Modèles. Matisse : un outil multimodal pour la prévision voyageurs.

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Calzada (C), Marchal (P). http://temis.documentation.developpement-durable.gouv.fr/document.xsp?id=Temis-0024997

Publié le : jeudi 5 décembre 2013
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MODÈLES
MATISSE i UN OUTIL MULTIMODAL
Christian CALZADA,
Philippe MARCHAI (INRETS/DEST)
Le modèle BATISSE est un modèle opérationnel de prévision de trafics
interrégionaux à longue distance de voyageurs en Europe.
Comprendre L'objectif principal du modèle MATISSE (Modèle d'Analyse du Transport Inter-
et prévoir régional pour des Scénarios de Services en Europe) est d'analyser, à moyen et
long termes, différentes variantes de réseaux de transport à longue distance enla mobilité
Europe (trajets effectués par des voyageurs à plus de 50 km à vol d'oiseau).à longue distance
Le modèle permet d'analyser les répercussions sur la demande multimodale de
l'évolution du contexte socio-économique et de l'offre de transport sous diverses
formes :
projet d'infrastructure, par exemple création d'une ligne ferroviaire à grande
vitesse ou la construction d'une autoroute;
mesures liées à la tarification (autoroutière, ferroviaire ou aérienne);
modification du prix du carburant;
mesures liées à l'exploitation (augmentation du nombre des dessertes
ferroviaires ou aériennes sur certaines relations, etc.).
L'outil mis en place a été ainsi appliqué à l'étude des schémas directeurs
d'infrastructures de transports.
Pour pouvoir tester des scénarios d'offres nouvelles futures, il s'avère néces-Décrire finement
saire de disposer d'une description de la demande et de l'offre de transport aule réel
niveau le plus désagrégé possible et de valider les valeurs des paramètres et les
formes des fonctions retenues dans le modèle à partir des résultats de trafic
connu (voir architecture du modèle).
Ainsi le trafic effectué fait l'objet d'une désagrégation spatiale sous forme de flux
origine-destination, afin de mieux prendre en compte la localisation géographi-
que des aménagements des réseaux.
Le zonage actuel comprend 92 zones en France et 137 pour les pays étrangers.
Les trajets considérés ici sont caractérisés non seulement par leur origine et leur
destination mais également par leur motif (privé ou professionnel) et d'autres
critères qui sont principalement : la valeur du temps, les temps terminaux, le
moment souhaité du trajet, la fréquence de voyage, la durée du voyage, la taille
du groupe en voyage, l'attirance de la voiture particulière... etc.
Une logique La solution retenue dans MATISSE vise à reproduire, dans un modèle unique et
de façon entièrement liée, l'effet de l'évolution du contexte socio-économique etfoncièrement
de tous les aspects de l'offre de transport y compris au plan spatial, cecimultimodale
contrairement à d'autres types de modélisation : modèles de projection
unimodaux ou modèles séquentiels. Cette approche permet notamment d'obte-
nir des élasticités au contexte socio-économique et à l'offre de transport
cohérentes pour chacun des moyens de transport ainsi que l'estimation de
l'induction de trafic total provenant de l'amélioration de l'offre.
* II a été développé par l'INRETS et fait l'objet d'une collaboration entre le Service Economique et Statistique
de la DAEI et le DEST de l'INRETS, dans le cadre d'études multimodales réalisées pour le compte du
Syîithfese. Septembreiââ6 Ministère des Transports.MODÈLES
Le modèle, notamment en raison d'un niveau fin de désagrégation spatiale deLes sorties
l'offre, fournit pour chacune des différentes situations d'offre, un certain nombredu modèle
d'éléments :
des matrices de flux (voyageurs, voyageurs x km, véhicules et véhicules x
km), par motif et par moyen de transport, pour les trajets domestiques et
internationaux (tableaux n° 1 et 2, graphique n° 1),
les élasticités de long terme aux prix de transport correspondantes,
les contributions des différents facteurs à la croissance du trafic par moyen
de transport (voiture particulière, train et avion), contributions qui nous rensei-
gnent sur la sensibilité de chaque mode à tel ou tel autre facteur. Ainsi la
croissance du trafic en voiture particulière et en avion est due avant tout à
l'évolution du contexte socio-économique alors que c'est l'aménagement des
dessertes ferroviaires (et principalement la mise en service des TGV) qui est
responsable de la croissance ferroviaire (graphique n° 2),
les recettes globales par réseau,
les cartes de charges des réseaux.
A titre d'illustration, les graphiques n° 3 et 4 présentent les résultats obtenus par
le modèle quand on compare la situation d'offre réelle avec TGV de l'année 1984
pour le Sud-Est (resp. 1992 pour l'Atlantique) à la situation qui résulterait du
remplacement de l'offre ferroviaire réelle par celle existant avant TGV (c.a.d.
l'offre 1980 pour le Sud-Est et celle de 1989 pour l'Atlantique). Ainsi la mise en
service du TGV Sud-Est (resp. Atlantique) serait responsable d'une baisse de
639 milliers de voyageurs (resp. 559) en voiture particulière pour l'année 1984
(resp. 1992).
Actualité En l'état actuel, la caractérisation du contexte socio-économique dans le modèle
du modèle reste relativement simple (seule la consommation finale des ménages est
intégrée) et très agrégée géographiquement.et perspectives
De plus le modèle ne tient pas compte pour le moment des facteurs suivants :
traitement différencié de l'aller-retour d'un voyage, choix du jour de déplacement,
contraintes de capacité de l'offre.
La prochaine version du modèle, en cours de validation, devrait par contre
permettre de tenir compte des problèmes de congestion.
Malgré tout le modèle permet déjà de traiter de nouvelles interrogations portant
sur les trains pendulaires, les TGV de nuit en Europe, les problèmes de
tarification autoroutière, l'évolution des configurations des réseaux aériens, etc...
POUR EN SA VOIR PLUS
* MARCHE R. (avril 1980) : «Pour mieux comprendre les déplacements interrégionaux de
érevoyageurs: un modèle multimodal de demande : 1 partie : les objectifs retenus et la conception
e
générale due - 2 ™ partie : Description du modèle et premiers résultats», Les Cahiers
Scientifiques de la Revue Transports, N°2.
* MORELLET O., JULIEN H. (septembre 1990) : «M.A.T.I.S.S.E., un modèle intégrant
étroitement induction et partage modal fin du trafic», INRETS, rapport n° 129.
* INRETS/INTRAPLAN(Décembre 1993) : «Trafic et rentabilité du réseau ouest-européen de
trains à grande vitesse», Rapport final, Communauté des Chemins de Fer Européens et
Commission des Communautés Européennes (D.G.VII).
OSES * MORELLET O., P. MA FICHA L (décembre 1995) : «M.AT.I.S.S.E., Un modèle intégrant
Synthèse. Septembre 1996 étroitement contexte socio-économique et offre de transport», INRETS, rapport n° 203.MODÈLES
Architecture du modèle
Contexte Découpage du Description
Socio-Economiqu e domaine d'étude de t'offre de transport
~.fm et populations régionales \\ V.P. : arcs avec indication du type de route et péages, longueur.
Train : description des trains, gares desservies,
horaires de desserte, distances tarifaires.
A vion : vols avec aéroports desservis, horaires de desserte, tarifs.
V.P. TRAIN AVION
modes =
itinéraires x heures de départ
Nombre de voyageurs, véhicules
par O-D et par mode
pour une situation d'offre considérée
et pour une année donnée
Agrégation des trafics par réseau
vov. x km / véh. x km / recettes
Réseau routier français / Autoroutes françaises ferré français
Lignes intérieures françaises / internationales
Source: MATISSE
(\):lemodule G.R.E.C.O. :
(Génération de Routes Estimées selon des Critères d'Optimisation) regroupe les opérations
de sélection et de description des itinéraires sur le réseau d'infrastructure routière, ferré et aérien.
Pour les transports collectifs l'opération permet de prendre en compte les possibilités
de correspondances et les fréquences de desserte par l'analyse des grilles horaires.
(2) : mode de transport : pour chaque moyen physique de transport on a la faculté de distinguer, autant de
modes différents qu 'il y a de façons d'utiliser ce(s) moyen(s) de transport :
pour la V.P., différents itinéraires (avec ou sans péage);
pour le train, différentes classes tarifaires et différents choix de scn'ice au sein de la grille horaire;
pour l'avion, différents choix de services au sein de la grille horaire.
(3): le module F.RJ.E.D.R.I.C.H. :
(Fonction de Reconstitution de l'Induction et d'Estimation des Détournements selon une Règle
d'Individualisation des CHoix) regroupe les opérations faisant le lien entre offre de transport.
Il s'agit de mesurer les niveaux de senice ressentis par les différents segments de voyageurs par des coûts généralisés.
Sur la base de ces coûts généralisés, le module estime le mode de transport choisi, ainsi que l'induction
provoquée par la modification de l'offre.
TERMINOLOGIE
* moyen de transport : on entend par moyen physique de transport, la voiture particulière
ra n e(V.P.). le t i t l'avion.
* induction : on désigne par «trafic induit», le surcroît de trafic apparaissant sur la relation (O-
©SES D) étudiée du fait de l'amélioration de l'offre, y compris les éventuels transferts de trafic se faisant
Synthèse, Septembre I9â6 détriment d'autres relations. auMODELES
Graphique n° 1 : Partage modal par tranches de distance origine-destination
Champ : trajets interzones domestiques français à plus de 100 km
100 - 250 km
» v.p. •
n Train
o Avion
1980 1992 2015 1980
500 - 750 km
19S0 1992
Source : estimations MATISSEpour les trois années ; 2015 : scénario central (voir graphique n" 2)
Tableau n° 1 : Année 1992 (trajets à plus de 50 km à vol d'oiseau)
trajets domestiques trajets internationaux total
Millions part Millions pan Millions
V.P. vov. x km 129 334 76% 40 602 24% 169 936
autoroute vèh. x km 30 384 75% 9 871 25% 40 255
reste véh. x km 31 511 87% 4 566 13% 36 077
TRAIN voy. x km 35 368 81% 8 096 19% 43 464
AVION vov. x km 9 237 17% 44 683 83% 53 920
\~o.y kmTOTAL . m 939 65% 93 m 35%-
Source : MATISSE
Pour la VP et le train, il s'agit de km parcourus sur le territoire français.
Les trajets internationaux retenus sont ceux susceptibles d'utiliser les réseaux français.
Tableau n° 2 : Année 2015
trajets domestiques trajets internationaux total
TCAM TCAM
Millions 1992-2015 Millions 1992-2015 Millions
V.P. vov. x km 199 129 1,9% 60 338 1,7% 259 467
autoroute véh. x km 58 456 2,9% 17 175 2,4% 75 631
reste véh. x km 37 693 0,8% 5 782 1,0% 43 475
vov. x km 52 274 1,7% 18 802 3,7%TRAIN 71 076
AVION vov. x km 25 562 4,5% 2262 4,2% 27 824
276 965 2,0% %\ 402 2,2%TOTAL 358 367
Source : MATISSE
scénario : Europe, politique B, réseaux2015 (variante T.G.V. 1)
Synthèse. Septembre 1996MODÈLES
Graphique n° 2 : Effets des différents facteurs sur la croissance du trafic par moyen de transport
en points de taux de croissance annuel moyen sur la période envisagée
Champ : trajets interzones domestiques français à plus de 100 km
1980 - 1992
diffusion de l'avion
fréquences et tarifs avion
modulation des tarifs fer
aménagement des dessertes
fer (TGV) • V. P. .
n Trainaménagement du réseau
oAvior ,routier et autoroutier
évolution du prix d'usage de
la voiture
croissance économique,
dèm ographique.
-1,5% -1,0% -0,5% 0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% 3,0% 3,5% 4,0%
Source : MATISSE
1992 - 2015
diffusion de l'avion
fréquences et tarifs avion
modulation des tarifs fer
• V. P.aménagement des dessertes
fer (TGV) "Train
B Avion
aménagement du réseau
routier et autoroutier
évolution du prix d'usage de
la voiture
croissance économique,
dèm ograph ique.
-1,5% -1,0% -0,5% 0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% 3,0% 3,5% 4,0%
Source : MATISSE
Exercice mené dans le cadre des hypothèses de projection suivantes sur la période 1992-2015 (scénario central) :
* taux de croissance annuel de la consommation finale des ménages en volume : + 2,3 % / an
* mise en service :
- d'autoroutes (240 km I an)
- de 2 x 2 voies (40 km I an)
* variation du prix du carburant : + 0,9%/ an
* de la vitesse moyenne ferroviaire / voy. x km : + I % / an
* variation du produit moyen ferroviaire : 0%/an
* du nombre de vols : + 2% /an
* variation du produit moyen aérien : - 0,5 %/ an
©SES
Synthèse. Septembre 1996MODÈLES
Graphique n° 3 : Effets du TGV SUD-EST en 1984
(Variations de trafic exprimées en milliers de voyageurs pour chaque relation avec l'Ile-de-France)
3 000.
2 500:
• V.P. i
n TRAIN \
o AVION!
-1 000=.
Source : Estimations faites par MATISSE
LYS: Lyon, Bourg-en-Bresse, Saint-Etienne, ValenceTLN: Toulon
MPL: Montpellier, Nîmes, Avignon DU: Dijon
BSC: BesançonNCE: Nice
MRS: Marseille CHL: Chalon/Saône, Mâcon
GNB: Chambéry, Grenoble et reste des Alpes
Graphique n° 4 : Effets du TGV ATLANTIQUE en 1992
(Variations de trafic exprimées en milliers de voyageurs pour chaque relation avec l'Ile-de-France)
p TRAIN
in AVION!
-300
Source : Estimations faites par MATISSE
TLS: Toulouse, Agen, Montauban LRH: La Rochelle, Niort, Saintes, Angoulême
BIQ: Rayonne, Dax, Pau, Lourdes NTE: Nantes, Saint-Nazaire
BES: Brest, Morlaix, Quimper, Lorient, Vannes LMN: Le Mans
BOD: Bordeaux, Arcachon, Libourne LVL: Laval
RNS: Rennes, Sainl-Malo, Saint-Brieuc ANG: AngersOSE S
TUF: ToursSynthèse. Septembre 1996
PIS: Chatellerault, Poitiers

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