# La démarche

Le point de départ de notre démarche tient à la nécessité unanimement reconnue de prendre des mesures pour faire face aux conséquences néfastes de l’augmentation de la motorisation. Précisons ce point de départ.

Aujourd’hui l’homme est principalement urbain et se déplace d’abord en automobile. L’organisation sociale, spatiale et temporelle des activités suppose la possession et l’utilisation de l’automobile. Ce caractère incontournable de l’automobile peut être imputé à plusieurs raisons :

- d’une part, un succès indéniable, pour ses qualités libératoires, vantées par de grandes campagnes publicitaires orchestrées par les industriels concernés. L’automobile libère l’individu vis à vis des contraintes collectives. Elle libère l’individu urbain qui peut échapper le temps d’un week-end ou des congés à son cadre de vie. Elle permet l’émancipation des femmes du cadre étouffant du foyer ou du quartier. Elle représente pour les jeunes un des moyens d’échapper au contrôle familial. Ce succès s’explique aussi par le sentiment de puissance et de responsabilité que la conduite procure au conducteur. L’automobile se trouve donc en phase avec le processus d’individualisation qui a débuté dans les pays occidentaux dès le 18ème siècle et est toujours en cours actuellement.

- d’autre part, et plus récemment, elle semble devenue indispensable pour fonctionner dans une société qui s’est construite et organisée en grande partie autour de l’automobile. L’espace urbain a éclaté, favorisant l’émergence de nouveaux points nodaux périphériques et il continue de se disperser. A ces nouveaux espaces de vie discontinus et multi-localisés, s’ajoute la direction vers laquelle tend la société qui se caractérise par plus de souplesse, plus de possibilités, plus de qualité, direction qui provoque une multiplication des activités. La conjonction de ces éléments génère des schémas d’activités et de déplacements complexes et contraints. Cette complexification et cette diversification semblent ne pouvoir se résoudre que par l’usage de l’automobile. Aujourd’hui l’individu est devenu dépendant de l’outil libératoire.

L’équipement et l’utilisation de l’automobile s’individualisent. Ceci se traduit par une motorisation des individus en constante augmentation (environ 4,2 % par an dans l’Union Européenne selon l’OCDE) et les courbes ne laissent envisager aucune saturation.

Les conséquences sont graves et multiples :

- encombrements de la circulation,

- accidents (55000 morts/an dans l’Union Européenne et 1.7 millions de blessés touchant principalement les piétons et les cyclistes en terme de décès.),

- les pollutions de l’eau et de l’air, dont nous avons eu récemment la confirmation de la gravité, avec diverses études sur la qualité de l’air et les mesures de réduction de circulation routière dans certaines grandes villes,

- les nuisances sonores,

- le réchauffement de la planète,

- l’épuisement des stocks d’énergie...

Face à cette situation, des mesures apparaissent nécessaires. L’alternative à l’automobile que sont les transports en commun ne semblent guère en mesure de rivaliser avec l’automobile. Les transports en commun présentent de nombreux handicaps.

Une enquête de 1988 sur les attentes des européens met en évidence l’inadaptation des transports en commun à celles-ci. Par ailleurs, les transports en commun présentent un handicap économique.

D’après une étude de l’INRETS datée de 1992, depuis 1975 et en monnaie constante, le prix d’achat d’une automobile aurait diminué de 2 % et celui de l’essence de 4 %, tandis que sur la même période, les tarifs ferroviaires augmentaient, toujours en francs constants, de 10 % et ceux des transports en commun urbains de 21 %.

La multiplication et la superposition des différentes autorités organisatrices (région, départements, communes ou syndicats) peut aboutir à des incohérences voire à des situations de blocage du système.

La nécessité d’une véritable politique globale des problèmes de déplacement intégrant et les transports et l’aménagement du territoire, à différents horizons ne fait aucun doute. Seule une cohérence entre ces deux types de mesure peuvent les rendre efficaces.

Du côté des transports, du fait d’une préférence ferme pour l’automobile, des mesures d’incitation pour les transports en commun, voire contraignantes sont inévitables. Même insuffisante, une amélioration de l’offre des transports en commun constitue cependant une condition préalable et nécessaire.

C’est sur cette question préalable d’amélioration de l’offre que nous avons concentré nos efforts. Une amélioration efficace de l’offre passe par la connaissance actuelle et future de la demande, et suppose l’évaluation a priori des effets de différentes mesures possibles.

Le modèle peut contribuer à répondre à ces questions, puisqu’il possède deux fonctions pratiques qui consistent en la prévision et la simulation. Nous avons donc décidé d’élaborer un modèle appliqué permettant de prévoir l’évolution de la demande et de simuler les effets sur celle-ci de différentes mesures d’amélioration de l’offre.

# Le modèle

## Caractéristiques générales

Nous venons d’évoquer l’objectif du modèle. En ce qui concerne son objet, nous nous sommes intéressé aux déplacements domicile-travail.

Malgré la diffusion spatiale des localisations résidentielles et des emplois et la variabilité temporelle des activités, malgré le chômage et la spécialisation à outrance des emplois qui oblige à chercher de plus en plus loin du travail, les déplacements domicile-travail restent suffisamment concentrés dans le temps et dans l'espace pour justifier de la mise en place de transports en commun adaptés.

D'une part, en ce qui concerne les emplois, il s'agit plus d'une décentralisation que d'une diffusion, et ce sont des pôles d'emplois qui apparaissent en banlieue et qui par conséquent, concentrent les flux au moins en destination. D'autre part, si l'on envisage la situation d'une agglomération régionale importante, comme c'est le cas de Lyon qui nous intéresse plus particulièrement, le bassin d'emploi peut s'étendre sur un rayon de plus de 60 km et attirer un nombre élevé de migrants alternants, dont les flux vont se massifier en des points d'entrée dans l'agglomération. Nous nous sommes donc intéressés aux déplacements domicile-travail à destination de la communauté urbaine de Lyon (la Courly reçoit 4 plus de migrations alternantes des départements régionaux qu’elle n’en génère). Cet intérêt pour les déplacements domicile-travail non urbains s’explique par le nombre moins importants de travaux concernant ces déplacements. Il nous paraissait profitable d’étendre géographiquement le champ d’investigation pour prendre en compte la nouvelle donne due au phénomènes d’étalement urbain et de périurbanisation.

De plus, il est important de noter que la part de l’automobile diminue au profit du train lorsque la distance du trajet au lieu de travail dépasse 20 km.

Il ne nous a pas été possible de produire une donne spécifique et adaptée du fait des délais parfois longs et des coûts toujours élevés. Nous nous sommes donc contentés des statistiques disponibles.

En ce qui concerne les déplacements nous disposons de deux types d’origine-destinations :

- des migrations alternantes communales, relevées par l’Insee lors des recensements généraux de population, et qui constituent une estimation satisfaisante des déplacements domicile-travail tous modes confondus,

- des abonnements travail SNCF (valables pour une distance ferroviaire inférieure à 75 km) et des abonnements modulo SNCF (valables pour une distance supérieure), exprimés de gare à gare, qui peuvent fournir une estimation des déplacements domicile travail ferroviaire en se ramenant à des allers-retours quotidiens moyens. Le problème qui se pose est celui du sens des allers-retours qui est inconnu et nous faisons l’hypothèse que la proportion est identique à celle des migrations alternantes sur la même liaison.

Les conséquences sont l’impossibilité d’utiliser les modèles de type désagrégé puisque nous ne disposons d’aucune statistique au niveau de l’individu ou du ménage sur la région lyonnaise. D’autre part, ne disposant pas des trafics routiers, il nous est impossible de faire appel à un modèle simultané. Donc nous sommes contraints d’utiliser un modèle séquentiel. S'agissant de déplacements domicile-travail, la séquentialité d'un modèle à quatre étapes ne pose plus le problème selon lequel le choix d'un individu ne respectait pas l'ordre de ces étapes et dépendait simultanément de toutes. Pour ce type de déplacement et à un horizon ne dépassant pas une vingtaine d’années, sachant que plus de 80 % des actifs travaillant ont un domicile et un lieu de travail fixe selon la dernière enquête Transport de l'Insee en France, la question qui se pose est d'abord celle du mode de transport puis éventuellement celle de l'itinéraire.

Les autres conséquences concernent les indicateurs d’offre pour la construction desquels, nous avons été obligés de recourir à de nombreuses hypothèses. En particulier à propos des caractéristiques des trajets terminaux (temps de recherche de place de stationnement; temps d’attente,...). Remarquons que ces hypothèses se sont toujours basées, lorsque c’était possible sur des informations issues d’enquêtes ou sur d’autres travaux (liste des variables relevées ou estimées sur une zone d’étude s’étendant sur la région rhône-Alpes et la Saône et Loire en annexe 1).

La répartition modale a été estimée par le rapport des déplacements domicile-travail ferroviaires sur les migrations alternantes. Pour pouvoir effectuer ce rapport, il faut disposer d’un découpage géographique commun, puisque nous avons affaire à des observations agrégées. Nous avons donc découpé les axes (cf. ci-dessous) par zones d’influence de gare en tenant uniquement compte de l’accessibilité à la gare. Ainsi chaque commune a été affectée complètement et exclusivement à une gare, ce qui ne correspond pas à la réalité. Nous obtenons donc des parts modales dépendant de la zone d’influence des gares correspondantes.

## Les particularités du modèle

Ce modèle présente une caractéristique : il s’agit d’un modèle axial. Nous avons en effet déterminé 10 axes de pénétration dans la Communauté Urbaine de Lyon à partir des infrastructures routières et ferroviaires (carte de la zone d’étude en annexe 2). La modélisation est axiale dans le sens où le modèle est calé par axe de pénétration. Remarquons que cette caractéristique nous permet de nous affranchir de l’étape d’affectation.

Il s’agit d’un modèle séquentiel particulier puisqu’il ne comporte que deux étapes. La première a pour but d’estimer les déplacements domicile-travail tous modes confondus, donc les migrations alternantes tandis que la dernière doit estimer la part modale ferroviaire. Nous nous intéressons aux migrations alternantes en origine-destination entre d’une part en origine, les communes de nos axes de pénétration et d’autre part, en destination, les communes de la Courly. Une étude détaillée de l’organisation des migrations alternantes dans la région Rhône-Alpes met en évidence les déterminants de ces déplacements. On retrouve les variables classiques des modèles gravitaires (variables de génération comme la population, d’attraction comme le nombre d’emplois et variable de résistance au déplacement comme la distance). Malheureusement le nombre d’éléments à estimer était trop élevé pour la capacité de nos logiciels et matériels informatique, ce qui nous a contraints à procéder en deux temps. Le premier consiste à estimer les migrations à destination de la Courly par commune d’origine (génération). Le second consiste à appliquer des matrices de répartition dans la Courly pour détailler les destinations au niveau communal ce qui donne des origine destinations. Ces matrices sont issues d’un second modèle gravitaire fournissant les migrations en provenance des axes de pénétration par commune de destination dans la Courly (localisation).

Signalons deux particularités dans la modélisation de ces deux étapes. D’une part, pour utiliser le modèle linéaire général, le modèle gravitaire nécessite une linéarisation qui gomme le poids de la population de chaque commune, nous avons donc pondéré les variables par la population lors de l’estimation des paramètres pour compenser cet effet L’autre particularité, c’est que nous avons fait appel à une variable auxiliaire représentant l’année. Cette introduction permet de tenir compte des données de 1982 et de 1990 dans l’estimation des paramètres. Nous nous sommes déterminés pour cette solution, du fait de travaux précédents montrant une sous-estimation des prévisions faites en 90 à partir d’un modèle calé uniquement sur 1982. L’utilisation de la variable auxiliaire permet de résoudre ce problème. Il est vrai qu’elle présente aussi des inconvénients. En fait, cette variable auxiliaire intègre des éléments générateurs de déplacements qui ne sont pas compris dans la population ou les emplois et la non connaissance de ces éléments, rend difficile la prévision car il reste à savoir si l’évolution observée enter 1982 et 1990 se poursuivra par la suite.

Dans le calcul des prévisions, il est possible de faire plusieurs hypothèses. Par exemple, faire l’hypothèse que seuls la population ou les emplois expliqueront la croissance des migrations et conserver la valeur 90 pour les prévisions. Il sera possible de mieux cadrer l’utilisation de cette variable et éventuellement de lui donner un contenu avec les résultats du prochain recensement.

## Prévisions et simulations

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Les mesures concernant le stationnement, qui n'ont d'effet que sur les liaisons à destination de Lyon, puisque le stationnement est supposé gratuit dans les autres communes de la Courly, ne modifient que de manière marginale la part modale ferroviaire moyenne. Cette dernière n'est supérieure que de 0,05 % entre les situations S0 et S1, malgré une augmentation significative de la part de migrants devant payer le stationnement. La suppression des mesures concernant le stationnement (situation 3 à 4) fait passer la part modale estimée de 10,5 % à 8,5 %, tandis que la suppression du péage urbain la fait diminuer de 0,7.

Dans l'ensemble, les mesures concernant les coûts de transports ne sont pas très efficaces, puisqu'en plus des mesures concernant le stationnement, il faut multiplier les coûts de transport du mode routier par 2 sans augmenter ceux du mode ferroviaire (situation 2) pour avoir une part modale moyenne de niveau supérieur ou égal à celui de 1990. Des mesures pourtant radicales d'augmentation de la différence de coût de transport ne permettent au mieux que de compenser les effets de la croissance du taux de multi-équipement.

Notre indicateur d'offre est construit à partir du nombre de services utiles et du nombre de rupture de charge. Sur cette ligne, il n'y a aucune rupture de charge, notre indicateur d'offre est alors le nombre moyen de services utiles entre le matin et le soir. Si de plus nous faisons l'hypothèse que le nombre de services du soir est identique à celui du matin, notre indicateur devient alors simplement le nombre de services utiles du matin. Nous ne considérerons uniquement les gares situées sur la ligne ferroviaire, puisque nous avons vérifié que la mise en place de services avec correspondance n'avait aucun effet sur la répartition modale ferroviaire.

Nous proposons deux scénarios d'amélioration de l'offre. Le premier peut être considéré comme un scénario minimal qui propose à l'aller, un service toutes les 20-25 minutes au départ de toutes les gares principales (sauf Cessieu, Chandieu et Heyrieux) et autant de services au retour. Le second est plus ambitieux et propose un service toutes les 12-15 minutes au départ de ces mêmes gares. Dans les deux scénarios, nous avons fixé la part des services s'arrêtant dans les gares de destination de Saint-Priest et de Vénissieux à au moins la moitié.

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Globalement, les mesures d'amélioration de l'offre de transport ont un effet certain sur la part modale ferroviaire, mais pour le scénario O1, le gain en part modale ferroviaire est progressivement grignoté par les effets de la hausse du taux de multi-équipement et en 2010, le gain généré par l'amélioration de l'offre n'est plus globalement que de 0.5. Par contre, le deuxième scénario d'amélioration de l'offre permet de multiplier par 3 la part modale ferroviaire à l'échéance de 2010, malgré l'effet négatif du taux de multi-équipement en automobiles.

# Conclusion

Arrivé au terme de son labeur, le modélisateur éprouve à la fois incertitude et perplexité. L'incertitude concerne les qualités du modèle, l'aptitude de celui-ci à répondre aux objectifs fixés. Le modèle est-il opérationnel ?

La mesurabilité fut probablement l'exigence la plus difficile à remplir. Le cas idéal consiste à procéder à une enquête statistique, en vue de constituer une donne originale adaptée au modèle. A l'opposé, la réunion d'informations existantes et disponibles, issues de sources diverses et forcément insuffisantes oblige le modélisateur à un périlleux numéro d'équilibriste. La production de la donne telle que nous l’avons réalisée en est un parfait exemple. L'absence d'informations statistiques nous a obligé à faire appel à des hypothèses qui étaient au mieux basées sur des éléments issus d'autres travaux similaires et au pire fixés par le modélisateur non pas de manière arbitraire, mais disons plutôt de manière vraisemblable. Relevons les infractions dont les conséquences sont susceptibles d'avoir quelque importance. La première concerne les trafics ferroviaires. S'agissant des abonnements "travail" et "modulo", ceux-ci sont enregistrés à la gare d'achat et nous ne disposons d'aucune information sur le sens du trajet. Nous avons fait l'hypothèse qui nous paraissait la plus probable et réparti les trafics à partir de la répartition de chaque sens pour les migrations alternantes et ce pour chaque liaison. Cette hypothèse est-elle fondée? La deuxième infraction concerne également les trafics ferroviaires. Les parts modales ainsi calculées dépendent complètement de ce processus de construction des zones d'influence. Mais, il en est d'autres qui provoquent assurément une diminution cruciale de la pertinence du modèle. Ainsi, l'absence d'informations ne nous a pas permis de prendre en compte les déplacements à plusieurs motifs, à savoir les déplacements chaînés et les retours au domicile à midi, éléments dont dépendent certainement la répartition modale. Ces remarques montrent le caractère essentiel et central de la production de la donne dans la construction d'un modèle et par là même l'importance du critère de mesurabilité.

Au vue de cette liste, le bilan peut sembler lourd et l'opérationalité mise en doute. Pourtant, elle semble acquise en ce qui concerne la phase de modélisation des migrations alternantes à propos de laquelle il faut relever deux innovations méthodologiques. La première consiste en la déclinaison de la formulation du modèle selon les axes de pénétration dans l'agglomération lyonnaise. Elle nous a permis d'augmenter la pertinence du modèle. Chaque axe étant différent structurellement. Mais pour que l'on puisse véritablement parler d'apport, il faudrait parvenir à expliquer les variations entre les coefficients selon ces différences de structure. La deuxième consiste en l'introduction d'un élément de dynamisation à travers une variable auxiliaire représentant le temps. Elle a également permis d'améliorer la pertinence du modèle. Mais cette variable contient à travers le temps plus qu'un simple élément dynamisateur, elle a pour conséquence une augmentation de la mobilité domicile-travail absolue qui ne dépend pas des augmentations de population mais plutôt d'une évolution des comportements. Les prochains recensements devraient permettre de préciser le contenu de cette variable indicatrice. D'autres améliorations sont possibles. Le modélisateur est conscient de la perfectibilité du modèle. Ainsi malgré les bons résultats de la phase de migrations alternantes, prévoir des déplacements au niveau de la commune nécessite de prévoir les populations et les emplois au même niveau, sujet capable d'occuper un économètre pendant un certain temps. Aussi faudrait-il compléter le modèle de migration par un modèle opérationnel de localisation des populations et de l'emploi dans une agglomération. Le modèle de René Bussière dont nous nous sommes servis pour prévoir la population n'est pas adapté à l'estimation de population communale mais uniquement de population cumulée, et si nous avons pu nous en servir, c'est uniquement au prix d'une petite astuce. La phase de répartition modale est perfectible également. Outre des améliorations internes, il serait judicieux de compléter cette phase par un module financier.

Pour vérifier la scientificité du modèle, il suffirait de le soumettre à une épreuve cruciale. En ce qui concerne la phase de migrations alternantes, la solution serait d'attendre les résultats des prochains recensements ou même de se procurer les fichiers des recensements passés et de les comparer aux résultats du modèle. Pour ce qui est de la phase de répartition modale, le travail serait nettement plus conséquent puisqu'il supposerait d'actualiser la donne. Une autre solution plus légère serait de simuler des mesures d'amélioration de l'offre effectivement prises et de comparer les résultats du modèle à la "réalité". A partir du moment où une expérience cruciale, une confrontation à l'état des choses est possible, nous avons droit, selon le critère de falsifiabilité de Popper, au fameux label de scientificité.

Cette promotion n'empêche pas une certaine perplexité. Perplexité sur l'utilité de poursuivre l'insaisissable. Perplexité sur les moyens de l'atteindre.