Études de cas pratique

EGC

Planification des Transports Urbains

Planification des Transports Urbains

Planification des Transports Urbains : Demande et Offre

Comprendre la Planification des Transports Urbains

La planification des transports urbains vise à organiser et à développer les systèmes de transport pour répondre de manière efficace, équitable et durable aux besoins de mobilité des citadins. Cela implique une analyse de la demande de déplacements (nombre de voyages, motifs, modes utilisés), la conception de l'offre de transport (infrastructures, services), et l'évaluation des impacts socio-économiques et environnementaux. Un aspect clé est l'estimation de la demande future pour dimensionner correctement les infrastructures et les services, comme une nouvelle ligne de transport en commun.

Données de l'étude

Une ville planifie la création d'une nouvelle ligne de tramway pour améliorer la desserte d'un corridor Est-Ouest. On dispose des données suivantes :

Données Démographiques et de Mobilité Actuelles (Année 0) :

  • Population dans la zone d'influence directe du corridor : \(P_0 = 150\,000 \, \text{habitants}\)
  • Taux de génération de déplacements quotidiens par habitant : \(2.8 \, \text{déplacements/habitant/jour}\)
  • Part modale actuelle des transports en commun (TC) dans le corridor : \(15\%\)

Projections et Objectifs (pour l'année de référence N = 10 ans) :

  • Taux de croissance annuel moyen de la population dans la zone : \(1.5\%\) par an
  • Taux de génération de déplacements (supposé stable) : \(2.8 \, \text{déplacements/habitant/jour}\)
  • Objectif de part modale pour les TC avec la nouvelle ligne de tramway : \(25\%\)
  • Capacité d'une rame de tramway : \(280 \, \text{places}\)
  • Charge de pointe souhaitée par rame (taux d'occupation) : \(80\%\) de la capacité nominale
Schéma : Corridor de Transport Urbain
Zone d'Influence du Corridor Nouvelle Ligne de Tramway Habitat Activités Autres Zones Desservies Planification des Transports Urbains

Illustration simplifiée d'un corridor de transport urbain et des zones desservies.

Questions à traiter

  1. Définir les concepts de "génération de déplacements", "distribution des déplacements", "choix modal (modal split)", et "affectation de trafic" dans le modèle classique de planification des transports à quatre étapes.
  2. Calculer le nombre total de déplacements quotidiens générés actuellement (Année 0) dans la zone d'influence.
  3. Estimer la population dans la zone d'influence à l'année de référence N=10 ans.
  4. Estimer le nombre total de déplacements quotidiens générés à l'année N=10 ans.
  5. Calculer le nombre de déplacements quotidiens qui seraient effectués en transports en commun (TC) à l'année N=10 ans si l'objectif de part modale est atteint.
  6. Calculer la charge maximale de passagers par heure (\(PPHPD\)) à transporter par le tramway dans le sens le plus chargé pendant l'heure de pointe, en supposant que 15% des déplacements TC journaliers se font pendant l'heure de pointe et que le trafic est réparti à 60% dans le sens le plus chargé.
  7. Déterminer la fréquence minimale de rames de tramway (rames/heure) nécessaire pour accommoder cette charge de pointe, en respectant le taux d'occupation souhaité par rame.

Correction : Planification des Transports Urbains

Question 1 : Modèle de planification à quatre étapes

Définitions :

Le modèle classique de planification des transports à quatre étapes est une approche séquentielle pour prévoir la demande de transport future. Les étapes sont :

  • 1. Génération de déplacements (Trip Generation) : Cette étape vise à estimer le nombre total de déplacements produits par (origines) et attirés vers (destinations) chaque zone d'une région d'étude, pour une période donnée (ex: jour ouvrable type). Elle se base sur des caractéristiques socio-économiques des zones (population, emplois, nombre de ménages, possession de véhicules, etc.) et des taux de génération de déplacements.
  • 2. Distribution des déplacements (Trip Distribution) : Une fois le nombre total d'origines et de destinations connu pour chaque zone, cette étape répartit ces déplacements entre les différentes paires de zones origine-destination (O-D). Elle utilise souvent des modèles gravitaires ou des modèles d'opportunité, qui supposent que le nombre de déplacements entre deux zones est proportionnel à leur "attractivité" et inversement proportionnel à une mesure de la "distance" ou de l'impédance du voyage entre elles.
  • 3. Choix Modal (Modal Split / Mode Choice) : Cette étape répartit les déplacements entre les différents modes de transport disponibles (voiture particulière, transport en commun, marche, vélo, etc.) pour chaque paire O-D. Le choix modal est influencé par les caractéristiques des modes (temps de parcours, coût, confort, fiabilité), les caractéristiques des usagers (revenu, possession de voiture, âge), et les caractéristiques du déplacement (motif, distance).
  • 4. Affectation de trafic (Trip Assignment / Route Assignment) : Une fois les déplacements répartis par mode, cette étape assigne ces déplacements à des itinéraires spécifiques sur le réseau de transport correspondant (réseau routier pour les voitures, réseau de TC pour les bus/trams/métros). Elle permet d'estimer les volumes de trafic sur chaque lien du réseau et d'évaluer les niveaux de congestion.
Résultat Question 1 : Les quatre étapes sont : 1. Génération (combien de voyages), 2. Distribution (d'où à où), 3. Choix Modal (par quel mode), 4. Affectation (par quel itinéraire).

Question 2 : Nombre total de déplacements quotidiens actuels (Année 0)

Principe :

Le nombre total de déplacements est le produit de la population par le taux de génération de déplacements.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ D_{\text{tot},0} = P_0 \times \text{Taux Génération} \]
Données spécifiques :
  • Population \(P_0 = 150\,000 \, \text{habitants}\)
  • Taux de génération = \(2.8 \, \text{déplacements/habitant/jour}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} D_{\text{tot},0} &= 150\,000 \, \text{hab} \times 2.8 \, \text{dépl./hab/jour} \\ &= 420\,000 \, \text{déplacements/jour} \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le nombre total de déplacements quotidiens générés actuellement est de \(420\,000\).

Question 3 : Population à l'année N=10 ans

Principe :

On calcule la population future en appliquant un taux de croissance annuel moyen sur la période donnée.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ P_N = P_0 \times (1 + i)^N \]

Où \(i\) est le taux de croissance annuel et \(N\) le nombre d'années.

Données spécifiques :
  • \(P_0 = 150\,000 \, \text{habitants}\)
  • Taux de croissance \(i = 1.5\% = 0.015\)
  • Nombre d'années \(N = 10 \, \text{ans}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} P_{10} &= 150\,000 \times (1 + 0.015)^{10} \\ &= 150\,000 \times (1.015)^{10} \\ &\text{avec } (1.015)^{10} \approx 1.1605408 \\ &\approx 150\,000 \times 1.1605408 \\ &\approx 174\,081.12 \, \text{habitants} \end{aligned} \]

On arrondira à \(174\,081\) habitants.

Résultat Question 3 : La population estimée à l'année N=10 ans est d'environ \(174\,081 \, \text{habitants}\).

Question 4 : Nombre total de déplacements quotidiens à N=10 ans

Principe :

On utilise la population future et le taux de génération de déplacements (supposé stable).

Formule(s) utilisée(s) :
\[ D_{\text{tot},N} = P_N \times \text{Taux Génération} \]
Données spécifiques :
  • \(P_{10} \approx 174\,081 \, \text{habitants}\)
  • Taux de génération = \(2.8 \, \text{déplacements/habitant/jour}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} D_{\text{tot},10} &\approx 174\,081 \times 2.8 \\ &\approx 487\,426.8 \, \text{déplacements/jour} \end{aligned} \]

On arrondira à \(487\,427\) déplacements/jour.

Résultat Question 4 : Le nombre total de déplacements quotidiens générés à N=10 ans est d'environ \(487\,427\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si le taux de génération de déplacements diminuait à 2.5 déplacements/habitant/jour à N=10 ans (avec \(P_{10} \approx 174081\)), le nombre total de déplacements :

Question 5 : Nombre de déplacements quotidiens en TC à N=10 ans

Principe :

On applique l'objectif de part modale pour les TC au nombre total de déplacements futurs.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ D_{\text{TC},N} = D_{\text{tot},N} \times \text{Part Modale TC}_{\text{objectif}} \]
Données spécifiques :
  • \(D_{\text{tot},10} \approx 487\,427 \, \text{déplacements/jour}\)
  • Part modale TC objectif = \(25\% = 0.25\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} D_{\text{TC},10} &\approx 487\,427 \times 0.25 \\ &\approx 121\,856.75 \, \text{déplacements TC/jour} \end{aligned} \]

On arrondira à \(121\,857\) déplacements TC/jour.

Résultat Question 5 : Le nombre de déplacements quotidiens en transports en commun à N=10 ans serait d'environ \(121\,857\).

Question 6 : Charge maximale de passagers par heure (PPHPD) pour le tramway

Principe :

On estime la fraction des déplacements TC journaliers qui se produit pendant l'heure de pointe, puis on applique le coefficient de répartition directionnelle pour obtenir la charge dans le sens le plus chargé.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ \text{PPHPD} = D_{\text{TC},N} \times \text{Facteur Heure Pointe} \times \text{Facteur Directionnel} \]
Données spécifiques :
  • \(D_{\text{TC},10} \approx 121\,857 \, \text{déplacements TC/jour}\)
  • Facteur Heure Pointe = \(15\% = 0.15\)
  • Facteur Directionnel (sens le plus chargé) = \(60\% = 0.60\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Déplacements TC heure de pointe (total deux sens)} &\approx 121\,857 \times 0.15 \\ &\approx 18278.55 \, \text{passagers/heure de pointe} \\ \text{PPHPD (sens chargé)} &\approx 18278.55 \times 0.60 \\ &\approx 10967.13 \, \text{passagers/heure} \end{aligned} \]

On arrondira à \(10967\) passagers/heure.

Résultat Question 6 : La charge maximale de passagers par heure dans le sens le plus chargé (PPHPD) pour le tramway est d'environ \(10967 \, \text{passagers/heure}\).

Question 7 : Fréquence minimale de rames de tramway

Principe :

La fréquence nécessaire est le rapport entre la demande de pointe horaire (PPHPD) et la capacité utile d'une rame (capacité nominale × taux d'occupation souhaité).

Formule(s) utilisée(s) :
\[ \text{Capacité Utile Rame} = C_{\text{rame}} \times \text{Taux Occupation} \]
\[ f_{\text{min}} = \frac{\text{PPHPD}}{\text{Capacité Utile Rame}} \]
Données spécifiques :
  • PPHPD \(\approx 10967 \, \text{passagers/heure}\)
  • \(C_{\text{rame}} = 280 \, \text{places/rame}\)
  • Taux d'occupation souhaité = \(80\% = 0.80\)
Calcul :

Capacité utile d'une rame :

\[ \begin{aligned} \text{Capacité Utile Rame} &= 280 \times 0.80 \\ &= 224 \, \text{passagers/rame} \end{aligned} \]

Fréquence minimale nécessaire :

\[ \begin{aligned} f_{\text{min}} &= \frac{10967 \, \text{passagers/heure}}{224 \, \text{passagers/rame}} \\ &\approx 48.9598 \, \text{rames/heure} \end{aligned} \]

Puisqu'on ne peut pas avoir une fraction de rame, il faudrait arrondir au nombre entier supérieur pour assurer le service, soit \(49 \, \text{rames/heure}\).

Résultat Question 7 : La fréquence minimale de rames de tramway nécessaire pour accommoder la charge de pointe est d'environ \(49 \, \text{rames/heure}\) (en arrondissant au supérieur).

Quiz Intermédiaire 2 : Si la capacité nominale d'une rame était de \(300\) places (au lieu de 280), avec le même taux d'occupation et la même PPHPD, la fréquence minimale nécessaire :

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

8. La "distribution des déplacements" dans le modèle à quatre étapes vise à déterminer :

9. Un objectif de part modale plus élevé pour les transports en commun signifie que l'on s'attend à :

10. La capacité de transport d'une ligne de tramway est directement proportionnelle à :

Glossaire

Planification des Transports Urbains
Processus d'analyse, de conception et de mise en œuvre de stratégies et d'infrastructures pour répondre aux besoins de mobilité en milieu urbain.
Génération de Déplacements
Première étape du modèle de planification, estimant le nombre de voyages partant (origines) ou arrivant (destinations) dans une zone.
Part Modale (Modal Split)
Répartition en pourcentage des déplacements entre les différents modes de transport disponibles (voiture, TC, marche, vélo, etc.).
Dotation en Déplacements
Nombre moyen de déplacements effectués par personne par jour.
Coefficient de Pointe (Journalier/Horaire)
Facteur utilisé pour estimer la demande maximale par rapport à la demande moyenne.
PPHPD (Passagers Par Heure Par Direction)
Mesure de la demande de transport en commun sur le tronçon le plus chargé d'une ligne, dans le sens le plus chargé, pendant l'heure de pointe.
Fréquence (Transport en Commun)
Nombre de véhicules (bus, trams, trains) passant par un point par unité de temps (généralement par heure).
Capacité d'une Rame/Véhicule
Nombre maximal de passagers qu'une rame ou un véhicule peut transporter.
Taux d'Occupation
Pourcentage de la capacité nominale d'un véhicule qui est effectivement utilisé ou visé en période de pointe.
Planification des Transports Urbains - Exercice d'Application

D’autres exercices d’ingénierie de transport :

0 commentaires
Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *