Objectifs de la modélisation du trafic et principe de la congestion
Modélisation dynamique des congestions routières

L'exploitation du trafic tend à devenir une technique d'amélioration du fonctionnement des infrastructures routières plus fréquemment envisagée que par le passé. D'une part, les coûts économiques, environnementaux et sociaux que les constructions de nouvelles voiries peuvent engendrer sont tels que la gestion de l'écoulement routier est dorénavant une solution à privilégier. D'autre part, si pendant des années l'apport opérationnel de la théorie du trafic était limité par le manque de données de trafic, les progrès récents combinés à l'essor des systèmes de mesure font que le contrôle des flux en temps réel est maintenant devenu une réalité. Il permet d’influencer la dynamique de l'écoulement, dont le phénomène de congestion est le plus bel exemple, et d’envisager de nouvelles solutions de régulation du trafic ou des aménagements innovants.

Même si la régulation du trafic routier n’est pas la seule solution pour réduire les problèmes de congestion, elle est certainement la plus importante, la moins coûteuse et la plus prometteuse parmi les outils à disposition. Derrière cette notion se rangent les dispositifs cherchant à modifier soit l’offre de transport, soit la demande en déplacement. L’objectif est de mieux faire correspondre ces deux dernières que ce soit dans le temps ou dans l’espace. En effet, lorsque la demande (le nombre véhicules en circulation) excède l’offre (le nombre maximal de véhicules pouvant s’écouler sur la voirie), on observe l’apparition du phénomène de congestion. Les congestions naissent donc aux lieux où l’offre du réseau est insuffisante pour écouler la demande. Elles peuvent être localisées dans l’espace et dans le temps (périodes de pointes, incidents, etc.). L’objectif de la régulation du trafic est alors d’adapter la demande de trafic et l’offre de voirie (capacité) de manière à améliorer l’usage du système de transport. La régulation du trafic s’applique autant au contrôle des flux qu’à l’information des usagers.

Classiquement, les mesures de régulation du trafic sont le contrôle d’accès à une infrastructure, la régulation dynamique de la vitesse autorisée et la diffusion d’information en temps réel aux usagers. Ces mesures ont été initialement déployées pour accroître l’efficacité et la fiabilité du système de transport mais aussi pour améliorer la sécurité routière comme par exemple l’information d’un bouchon en aval par des véhicules de services sur les autoroutes et périphériques.

Les bénéfices de la régulation du trafic continuent d’être mal connus. En effet, pour ce faire, il est nécessaire d’être capable d’évaluer les bénéfices du déploiement combinés de plusieurs mesures. C’est une tâche ardue mais la communauté scientifique est persuadée que la régulation du trafic a des effets positifs. Par exemple, l’institut d’analyse du trafic des Pays-Bas estime que la régulation du trafic a permis de réduire le temps perdu en congestion de 14 % entre 2000 et 2010. Par ailleurs, le contrôle des flux pousse les différents acteurs comme les collectivités locales, les gestionnaires de transports en commun et le secteur privé à agir de manière coordonnée ainsi qu’à coopérer pour finalement améliorer collectivement la situation. Cela est rendu de plus en plus facile grâce aux progrès technologiques. Ces différentes raisons laissent donc à penser que la régulation du trafic doit être développée à grande échelle.

L’essor de ces nouvelles solutions de gestion du trafic a renforcé le besoin d’outils d’aide à la décision de la part des gestionnaires de voiries (par exemple les collectivités locales ou les sociétés d’autoroutes). Il est maintenant devenu inenvisageable de tester une stratégie sans avoir auparavant analyser, évaluer et optimiser ses impacts sur le fonctionnement du système de transport. Cette phase d’évaluation ex ante des projets d’aménagements routiers est donc indispensable. Elle permet à la fois de tester des dispositifs de régulation du trafic (contrôleur de feux en milieu urbain, régulation dynamique de la vitesse autorisée sur autoroute, etc.) mais aussi d’optimiser les aménagements existants ou à venir. C’est dans le cadre du développement de ces outils d’aide à la décision que la modélisation du trafic prend tout son sens.