Études de cas pratique

EGC

Planification d’une Nouvelle Ligne de Bus Urbain

Planification d’une Nouvelle Ligne de Bus Urbain

Planification d’une Nouvelle Ligne de Bus Urbain

Comprendre la Planification d'une Ligne de Bus

La planification d'une nouvelle ligne de bus urbain est un processus complexe qui vise à répondre aux besoins de mobilité d'une population tout en optimisant l'utilisation des ressources. Elle implique l'analyse de la demande de transport, la définition du tracé de la ligne, le choix des arrêts, la détermination de la fréquence de service (nombre de bus par heure) et de l'intervalle entre les bus (headway). À partir de ces éléments, on peut calculer le temps de parcours, le temps de cycle (temps total pour un aller-retour incluant les temps de battement aux terminus), et le nombre de véhicules nécessaires pour exploiter la ligne (flotte). Ces calculs sont essentiels pour évaluer la faisabilité technique et économique du projet.

Données de l'étude

Une municipalité envisage de créer une nouvelle ligne de bus pour desservir un quartier en développement.

Caractéristiques de la ligne et de l'exploitation envisagées :

  • Longueur de la ligne (un aller simple) (\(L\)) : \(12 \, \text{km}\)
  • Vitesse commerciale moyenne des bus (\(V_c\)) : \(18 \, \text{km/h}\)
  • Temps de battement (régulation et repos du conducteur) à chaque terminus (\(t_b\)) : \(5 \, \text{minutes}\) par terminus
  • Fréquence de service souhaitée pendant les heures de pointe (\(f\)) : \(6 \, \text{bus/heure}\)
  • Capacité d'un bus (\(C_{\text{bus}}\)) : \(70 \, \text{passagers}\) (assis + debout)
  • Charge maximale observée ou estimée sur le tronçon le plus chargé pendant l'heure de pointe (\(P_{\text{max}}\)) : \(350 \, \text{passagers/heure}\) dans le sens le plus chargé.
Schéma : Ligne de Bus et ses Composantes
Terminus A L = 12 km Bus Terminus B tb tb Planification d'une Ligne de Bus

Schéma illustrant une ligne de bus entre deux terminus, avec sa longueur et les temps de battement.

Questions à traiter

  1. Définir les termes suivants : vitesse commerciale, temps de parcours, temps de cycle, fréquence, et intervalle (headway).
  2. Calculer le temps de parcours pour un aller simple (\(T_p\)) en minutes.
  3. Calculer le temps de cycle total (\(T_c\)) pour un bus (aller-retour incluant les temps de battement aux deux terminus) en minutes.
  4. Calculer l'intervalle (headway, \(H\)) entre deux bus successifs en minutes, basé sur la fréquence souhaitée.
  5. Calculer le nombre de bus (\(N_B\)) nécessaires pour assurer le service avec la fréquence souhaitée.
  6. Calculer la capacité de transport horaire de la ligne (\(C_L\)) dans un sens, basée sur la fréquence et la capacité d'un bus.
  7. Comparer la capacité de transport horaire de la ligne à la charge maximale observée. La capacité est-elle suffisante ? Quelles mesures pourraient être prises si elle ne l'était pas ?

Correction : Planification d’une Nouvelle Ligne de Bus Urbain

Question 1 : Définitions des termes clés

Définitions :
  • Vitesse Commerciale (\(V_c\)) : Vitesse moyenne d'un bus sur sa ligne, incluant les temps d'arrêt aux stations (montée/descente des passagers) et les aléas de la circulation (feux, congestion). Elle est calculée en divisant la longueur de la ligne par le temps de parcours total (arrêts inclus). Unité : km/h.
  • Temps de Parcours (\(T_p\)) : Durée nécessaire à un bus pour effectuer un trajet simple d'un terminus à l'autre, incluant les arrêts intermédiaires. Unité : minutes ou heures.
  • Temps de Cycle (\(T_c\)) : Temps total nécessaire à un bus pour effectuer un aller-retour complet sur la ligne, y compris les temps de parcours dans les deux sens et les temps de battement (régulation, repos du conducteur) aux deux terminus. Unité : minutes ou heures.
  • Fréquence (\(f\)) : Nombre de passages de bus par unité de temps (généralement par heure) à un point donné de la ligne, dans un sens donné. Unité : bus/heure.
  • Intervalle (ou Headway, \(H\)) : Temps écoulé entre le passage de deux bus successifs de la même ligne, au même point et dans la même direction. C'est l'inverse de la fréquence. \(H = 1/f\). Unité : minutes ou secondes.
Résultat Question 1 : Ces termes définissent les aspects clés de l'exploitation d'une ligne de bus : \(V_c\) (vitesse moyenne avec arrêts), \(T_p\) (durée d'un trajet simple), \(T_c\) (durée d'un aller-retour + battements), \(f\) (nombre de bus/heure), \(H\) (temps entre bus).

Question 2 : Temps de parcours pour un aller simple (\(T_p\))

Principe :

Le temps de parcours est la longueur de la ligne divisée par la vitesse commerciale.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ T_p = \frac{L}{V_c} \]
Données spécifiques :
  • Longueur de la ligne \(L = 12 \, \text{km}\)
  • Vitesse commerciale \(V_c = 18 \, \text{km/h}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_p (\text{heures}) &= \frac{12 \, \text{km}}{18 \, \text{km/h}} \\ &= \frac{2}{3} \, \text{heures} \\ &\approx 0.6667 \, \text{heures} \end{aligned} \]

Conversion en minutes :

\[ \begin{aligned} T_p (\text{minutes}) &= \frac{2}{3} \, \text{h} \times 60 \, \text{min/h} \\ &= 40 \, \text{minutes} \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le temps de parcours pour un aller simple est \(T_p = 40 \, \text{minutes}\).

Question 3 : Temps de cycle total (\(T_c\))

Principe :

Le temps de cycle est la somme des temps de parcours aller et retour, plus les temps de battement aux deux terminus.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ T_c = 2 \times T_p + 2 \times t_b \]
Données spécifiques :
  • \(T_p = 40 \, \text{minutes}\)
  • \(t_b = 5 \, \text{minutes}\) (par terminus)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_c &= (2 \times 40 \, \text{min}) + (2 \times 5 \, \text{min}) \\ &= 80 \, \text{min} + 10 \, \text{min} \\ &= 90 \, \text{minutes} \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le temps de cycle total pour un bus est \(T_c = 90 \, \text{minutes}\) (soit 1.5 heures).

Question 4 : Intervalle (Headway, \(H\)) entre les bus

Principe :

L'intervalle (headway) est l'inverse de la fréquence de service. Si la fréquence est donnée en bus/heure, l'intervalle sera en heures/bus, qu'il faudra convertir en minutes.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ H = \frac{1}{f} \]
Données spécifiques :
  • Fréquence \(f = 6 \, \text{bus/heure}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} H (\text{heures/bus}) &= \frac{1}{6 \, \text{bus/heure}} \\ &= \frac{1}{6} \, \text{heures/bus} \end{aligned} \]

Conversion en minutes/bus :

\[ \begin{aligned} H (\text{minutes/bus}) &= \frac{1}{6} \, \text{h/bus} \times 60 \, \text{min/h} \\ &= 10 \, \text{minutes/bus} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : L'intervalle (headway) entre deux bus successifs est \(H = 10 \, \text{minutes}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si la fréquence souhaitée était de 4 bus/heure, quel serait l'intervalle en minutes ?

Question 5 : Nombre de bus (\(N_B\)) nécessaires

Principe :

Le nombre de bus nécessaires pour assurer un service avec un intervalle \(H\) et un temps de cycle \(T_c\) est donné par le rapport \(T_c / H\).

Formule(s) utilisée(s) :
\[N_B = \frac{T_c}{H}\]

Il est important que \(T_c\) et \(H\) soient dans la même unité (par exemple, en minutes).

Données spécifiques :
  • \(T_c = 90 \, \text{minutes}\)
  • \(H = 10 \, \text{minutes/bus}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} N_B &= \frac{90 \, \text{minutes}}{10 \, \text{minutes/bus}} \\ &= 9 \, \text{bus} \end{aligned} \]

Il faut donc 9 bus pour assurer la fréquence souhaitée.

Résultat Question 5 : Le nombre de bus nécessaires pour assurer le service est \(N_B = 9 \, \text{bus}\).

Question 6 : Capacité de transport horaire de la ligne (\(C_L\))

Principe :

La capacité de transport horaire de la ligne dans un sens est le produit de la fréquence de service (nombre de bus par heure dans ce sens) par la capacité d'un bus.

Formule(s) utilisée(s) :
\[C_L = f \times C_{\text{bus}}\]
Données spécifiques :
  • Fréquence \(f = 6 \, \text{bus/heure}\) (dans un sens)
  • Capacité d'un bus \(C_{\text{bus}} = 70 \, \text{passagers/bus}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} C_L &= 6 \, \text{bus/heure} \times 70 \, \text{passagers/bus} \\ &= 420 \, \text{passagers/heure} \end{aligned} \]
Résultat Question 6 : La capacité de transport horaire de la ligne dans un sens est de \(C_L = 420 \, \text{passagers/heure}\).

Question 7 : Comparaison capacité vs charge et discussion

Principe :

On compare la capacité de transport horaire de la ligne (\(C_L\)) à la charge maximale observée ou estimée sur le tronçon le plus chargé (\(P_{\text{max}}\)). Pour un service adéquat, il faut que \(C_L \ge P_{\text{max}}\).

Données spécifiques :
  • Capacité de transport horaire \(C_L = 420 \, \text{passagers/heure}\)
  • Charge maximale estimée \(P_{\text{max}} = 350 \, \text{passagers/heure}\)
Comparaison et Discussion :
\[ 420 \, \text{passagers/heure} \ge 350 \, \text{passagers/heure} \]

La capacité de transport horaire de la ligne (\(420 \, \text{passagers/heure}\)) est supérieure à la charge maximale estimée (\(350 \, \text{passagers/heure}\)).

Conclusion : La capacité de la ligne, avec la fréquence et la capacité des bus données, est suffisante pour accommoder la charge maximale de pointe estimée.

Si la capacité n'était pas suffisante (\(C_L < P_{\text{max}}\)), les mesures suivantes pourraient être prises :

  • Augmenter la fréquence (\(f\)) : Faire passer plus de bus par heure. Cela nécessiterait plus de véhicules (\(N_B\)) et augmenterait les coûts d'exploitation.
  • Utiliser des bus de plus grande capacité (\(C_{\text{bus}}\)) : Par exemple, des bus articulés. Cela peut nécessiter des adaptations des infrastructures d'arrêt.
  • Combinaison des deux : Augmenter légèrement la fréquence et/ou la capacité des bus.
  • Gestion de la demande : Mettre en place des politiques pour étaler la demande de pointe (tarification différenciée, horaires décalés pour les entreprises/écoles), bien que cela soit plus complexe à mettre en œuvre.
  • Optimiser le temps de cycle (\(T_c\)) : Réduire les temps de parcours (voies réservées, priorité aux feux) ou les temps de battement pour potentiellement augmenter la fréquence avec le même nombre de bus, bien que cela ait des limites.
Résultat Question 7 : La capacité de transport horaire de la ligne (\(420 \, \text{passagers/heure}\)) est supérieure à la charge maximale estimée (\(350 \, \text{passagers/heure}\)). La capacité est donc suffisante.

Quiz Intermédiaire 2 : Si la capacité d'un bus était de \(60\) passagers (au lieu de 70) et la fréquence restait de \(6\) bus/heure, la capacité de la ligne serait de :

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

8. Le temps de cycle (\(T_c\)) d'une ligne de bus inclut :

9. Si l'intervalle (headway) entre les bus diminue, la fréquence de service :

10. Pour augmenter la capacité de transport d'une ligne de bus sans changer la taille des bus, il faut :

Glossaire

Vitesse Commerciale (\(V_c\))
Vitesse moyenne d'un véhicule de transport public sur une ligne, incluant les temps d'arrêt aux stations et les aléas de circulation.
Temps de Parcours (\(T_p\))
Durée d'un trajet simple d'un terminus à l'autre.
Temps de Battement (\(t_b\))
Temps alloué à un véhicule à un terminus pour la régulation du service et le repos du conducteur avant de repartir.
Temps de Cycle (\(T_c\))
Temps total pour un aller-retour complet d'un véhicule sur une ligne, incluant les temps de parcours et les temps de battement. \(T_c = 2 T_p + 2 t_b\).
Fréquence (\(f\))
Nombre de véhicules passant par un point donné par unité de temps (ex: bus/heure).
Intervalle (Headway, \(H\))
Temps écoulé entre le passage de deux véhicules successifs de la même ligne. \(H = 1/f\).
Flotte de Véhicules (\(N_B\))
Nombre total de véhicules nécessaires pour assurer le service sur une ligne avec une fréquence donnée. \(N_B = T_c / H\).
Capacité de Transport Horaire (\(C_L\))
Nombre maximal de passagers qu'une ligne de transport peut transporter par heure dans un sens donné. \(C_L = f \times C_{\text{véhicule}}\).
Planification d’une Nouvelle Ligne de Bus Urbain - Exercice d'Application

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