes BPR n cessitent de coder les travers es d agglom ration l aide des types de routes qui conviennent sous peine de surestimer fortement l affectation des v hicules sur les routes de type bidirectionnelles Coubres BPR D bit Vitesse VL 21 2 voies normales Le graphe ci contre montre que Types en URBAIN 5729 voies larges pour les types urbains le 22 2 voies rapides param trage des courbes BPR 80 0 A ee 24 3 voies rapides 25 4 voies normales 26 4 voies rapides dans les modules S tra est plus p nalisant Si on mod lise de mani re d taill e un r seau urbain il faut tre vigilant au niveau du temps perdu aux carrefours Ceux ci ne sont pas pris en compte dans les courbes temps d bit Dans Ariane comme dans TransCAD il
197. sur la route d vi e deviennent tr s faibles avec la croissance des trafics dans la travers e de L guevin avec des vitesses en dessous de 10 km h en moyenne annuelle Ces vitesses ne sont pas vraiment cr dibles et pointent une des limites des calculs de bilan socio conomique Ceci explique galement la rentabilit tr s lev e obtenue ci dessous Cet exemple simple nous permet cependant de comparer les deux instructions Le Tableau 17 ci dessous r capitule les sommes actualis es et les r sultats du calcul de la rentabilit effectu s selon les standards de l instruction de 2004 ou de l instruction de 1998 avec cependant o prise en compte du m me taux d actualition o calcul sur la m me dur e de vie Instruction 2004 Instruction 1998 Taux d actualisation 4 constant Dur e du calcul 50 ans apr s la mise en service Hypoth ses de trafic identiques Valeurs tut laires Valeurs et croissances sp cifiques chaque circulaire Ecarts 2004 1998 SA_Temps_VL PL 1 502 075 170 1715 017 497 12 dont SA Temps_VL 1 296 701 181 1 556 338 385 17 SA Temps 205 373 989 158 679 112 29 SA_ Carburant VL PL 45 632 021 36 551 228 25 22 780 744 21 787 362 5 TVA fonctionnement 15 419 515 13 381 446 15 SA Entretien v hicules VL PL 53 287 232 52 123 432 2 SA Malus VL 93 713 322 118 804 897
198. sur les co ts des grosses r parations et de l entretien sont faibles inf rieurs 10 En revanche les ratios fournis pour les Investissements Compl mentaires sur Autoroute en Service ICAS ont diminu de plus de 50 en 2004 Les volutions constat es proviennent essentiellement d un changement de sources statistiques de modifications dans le contexte d attribution des concessions et de la charge des r seaux En effet avant 2001 les co ts taient renseign s partir de statistiques sur les projets d extension du r seau des Soci t s d Economie Mixtes Concessionnaires d Autoroutes Ces projets taient attribu s par le syst me dit d adossement Les r seaux concern s pr sentaient souvent des trafics importants avec des pr visions de croissance lev es d importants ICAS aires de service nouveaux changeurs largissements devaient donc tre mis en uvre pour r pondre la nouvelle demande de transport Depuis 2001 la construction du r seau autoroutier conc d fait l objet de contrats sp cifiques apr s appels candidatures Les candidats font tat de pr visions de co ts normalis es sur la dur e souhait e de la concession et ce sont ces co ts qui ont t utilis s pour actualiser les valeurs de 1998 L chantillon tant relativement restreint en 2004 seules les valeurs en plaine ont pu tre estim es les autres valeurs ont t d duites de la donn e en plaine partir des ratios plaine vallonn et pl
199. t ration donn e nn 48 4 1 Cas de deux itin raires de m me type variation d un seul param tre ss 49 4 1 1 R partitions du trafic avec la loi d Abraham 49 Applications NUM FIQUES A A A anse dent etre tn set st E Eai sE VEES 49 4 1 2 R partitions avec la loi prix temps sise 50 4 2 Cas de deux itin raires diff rents Variation des param tres de co t et de temps 50 4 2 1 Condition d galit des deux lois d affectation ss 51 4 2 2 Analyse des diff rences entre les deux lois sise 51 5 Prise en compte du niveau de demande effets des param tres l quilibre 56 5 1 Principe de calcul de l quilibre 56 5 2 Illustration du calcul de l quilibre entre deux routes de type identique ss 58 5 3 Comparaison de l quilibre entre deux routes ss sise 60 5 3 1 M thodologie en nt ee 60 5 3 2 Applicanonsnum riques stane taia in in inerte a dns 60 5 3 3 Pr sentation des r sultats obtenus entre deux routes de type 3 7m 60 5 4 Calculs des avantages li s aux usagers r sultats moyens pour ss 65 Comparaison des courbes temps d bit ss aen E E aa 67 6 1 Formulations des courbes utilis es dans Ariane sense 67 6 2 Courbes utilis es dans Trans CAD tentent niet ur re te nommer SV s 68 6 3 Comparaison des courbes Ariane et TransCAD
200. t constitu s e des gains de temps le nombre d heures gagn es par les usagers entre la situation de projet et la situation de r f rence Les valeurs du temps sont d finies par des valeurs tut laires indiqu es dans l instruction e des gains de confort pour les v hicules l gers seulement une p nalit est ajout e la valeur du temps en fonction du type de route afin de tenir compte de la notion de confort Cette p nalit est estim e partir de valeurs du temps r v l es dans les mod les e des gains de frais de fonctionnement d entretien et d usure du v hicule estim s partir des v h km parcourus e des gains sur la consommation de carburant estim s partir des v h km parcourus et de la vitesse sur le r seau e des gains sur les frais de p age variation de la valeur de p age pay e par les usagers Avantages pour le concessionnaire Pour le concessionnaire les avantages se composent des recettes de p ages recettes de p ages HT calcul es sur toute la dur e de vie du projet et des variations d imp ts et taxes taxes d am nagement du territoire redevance domaniale imp t sur les soci t taxe professionnelle Avantages pour l tat Les avantages de la puissance publique se composent e de l effet de serre les missions de gaz effet de serre sont directement proportionnelles la consommation de carburant Elles sont mon taris es en fonction de la valeur tut laire de la t
201. tat 2 arcs de type 3 route Z bidirectionnelle de 7m gt Diff rence de longueur entre les deux arcs 1 Demande totale 1000 TMJA 24 000 NB les deux itin raires sont volontairement tr s proches et la demande forte pour accentuer les ph nom nes LI It ration 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Le graphe ci dessus repr sente le flux auxiliaire sur l arc le plus court On observe de fortes oscillations pendant plus de 20 it rations pour une it ration sur deux 100 du trafic s affecte sur l arc le plus court A une it ration donn e le trafic sur l arc qui appara t en r sultat d affectation flux r sultat correspond la moyenne de toutes les it rations pr c dentes Contrairement au flux auxiliaire on remarque que l amplitude des oscillations du flux r sultat diminue rapidement avec le nombre d it rations En d autres termes on constate que les trafics mod lis s convergent vers une solution stable alors m me que l quilibre au sens de Wardrop n est pas atteint Collection Les rapports S tra 14 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Ceci a des cons quences dans le bilan socio conomique sur les r sultats du calcul des avantages usagers car ceux ci sont bas s sur les flux auxiliaires En effet les avantage
202. tement modifi s Sur le risque tout d abord l instruction de 1998 et la d clinaison routi re de 2007 de l instruction cadre de 2004 pr conisent des ratios tr s diff rents Le risque d tre victime d un accident ou d tre tu diminue en moyenne de 50 entre les deux instructions conform ment la baisse d ins curit observ e entre ces deux p riodes La variation est diff rente selon les param tres taux d accident et taux de tu s et selon les types de routes donc le nombre d accidents ou de vie pargn es ne sont pas les m mes selon que le projet est valu avec l instruction de 1998 ou de 2004 En particulier la diminution du risque est beaucoup moins importante sur les voies express 2x2 voies que sur les 7m donc le gain en nombre d accidents et de tu s sur un projet d am nagement d une 7 m 2x2 voies express est nettement moins important avec l instruction de 2004 qu avec l instruction de 1998 Instruction 1998 Instruction 2004 Instruction 1998 Instruction 2004 Nombre Nombre d accidents d accidents Ecart risque Nombre de ombre de tu s Ecart risque pour 108 v h x pour 108 v h x y pour 108 v h x pour 108 v h x d accidents kin ki tu s km km lt 7m 19 1 9 4 51 3 247 1 6168 50 7m 16 5 7 8 53 3 135 1 677 41 3 voies 9 m 0 13 1 7 8 40 2 751 1 9344 30 3 voies 10 50 m 12 4 6 3 49 2 852 1 5435 46 4 voies 14 m 0 13 8 6 1 56 2
203. temps entre les usagers de la route Toutes ces recherches soulignent les apports de la m thode d affectation prix temps dont les principaux avantages et limites seront repris dans le chapitre 3 A la suite de ces travaux le S tra d cide d approfondir ses recherches sur le mod le prix temps Une deuxi me convention est pass e 1998 avec l Inrets intitul e Calcul de deux mod les d affectation 9 Cette convention donne pour les diff rents composants des mod les comme la recherche automatique d itin raires les organigrammes et les algorithmes d crits de mani re pr cise afin de les impl menter dans un logiciel Elle a permis de pr parer la mise en uvre du mod le Prix Temps pour qu une soci t d ing nierie informatique puisse programmer des modules utilisables par les services du minist re via un logiciel standard d tude des d placements Collection Les rapports S tra 9 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 L laboration du nouvel outil 2 1 L op ration IMAPT L op ration IMAPT pour Informatisation d un Mod le d Affectation Prix Temps a consist d velopper un outil partir d un logiciel du commerce permettant de r aliser les m mes tudes qu avec Ariane et avec des possibilit s suppl mentaires comme celle de r aliser des tudes multimodales par exemple L op ration IMAPT a t men e s
204. tent les r sultats relativement similaires obtenus avec l instruction de 1998 et de 2004 pour chacun des avantages usagers suivants Total Temps VL Temps PL Co t du carburant VL PL Co t d entretien des v hicules VL PL et malus VL Millions d Euros 2000 200 180 1 160 1 140 1 120 4 100 1 80 60 40 20 4 0 Chronique des avantages instruction 1998 Chronique des avantages instruction 2004 200 total avantages usagers o 180 Gains de temps VL Gains de temps PL total avantages usagers a Cout du Carburant Gains de temps VL 160 Fonctionnement Gains de temps PL Gains de Malus x Cout du Carburant 5 Fonctionnement 140 4 Gains de Malus 5 120 7 E 100 80 7 60 7 40 20 7 RATER 3 4 3 3 3 3 7 0 T nn T T T T T T 2009 2014 2019 2024 2029 2034 2039 2044 2049 2054 2059 2009 2014 2019 2024 2029 2034 2039 2044 2049 2054 2059 Collection Les rapports S tra 98 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Etant donn que tous les param tres sont stables partir de 2050 il n y a plus de croissance avantages partir de 2050 et on devrait observer que les courbes font un pallier partir de 2050 La derni re partie de la courbe correspond ici l i
205. terurbains version provisoire du 23 mai 2007 13 Les m thodes d valuation ayant volu dans le m me temps que le d veloppement du nouvel outil le passage d Ariane TransCAD devait tenir compte des changements de la nouvelle instruction Ceux ci font l objet du chapitre 4 On peut d ailleurs lire dans cette derni re instruction qu elle constitue une mise jour du dispositif d valuation de projet et qu elle s accompagne de la r novation de certains outils et du logiciel support des valuations qui permettra la gestion de sc narios d am nagement prenant en compte le cas ch ant les interactions avec les autres modes sous r serve de la disponibilit des donn es Enfin cette instruction rapporte que la recherche de la transparence qui caract rise l ensemble de la d marche n cessite la d finition claire des enjeux la lisibilit du processus d valuation et le soin apport la pr sentation et l interpr tation des r sultats indispensables l clairage des choix aux exigences du d bat d mocratique et l exercice d une contre expertise La transparence est ainsi galement un enjeu fort du passage d Ariane TransCAD Cette tude montrera dans quelle mesure les objectifs initiaux ont t atteints Collection Les rapports S tra 13 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 2 La comparabilit entre les r
206. tion tudie ainsi chacune des composantes des mod les du point de vue th orique mais aussi la fa on dont elles sont mises en pratique 3 1 Principe de l affectation Comme introduit au paragraphe 1 2 les mod les macroscopiques et statiques d affectation routi re confrontent la demande avec l offre de transport La loi d affectation d finit un quilibre c est dire un tat stable soumis des forces qui se contrebalancent Les forces en question sont d une part la pression de la demande et d autre part la r action de l offre via la croissance des temps de parcours en fonction du d bit support La caract risation de l quilibre de Wardrop correspond un tat aucun usager n a d int r t changer d itin raire Dans cet tat tous les chemins emprunt s ont leur co t g n ralis gaux entre eux et minimaux par rapport aux itin raires non emprunt s existe diff rentes lois de r partition qui aboutissent des solutions diff rentes pour l tat d quilibre notamment quilibres stochastiques comme la loi d Abraham ou encore l quilibre prix temps Ces deux mod les sont bas s sur le principe d quilibrage entre les itin raires concurrents En effet avec la prise en compte de la charge du r seau la r partition du trafic r sulte d un quilibrage entre la demande et l offre Alors que le mod le prix temps est d terministe pour des caract ristiques donn es on le choix de tous
207. tituent une aide pr cieuse au calage des mod les Les outils de gestion des bases de donn es simplifient la comparaison entre les donn es observ es et les r sultats du mod le Son SIG permet de confronter le r seau mod lis avec n importe quelle autre base de donn es g or f renc es les photos a riennes par exemple Les outils de repr sentation cartographique permettent de visualiser les carts et ainsi de d terminer les points d am lioration du mod le Il int gre galement de nombreux outils de calculs statistiques qui permettent d analyser les bases de donn es de calculer des indicateurs et de suivre l am lioration de la qualit du mod le Gr ce toutes ces possibilit s qui n existent pas dans Ariane le passage TransCAD permet d am liorer les techniques de calage et la qualit de pr vision des mod les De plus les facilit s de param trage et de lancement de calculs d affectation avec les modules S tra permettent d estimer la sensibilit des r sultats divers param tres p ages valeur du temps et de s assurer de la robustesse du mod le en vue de son exploitation On acc de ainsi la validation du mod le via des tests de sensiblit Afin d aller plus loin sur ce sujet le S tra a mont un groupe de travail sur le calage et la validation des mod les Collection Les rapports S tra 26 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD R
208. trafic induit doit tre r alis e valeur du temps constante Le co t g n ralis de la situation 1 est donc calcul avec la valeur du temps et le malus l ann e horizon 2 d o la notation du co t avec un prime Le co t g n ralis par OD doit tenir compte des diff rents chemins choisis C est donc une moyenne sur les itin raires emprunt s pond r s par la r partition du trafic entre ces itin raires Tous ces principes sont identiques dans les deux logiciels l tude Cependant lors du d veloppement des modules S tra de TransCAD le calcul de la moyenne du co t g n ralis OD a n cessit des adaptations par rapport la m thode de calcul initialement envisag e afin d assurer la bonne convergence de l algorithme La Collection Les rapports S tra 24 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes demande lastique est calcul e partir de la m thode des moyennes successives et une affectation suppl mentaire peut tre lanc e afin d obtenir une r partition du trafic induit identique au trafic extrapol Cette formule g n rale bas e sur le ratio des co ts g n ralis s moyens n est pas la seule possibilit dans TransCAD pour estimer les trafics induits et en particulier ceux qui proviennent des autres modes de transport les reports modaux peuvent tre estim s partir d un mod le de choix modal si l on dis
209. traire lorsque la demande est tr s importante les carts se rapprochent de z ro Le maximum de la diff rence correspond aux cas de deux itin raires tr s proches en co t Plus de d tails sur la convergence de l algorithme dans ce cas particulier sont donn s dans le paragraphe 8 Lorsque la longueur de l arc 2 est tr s diff rente de celle de l arc 1 les deux lois d affectation donnent des r sultats tr s proches 10 pr s quasiment tout le trafic sur l arc 2 pour les petites valeurs de 12 et proche de 0 pour les grandes valeurs de 1 Lorsque le niveau de la demande est lev la proportion de trafic forme une surface tr s similaire selon les deux lois d affectation avec une diff rence absolue inf rieure 10 En revanche lorsque la demande est faible et les itin raires de longueurs proches la loi prix temps est plus sensible que la loi d Abraham La deuxi me page de graphes compare les deux itin raires concurrents de type diff rent Itin raire 1 Itin raire 2 Type 8 autoroute conc d e 2x2 Type 3 bidirectionnelle largeur 7m Longueur 1 10 km Longueur 2 variable On peut faire les m mes observations g n rales que dans le cas pr c dent En effet la diff rence absolue entre les deux lois d affectation est maximale pour les faibles niveaux de demande mais la diff rence maximale est deux fois moins importante que dans le cas pr c dent On atteint une diff rence absolu
210. tre difficult avec la recherche automatique des itin raires lorsqu il existe des usagers sur un itin raire que le mod le ne trouve pas parce qu il le consid re comme inefficace Pour une it ration donn e c est le cas d s lors qu un itin raire est tr s l g rement plus cher et plus long en temps qu un autre En effet le mod le fait l hypoth se que les usagers sont rationnels ce qui n est pas toujours le cas dans la r alit L encore le mod lisateur doit ajuster les caract ristiques des itin raires en concurrence afin que les itin raires efficaces et leur proportion l issu du processus it ratif de l affectation correspondent la r alit D autres cas traiter apparaissent lorsque l on introduit des interdictions de mouvements tournants le mod le trouve parfois des itin raires avec rebroussement de chemin C est dire que les v hicules font demi tour en empruntant un arc dans un sens puis dans l autre de fa on arriver une intersection o le mouvement souhait n est pas interdit Le codage des interdictions de mouvements tournants et des arcs unidirectionnels n cessite ainsi des v rifications particuli res sur les itin raires retenus par le mod le Temps de travail et taille de l aire d tude Contrairement Ariane la recherche automatique des itin raires permet de ne pas avoir d finir manuellement les itin raires Cela vite une t che p nible et longue en temps Mais comme vu pr c demme
211. tres dont les r gles d volution changent afin de tenir compte de ce ph nom ne dans les comparaisons Evolution d s valeurs Instruction 1998 Instruction 2004 tut laires Temps VL comme la CFM par t te comme 0 7 fois la CFM par t te la valeur du temps des chargeurs de Temps PL pas de croissance 6 75 augmente comme les 2 3 du Valeurs normatives PIB le reste est constant Source rapports Boiteux et I comme la CFM Malus inconfort comme la CFM par t te comme 0 7 fois la CFM par t te Tableau 2 tableau r capitulatif des croissances des valeurs tut laires des instructions de 1998 et 2004 Collection Les rapports S tra 82 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Dans chacune des instructions il existe plusieurs sc narii de croissance Nous comparons ici les hypoth ses moyennes du sc nario central entre les deux instructions Evolution des valeurs Instruction 1998 Instruction 2004 tut laires Jusqu en 2025 2 1 Jusqu en 2025 1 4 Au del de 2025 0 De 2025 2050 1 3 croissance de la CFM Au del de 2025 0 0 Hypoth se moyenne de Jusqu en 2025 2 4 RE z _dal 00 croissance du Au del de 2025 0 Au del de 2025 0 Avec ces coefficients g om triques annuels on obtient les facteurs multiplicatifs suivants par rapport l ann e 2000 Hypoth se moyenne de
212. ts des param tres li s aux r seaux au premier rang desquels les types de routes ou encore aux valeurs du temps Les diff rences s estompent avec le principe d quilibrage et la croissance de la demande de trafic On peut retenir que les carts en r partition du trafic sont les plus importants pour les cas de routes concurrentes proches en co ts Les courbes temps d bit ont fortement t modifi es entre Ariane et les modules S tra de TransCAD Les diff rences entre ces courbes sont au moins du m me ordre de grandeur que les diff rences entre les types de routes Les param tres actuels des courbes BPR ceux de la table d octobre 2010 donnent des courbes de temps nettement moins p nalisantes que les courbes Ariane Il faut noter cependant qu en interurbain les charges de trafic ne sont souvent pas suffisantes pour modifier significativement les temps de parcours C est donc le param trage des temps vide au plus proche des observations qui est important Par ailleurs lorsque la charge de trafic est importante il devient alors n cessaire de calibrer les facteurs de concentration A partir de ces l ments on peut conclure qu il n y a pas de biais syst matique entre les r sultats en r partition de trafic obtenus avec Ariane et les modules S tra de TransCAD Si l on tente d expliquer les diff rences de r sultats entre deux tudes de trafic les raisons sont plus chercher dans le param trage des r se
213. tte fonctionnelle du module de bilan socio conomique D s juin 2003 et pendant le d roulement du march le logiciel TransCAD sans les modules S tra a t diffus dans les CETE A cette occasion plusieurs s ries de formation ont t organis es formation d initiation TransCAD en juin 2003 avec au moins une personne par CETE 15 participants dont 11 des CETE formation sp cifique tudes multimodales avec TransCAD sous forme de 2 sessions en avril et juin 2004 28 participants dont 25 des CETE En parall le des exp rimentations sous TransCAD ont t lanc es dans plusieurs CETE Afin d assurer l appropriation du nouveau logiciel par les utilisateurs d Ariane les CETE ont t sollicit s pour r aliser des tudes d exp rimentations avec le nouveau logiciel De 2007 2009 de nouvelles formations ont t donn es par le S tra apr s une refonte de la documentation Le S tra a publi deux documents qui sont les r f rences de base l utilisation des logiciels e guide d utilisation de TransCAD pour la repr sentation de l offre et de la demande de transport multimodales 16 e guide d utilisation des modules S tra de TransCAD 17 Ces formations ont permis aux nouveaux arrivants dans le RST de se former la mod lisation des trafics avec TransCAD mais aussi de faire des rappels ceux qui n avaient pas mis en pratique les connaissances acquises lors des pr c dentes formations Co
214. types 8 9 et 90 sont communes avec les Autoroutes non conc d es types 13 14 140 e la courbe nomm e BPR 2x2voies correspond aux types de routes 7 2x2 voies carrefour plan dont la vitesse vide est l g rement inf rieure 12 2x2 voies carrefour giratoire 10 2x2 voies route express e la courbe correspondant au type 11 7m d nivel e route express qui n est pas repr sent e se trouve mi chemin entre les courbes des types 7m et 2x2 voies La comparaison des courbes entre les deux logiciels montre que les diff rences sont tr s importantes De fa on g n rale les diff rences entre les courbes pour un m me type de route sont au moins du m me ordre de grandeur que les diff rences entre types l int rieur de chaque outil On remarque dans les graphes pr c dents que les courbes utilis es sous Ariane sont tr s voire trop p nalisantes Par exemple la courbe VL pour une bidirectionnelle de 7 m pr voit une vitesse moyenne annuelle de 40 km h pour un 2 sens de 18 000 v h j C est l une des raisons qui ont amen leur mise jour Le param trage des courbes BPR donne donc des vitesses beaucoup moins p nalisantes que les courbes Ariane C est particuli rement le cas des routes bidirectionnelles On remarque galement que pour les faibles d bits les courbes Ariane rendent compte d une g ne entre les usagers alors que les vitesses BPR sont constantes sur une certaine plage Cela e
215. uement distribu es suivant une loi de Gumbel d cart type 7 160 avec donc une fonction de r partition commune amp lt O 0 577 est la constante d Euler et est le param tre de la distribution Le voyageur potentiel cherche maximiser l utilit qu il retire de son d placement La fr quence de choix du chemin i est gale la probabilit que l utilit U soit maximale soit exp 9V G gt exr V GO Pour deux itin raires donc F F G G P Pr U gt U On retrouve ainsi exactement la m me formulation que la loi d Abraham d o son autre nom de loi logit logarithmique 1 1 3 Interpr tations du param tre de dispersion Le param tre 9 quantifie la pr cision de la perception du temps de parcours par le voyageur plus 0 est grand plus la perception est pr cise et plus le terme d terministe log G domine la partie al atoire amp dans la fonction d utilit U On peut galement interpr ter comme la pr cision de la connaissance de l analyste sur le voyageur ou encore comme la quantit d informations mises la disposition des conducteurs par un syst me de guidage Collection Les rapports S tra 38 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Voici la fonction de r partition obtenue pour diff rente val
216. uence du projet e les co ts d entretien d exploitation et de grosses r parations qui ont diminu de moiti entre les instructions de 1998 et 2004 sauf pour les autoroutes conc d es la diff rence est minime La pollution et l effet de serre sont des avantages non pris en compte dans l instruction de 1998 qui apparaissent en 2004 mais leur influence sur le b n fice actualis est faible de l ordre de 10 au plus Collection Les rapports S tra 104 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Les co ts d entretien et de d pr ciation des v hicules restent globalement stables Dans les faits on constate que les gains de temps repr sentent de 70 90 des avantages actualis s d un projet quelle que soit l instruction utilis e et qu essentiellement leur valorisation influence le b n fice actualis La valorisation actuelle des co ts environnementaux n a pas att nu la part pr pond rante de ces gains Finalement les r sultats bruts de rentabilit calcul s avec l instruction de 1998 et celle de 2004 semblent difficilement comparables compte tenu des forts changements li s l actualisation Si l on corrige l effet de l actualisation en retenant le m me taux pour les deux calculs deux cas se pr sentent les trajets parcourus dans la zone test e ont principalement une distance comprise entre 20 et 50 km et les carts observ s
217. uivant entre une Origine et une Destination avec 3 arcs 1 lt gt 3 D 2 La r partition entre les chemins 13 et 23 est gale F F KG G G G Collection Les rapports S tra 39 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes La r partition entre les arcs 1 et 2 d pend ainsi du g n ralis sur l arc 3 On remarque qu elle est gale 50 ind pendamment des co ts sur 1 et 2 si le co t sur l arc 3 est tr s lev devant ceux de 1 et 2 Afin de pallier ce probl me il est possible dans Ariane de d finir un l ment OP entre les points de choix O et 0 P partir duquel la r partition est calcul e On a alors F G co t moyen est ensuite calcul pour l l ment qui permet de mieux repr senter les comportements lorsqu il y existe une concurrence avec d autres itin raires comme dans le cas suivant 1 3 D La d finition de l l ment OP permet d viter que la proportion de trafic sur l arc 4 ne soit d pendante de chaque alternative possible entre O et P Cependant la d finition des l ments n est pas toujours possible lorsque les chemins possibles sont imbriqu s comme dans l exemple simple ci dessous OU Dans ce cas il est n cessaire de d finir tous les itin raires s par ment en restant en pratique dans une limite de trois itin raires En effet
218. ultat converge relativement rapidement faible variation entre deux it rations partir de l it ration 6 alors que le flux auxiliaire continue osciller de fa on importante On reviendra plus en d tails sur les probl matiques de convergence et des indicateurs de cette convergence au 7 Collection Les rapports S tra 58 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes Plusieurs applications num riques bas es sur l exemple ci dessus ont t men es afin de montrer l impact des diff rentes hypoth ses telles que le niveau de demande ou l cart de co t ici via la longueur entre les deux arcs On obtient ainsi les tats d quilibres suivants Loi d Abraham Prix Temps Part du trafic sur l itin raire 1 le plus court et cart de temps de parcours entre les deux de trafic Ecart de de trafic Ecart de itin raires T1 T2 T1 sur l arc 1 temps de sur l arc 1 temps de le plus court parcours le plus court parcours Ecart de Longueur cart de co t 10 0 9 70 10 4 avec Demande 1000 VL h 1 0 9 0 1 1 T On v rifie avec la croissance de la demande que la prise en compte du principe d quilibrage permet de r duire les carts entre les deux lois d affectation On remarque cependant que l itin raire le plus long peut rester inefficace avec le prix temps lorsque l cart de co t ou de longueur est tr s important
219. un graphe Prix Temps Dans le diagramme suivant chaque itin raire est repr sent par un point T P Repr sentation des itin raires sur le graphe Prix Temps Coupure entre itin raire 3 et itin raire 2 Coupure entre itin raire 1 itin raire 2 P P T a 1 2 L enveloppe convexe des itin raires d termine les itin raires efficaces Temps de parcours Sur ce graphe la pente de la droite passant par deux points repr sentatifs de deux itin raires est gale E TE P gt _ Pente entre itin raire 1 et 2 gt q 2 1 Ainsi on retrouve sur ce graphe la valeur du temps de coupure pour chaque couple d itin raires d finie par l oppos e de la pente de la droite les reliant On peut galement d terminer l ensemble des itin raires efficaces ce sont ceux qui se trouvent sur l enveloppe convexe des itin raires L itin raire en gris qui ne se trouve pas sur l enveloppe convexe est inefficace bien qu il soit plus rapide et plus cher que les itin raires 1 et 2 et moins rapide et moins cher que l itin raire 3 En effet pour qu un itin raire soit efficace il faut qu il ait une de ces valeurs du temps de coupure avec un autre itin raire dans une plage cet autre itin raire est efficace sachant d j que les itin raires aux extr mit s sont efficaces le plus rapide et le moins cher En se d pla ant le long de la fronti re efficace les valeurs du tem
220. ur un itin raire plus les usagers vont se reporter sur les itin raires alternatifs comme le projet tudi par exemple Mais encore plus il y a de pr chargements plus les vitesses en charge sont faibles et plus les gains en temps de parcours li s l am lioration du r seau sont importants Enfin les trafics locaux b n ficient eux aussi des gains en niveau service et viennent ainsi am liorer le bilan socio conomique des projets Ces trois facteurs li s l ajout de pr chargements jouant dans le m me sens au niveau du bilan il est important que l tude de trafic soit transparente sur ce point Pour cela on recommande que toute tude de trafic donne une repr sentation cartographique des volumes de trafics pr charg s sur le r seau Sur ce point on note que les outils de repr sentation cartographique dans TransCAD permettent de r aliser ces cartes tr s simplement Collection Les rapports S tra 20 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 3 Des composantes communes aux mod les d affectation du trafic Afin de comparer les deux outils il est n cessaire d identifier les diff rentes composantes th oriques d un mod le de trafic expos es par Fabien Leurent 8 de la mani re suivante e le processus de s lection des chemins qui tient compte des informations disponibles aux auteurs des d placements e la r gle de r partiti
221. urant a augment Les chiffres retenus dans les instructions sont issus de l observation des budgets programm s sur le r seau Leur estimation est complexe car elle n cessite de trouver une clef de passage entre une nomenclature de programmation et une nomenclature physique des projets De 1998 2004 la connaissance des budgets s est affin e avec notamment une meilleure imputation des d penses de personnels depuis la mise en uvre de la LOLF Loi Organique relative aux Lois de Finances Des volutions dans les techniques d entretien notamment sur les d pendances et la gestion des personnels peuvent galement expliquer les carts Voies Rapides Autoroutes Grandes Liaisons e i la Urbaines non d Am nagement 4 voies 3voies 2voies 2voies chiffres convertis conc d es 9 m ou en euros 2000 2 x 3 voies 2 x 2 voies et voies 2 x 2 voies 3 voies 14 m 10 50 m 7m 6m assimil es Grosses r parations HT 30 31 45 42 41 43 43 43 44 Entretien courant HT 42 27 56 63 52 14 10 63 61 Viabilit hivernale Zone H1 H2 HT 1 1 1 1 71 1 19 71 1 Zone H3 HT 4 4 4 4 42 38 36 42 42 Zone H4 HT 2 2 2 2 1 2 0 1 1 Tableau 15 les co ts d entretien d exploitation et de grosses r parations pour le non conc d dans les instructions de 1998 et 2004 Pour le conc d les carts
222. utils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 5 3 Comparaison de l quilibre entre deux routes 5 3 1 M thodologie Afin de comparer les deux lois d affectation en tenant compte de l quilibre via les courbes temps d bit pour un ensemble plus vaste d hypoth ses il est n cessaire d impl menter un algorithme it ratif Nous avons choisi de le faire dans un tableur ce qui facilite la visualisation des r sultats Le tableur Excel qui a t impl ment calcule la r partition du trafic d une O D entre 2 arcs dont le type est param trable et calcule les temps de parcours en fonction du trafic sur les 2 arcs Une macro permet de calculer le flux r sultat partir de la r partition calcul e et d un r sultat pr c dent selon la m thode MSA Parmi toutes celles qui ont t effectu es nous allons pr senter et analyser quelques applications num riques qui sont repr sentatives de l ensemble des cas possibles 5 3 2 Applications num riques Les graphes en 3 dimensions des pages suivantes sont obtenus en calculant via ce proc d des moyennes successives sur 100 it rations l quilibre entre deux arcs de m me type 3 7m pour la premi re et de types diff rents pour la seconde La longueur de l arc 1 11 est fix e 10 km et on fait varier la longueur de l arc 2 L2 de 4 15 km Le co t et le temps de parcours vide sur l arc 2 varient ainsi en fonction de sa longueur et le
223. ux m thodes d valuation conomique des grands projets d infrastructures de transport Comit des Directeurs Transport son compl ment du 27 mai 2005 12 et sa d clinaison routi re provisoire de mai 2007 13 On d signera l ensemble de ces ouvrages sous le terme instruction de 2004 Chacune de ces instructions pr cise les r gles respecter pour la conduite du calcul socio conomique la mon tarisation des diff rents avantages les dur es de calcul le taux d actualisation ainsi que les indicateurs utiliser pour caract riser les projets dont les grands principes sont pr sent s au chapitre II 4 3 Bilan socio conomique Le module de calcul socio conomique du logiciel de mod lisation Ariane 06 utilisait la m thodologie pr conis e dans l instruction de 1998 En 2006 une version du logiciel nomm e Ariane 07 permettait d int grer les pr conisations de l instruction de 2004 Les modules S tra de TransCAD quant eux effectuent un calcul socio conomique conform ment aux pr conisations de l instruction de 2007 Le passage de Ariane 06 Ariane 07 ou TransCAD pour les tudes d valuation de projet inclut ainsi une volution dans les m thodes de calcul socio conomique Cette volution a engendr des carts entre les rentabilit s calcul es avec les diff rents logiciels et ce toutes choses gales par ailleurs ind pendamment des chiffres de trafic Pour mieux comprendre les impacts du passa
224. xemple l tape de construction de la matrice est r alis e par une personne diff rente de celle qui construit et exploite le mod le Cela constitue une autre difficult pour comparer les temps de travail entre deux tudes Cependant nous pouvons apporter plusieurs l ments de r flexion e le temps de travail n cessaire d pend beaucoup du contexte de d part des objectifs et des d lais impartis e il d pend aussi de l existence de bases de donn es de leur degr de mise jour de l existence d un mod le pr alable sur la m me zone de sa taille de son chelle Finalement il faut retenir que l laboration d un mod le se fait toujours sur une longue p riode de temps Un premier mod le simpliste peut tre utilis dans les premi res phases d tudes d un projet dont les r sultats seront relativement approximatifs L am lioration des bases de donn es la r alisation d enqu tes suppl mentaires et une plus grande pr cision dans le calage du mod le permettent ensuite d obtenir des r sultats avec plus de pr cision et plus de fiabilit en un mot de meilleure qualit Le temps n cessaire pour r aliser une tude est ainsi tr s variable en fonction des travaux men s pour r pondre aux exigences du commanditaire en termes de qualit des r sultats Collection Les rapports S tra 110 126 f vrier 2010 Les outils d valuation des projets routiers D Ariane TransCAD Rapport d tudes 2 B

Les outils d`évaluation des projets routiers – D`Ariane à

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Les outils d`&eacute;valuation des projets routiers &ndash; D`Ariane &agrave;

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Les outils d`évaluation des projets routiers – D`Ariane à