Le choix d'un système de transport durable

365 Pages·2017·6.88 MB·French

Le choix d’un système de transport durable: analyse
comparative des systèmes de transport guidé de surface
Jeong-Hwa An
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Jeong-Hwa An. Le choix d’un système de transport durable: analyse comparative des systèmes de
transport guidé de surface. Economies et finances. Université Paris-Est, 2011. Français. ￿NNT:
2011PEST1133￿. ￿pastel-00834819￿
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Thèse de doctorat de l’Université Paris-Est

École doctorale VTT

Laboratoire : GRETTIA et LTN (IFSTTAR)

Spécialité : Transport

Le choix d’un système de transport durable :
analyse comparative des systèmes de
transport guidé de surface

présentée et soutenue publiquement par
Jeong-hwa AN

le 11 avril 2011

Membres du jury :
François Badin directeur de recherche de l’IFP, rapporteur
Pierre Zembri professeur à l’Université de Cergy-Pontoise, rapporteur
E. Dupont Kerlan CGEDD, Collège de recherche et technologie, examinateur
Patrice Aknin directeur de recherche de l’IFSTTAR, examinateur
Francis Kühn expert auprès de CERTIFER, examinateur
J. Laterrasse professeur à l’Université Paris-Est, directeur de thèse
G. Coquery directeur de recherche à l’IFSTTAR, directeur de thèse

Remerciements

Je voudrais exprimer toute ma gratitude à mes directeurs de thèse, Monsieur Gérard
Coquery et Monsieur Jean Laterrasse, d’avoir accepté de diriger ma thèse après m’avoir
orienté sur un sujet intéressant et d’actualité en me consacrant une partie de leur temps
pour me rappeler la rigueur scientifique et m’assister de leurs précieux conseils qui ont
fait progresser cette thèse.
J’associe tout particulièrement à ces remerciements Monsieur Francis Kühn pour
m’avoir encadré et guidé tout au long de ces années vers le monde des transports en me
prodiguant ses conseils constructifs, pour sa connaissance des systèmes de transport
guidés et aussi pour sa grande disponibilité et sa patience à corriger mes erreurs.
Mes remerciements très sincères à Monsieur François Badin et Monsieur Pierre Zembri
qui ont accepté d’être rapporteurs en vue de la soutenance de ma thèse pour leurs
remarques constructives et leurs conseils judicieux sur le manuscrit, et aussi pour avoir
bien voulu fournir leur rapport dans des délais très contraints.
J’aimerais également remercier Madame Élisabeth Dupont Kerlan qui a accepté de
participer au jury et d’y apporter la vision et l’expertise des services de l’Etat.
Ma gratitude va aussi à Monsieur Patrice Aknin, également membre du jury, ainsi qu’à
l’ensemble des membres du GRETTIA (anciennement LTN de l’INRETS) qui m'ont
aidé lors de la réalisation de cette thèse et m’ont soutenu au quotidien, à tous les
collègues de l’IFSTTAR, et en particulier, à M. Carlos De-Melo du service de
reprographie.
Je remercie également toutes les personnes qui m’ont consacré leurs temps lors de mes
différentes visites de réseaux de transport urbain, des AOT et du GART, qui m’ont
fourni des informations et des données sur leurs réseaux de transport sans lesquelles je
n’aurais pas pu réaliser ma thèse. J’ai pu apprécier la pertinence de leurs réponses et
l’intérêt des réflexions dont ils ont bien voulu me faire part.
Je remercie en particulier M. Pierre Debano expert des systèmes de transport urbain qui
m’a aidé dans la complétude des données de coût d’exploitation des différents systèmes
de transport étudiés, M. Sylvain Zalkind, Président du COPEF qui a organisé plusieurs
visites de réseaux de transport urbain en Allemagne auxquelles j’ai participé, Mme
Odile Heddebaut, chargée de recherche au DEST et François Rambaud du CERTU qui
m’ont invité à participer au projet COST relatif au projets en cours de BHNS. Ces
contacts et ces rencontres m’ont beaucoup appris sur les enjeux du transport et m’ont
donné l’envie de me lancer définitivement dans la recherche sur les transports.
Pour terminer, je remercie ma famille qui est ma raison de vivre, plus particulièrement
mon épouse Dae-Young.

iii

Résumé

Le choix d'un système de transport guidé de surface exploité en site propre (TCSP) est
un travail complexe et difficile. Les différents systèmes peuvent sembler offrir des
services équivalents pour les utilisateurs tandis que manquent souvent les informations
nécessaires pour mieux distinguer les différences entre tel ou tel système.
L’objectif de cette recherche vise, au-delà d’une présentation des différents systèmes
guidés de surface qui structurent les réseaux de transport public en France, à procéder à
une analyse comparative afin de mieux guider les choix des collectivités territoriales,
dans le contexte des efforts qu’elles conduisent pour promouvoir des transports urbains
répondant aux enjeux du développement durable. Les avantages et points faibles de
chaque système est analysé et présenté de manière désagrégé. De manière
complémentaire, est proposée et discutée une méthode multicritère ELECTRE III
permettant d’agréger les résultats obtenus et de proposer le (ou les) système(s) le(s)
mieux adapté(s) à différents contextes d’exploitation.
Le résultat principal met en évidence le fait que le tramway moderne sur fer occupe une
place privilégiée dans la majorité des scenarii. Cependant, le CIVIS, le Translohr, TVR
et même le trolleybus ont leur place selon le contexte d’exploitation, dès lors en
particulier que sont pris en compte les coûts d’infrastructure et d'exploitation associés.
Les résultats de cette recherche nous encouragent en outre à recommander, chaque fois
qu’il y a un projet de système de transport de surface, de passer en revue la gamme des
systèmes et d’effectuer l’analyse comparative avec les différentes contraintes du lieu et
du moment, en y intégrant une vision de moyen et long terme et les effets prévisibles
sur l’aménagement urbain.

Mots-clés : analyse comparative, transport en commun en site propre (TCSP), système
de transport guidé de surface, ELECTRE, coût d’infrastructure, coût d'exploitation,
tramway moderne sur fer, Translohr, TVR, CIVIS, trolleybus, autobus

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Abstract

The choice of a guided surface transit system operated on separated RoW is a complex
and difficult task. Even if different transit systems could provide equivalent services to
users, we often lack the necessary information to better distinguish among different
systems.
Beyond giving a presentation of different surface guided systems structuring the public
transport networks in France, the aim of this research is to conduct a comparative
analysis in order to better guide decisions of local authorities in their efforts to promote
urban transport that meets the challenges of sustainable development. The advantages
and the drawbacks of each system are analyzed and presented in a disaggregated way.
In addition, a multicriteria method ELECTRE III is proposed and discussed for
aggregating the results and proposing system(s) best suited for different operating
conditions.
The main result shows that the modern tramway on rail occupies a privileged place in
most scenarios. However, the CIVIS, Translohr, TVR and even trolleybuses have their
places with respect to operating conditions, given that the related infrastructure and
operating costs are taken into account.
The results of this research therefore encourage us to recommend, every time we
propose a surface transit system, to review the whole range of systems and to do the
comparative analysis with different context and time constraints integrating mid-term
and long-term visions and predictable effects on the urban requalification.

Keywords: comparative analysis, public transit system on separated Right-of-Way,
guided surface transit system, ELECTRE, capital and operating costs, modern tramway
(Light Rail Transit), Translohr, TVR, CIVIS, trolleybus, bus

vii

Sommaire

INTRODUCTION ............................................................................................................................ 21
CHAPITRE I : ENJEUX ACTUELS DU TRANSPORT ET LES PROBLEMES LIES A SON
EVALUATION ................................................................................................................................. 31
1. DEFINITION DES TERMES DU TRANSPORT ................................................................................... 31
1.1. HISTOIRE DU TRANSPORT EN COMMUN ................................................................................................. 31
1.2. TRANSPORTS EN COMMUN EN SITE PROPRE (TCSP) ............................................................................... 32
2. L’EMERGENCE DU CONCEPT DE DEVELOPPEMENT DURABLE ...................................................... 36
3. ENJEUX ACTUEL DU TRANSPORT : LE TRANSPORT « DURABLE » .............................................. 37
4. ÉVALUATION ET CHOIX DES SYSTEMES DE TRANSPORT .............................................................. 40
4.1. ANALYSE COUTS/AVANTAGES ............................................................................................................. 41
4.1.1. Principes de l’analyse coûts/avantages ..................................................................................... 41
4.1.2. Critiques de l’analyse coûts/avantages ..................................................................................... 42
4.2. RECOMMANDATION DU CERTU POUR LE CHOIX DU TCSP ......................................................................... 45
4.2.1. Problèmes liés à la recommandation du Certu ........................................................................... 46
4.3. DEMARCHE PROPOSEE ..................................................................................................................... 47
CHAPITRE II : METHODES D’ANALYSE MULTICRITERE ...................................................... 51
1. METHODES DE CHOIX ................................................................................................................. 51
1.1. METHODES BASIQUES (ELEMENTAIRES) ................................................................................................ 51
1.1.1. Méthode catégorique (Timmermans 1986) ................................................................................ 51
1.1.2. Méthode de la somme pondérée (Timmermans 1986) ................................................................ 52
1.1.3. Méthode du « Maxmin » (Guitouni et Martel 1998) ..................................................................... 52
1.2. METHODES D’OPTIMISATION MATHEMATIQUE MULTICRITERE ..................................................................... 53
1.2.1. Goal programming .................................................................................................................. 53
1.2.2. Méthode du critère global (Vincke 1989) ................................................................................... 54
1.2.3. Méthode ε-Contrainte (Festa, Grandinetti et al. 2010) ................................................................ 54
1.2.4. Programmation mathématique à objectifs multiples (Zopounidis et Pardalos 2010) ....................... 55
1.3. METHODE D’ANALYSE MULTICRITERE : LES METHODES D'AIDE A LA DECISION MULTICRITERE .......................... 55
1.3.1. Rappels ................................................................................................................................. 56
1.3.2. Méthode d'agrégation complète : approche du critère unique de synthèse ................................... 57
1.3.2.1. TOPSIS : Technique for Order by Similarity to Ideal Solution (Hwang et Yoon 1981) .............................. 57
1.3.2.2. SMART : Simple Multi-Attribute Rating technique (Edwards 1971) ....................................................... 58
1.3.2.3. MAVT : Multiple Attribute Value Theory (Keeney et Raifa 1976) ........................................................... 58
1.3.2.4. MAUT : Multiple Attribute Utility Theory (Keeney et Raifa 1976) ........................................................... 59
1.3.2.5. UTA : Utility Theory Additive (Jacquet-Lagreze, Meziani et al. 1987) .................................................... 60
1.3.2.6. AHP : Analytic Hierarchy Process (Saaty 1980) .................................................................................. 62
1.3.3. Méthode d'agrégation partielle: approche de surclassement de synthèse ..................................... 63
1.3.3.1. PROMETHEE (Brans, Vincke et al. 1986) .......................................................................................... 63
1.3.3.2. ELECTRE (Roy 1985) ..................................................................................................................... 65
2. CHOIX D’UNE METHODE ELECTRE ............................................................................................... 75
2.1. COMMENT EFFECTUER UN CHOIX ? ...................................................................................................... 75
2.2. LIMITE D’UNE APPROCHE TRADITIONNELLE POUR LE CHOIX DU TRANSPORT GUIDE DE SURFACE ....................... 75
2.3. AVANTAGES DES METHODES MULTICRITERES ......................................................................................... 75
2.4. METHODE RETENUE : ELECTRE ........................................................................................................ 76
CHAPITRE III : DESCRIPTION DES SYSTEMES DE TCSP ETUDIES .................................... 81
1. PETITE HISTOIRE DES TRANSPORTS URBAINS ............................................................................ 81
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