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Faculté de l'environnement naturel, architectural et construit ENAC, Département de génie civil (Laboratoire des voies de circulation LAVOC)
Choix de variantes d'infrastructures routières : méthodes multicritères
Thèse sciences techniques Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 2000 ; no 2294.Add to personal list
- Summary
- This study provides a tool by means of which a road planner, usually a civil engineer, can achieve a durable infrastructure of high quality, acceptable to all parties concerned. The various elements which facilitate the work of planning are united into a modernized methodology for the elaboration of road projects, called a methodology of concert. After analysing the sort of problems encountered in the planning of road infrastructure (Chapter 1), the author classifies the main causes of these into a hierarchy. This brings to light many factors which may stem from the structure of the project, the environment or from the various participants. The modernization of the working methods of road planners is a highly practical idea based on case studies (Chapter 2). The particular study on which this work is based is the « Comparaison de variantes 1999 », made on the A 144 road between the cities of Villeneuve and Le Bouveret. From an initial group of four variants, which were a source of much contention between the interested parties, an optimal and consensual solution, called « Solution COPIL », was evolved in seven months, by means of this study. The choice of this solution was based on a method of multicriteria decision analysis of a completely aggregational form. This used the weightings defined by all the political partners in the study. The present author was allowed to sit in on about fifteen working sessions of the Technical Group and of the Guiding Committee, which consists of the political partners. The examination of this particular case provided him with much valuable information about the process of elaboration of a road plan. The requirements and aims of road infrastructure are analysed (Chapter 3). Here, the focus is on the definition of individual and collective needs and the evolution of social expectation of the general public. The implementation of public policy is then examined. Particular emphasis is laid on the principal public policies whose spatial incidence affects the road plan : land distribution, transport and environment. Some attention is paid to the consideration of mobility, its value, characteristics and future developments. The difference between the standard and the norm of road infrastructure is described explicitly. The various stages of the process of elaboration of a road plan are analysed in depth. (Chapter 4) Particular attention is paid to the initial stages of impulsion for the elaboration of the project and of the identification of needs, since these influence strongly the quality and the acceptability of the project. The author then proposes that the various stages of road infrastructure be presented in the form of a life cycle of which the present study only concerns some aspects. Various special procedures are then analysed critically in order to extract propositions to be integrated into the methodology of concert. The type of partners in the road project and the characteristics of the relationships between them are discussed. (Chapter 5) The set of weightings made by the political partners in the case study « Comparaison de variantes 1999 » are used to analyze the relations between the various participants in this study. A « representative profile of a participant » is defined from the examination of their individual weighting profiles. The notion of sustainability is presented (Chapter 6). After a recapitulation of definitions and of the reasons for this new idea, the principles of a durable mobility are presented. The practical aspects of this new paradigm of society for the planner are defined and discussed. They concern the inclusion of the life cycle in the analysis of the effects of a project, the weighing of interests from the three points of view of economy, social utility and the environment, public participation and the use of consultation right from the start of the study. Public participation (Chapter 7) is an important element in the elaboration of a road plan as it ensures its acceptation by the public. It may even allow the phenomenon of appropriation of a project by peripheral partners to develop. The various forms of public participation are presented in a table showing almost seventy which can affect a road project. The detailed description of some of these methods are given in appendix. Rules for applying the methodology of concert are then presented and the advantages and limits of this are discussed. After in-depth consideration of the decision procedure and its participants, with details of the various subjective and objective factors which may influence it, the study describes the methods of multicriteria decision analysis. (Chapter 8) Terminology is defined and the main types of these methods are presented. In this study, partial aggregation methods have been applied to the road infrastructure projects. These methods may be divided into three categories according to whether they are applicable to a situation of choice, of sorting or of order. A complete presentation is then given of the principles and ways of using the various methods of partial aggregation of the Electre family (I, II, III, IV, IS and Tri). For projects of road infrastructure, the method of partial aggregation Electre III is suggested. This method is based on the idea of fuzzy criteria, defined by thresholds of preference, indifference or of veto. It can be used with computer software which greatly simplifies the work of the planner. To illustrate the use of this method, Electre III have been applied to the case of « Comparaison de variantes 1999 ». The method was used on the set of weightings defined by the members of the Guiding Committee. The specific software is convivial and intuitively simple to use, so that the author was able to recommend it to the road planner. Information systems of spatial reference are described and their relevance for road projects in the establishment of optimal corridors or as a support for a method of multicriteria decision analysis. The methodology of concert for the elaboration of road plans is presented in detail (Chapter 9) in the form of successive flow diagrams illustrating the various stages of the procedure. These diagrams, based on an iterative process of study, provide the basis of the methodology of concert. They are intended for the road planner who follows them through and orients his planning according to his answers to the various questions contained there. In conclusion (Chapter 10), various prospects for the utilization of the proposed modernized methodology are indicated, together with the lines of possible future research suggested by the results and ideas contained in this study.
- Résumé
- La présente étude fournit au projeteur routier, qui est généralement un ingénieur civil, des outils de travail lui permettant de réaliser une infrastructure routière de qualité, durable et qui est acceptée par tous. Ces différents éléments facilitateurs des activités du projeteur sont réunis au sein d’une méthodologie d’élaboration du projet routier actualisée et qualifiée de méthodologie concertative. Après avoir analysé la typologie des problèmes rencontrés dans les projets d’infrastructures routières, (chapitre 1) l’auteur s’est intéressé à hiérarchiser les principales causes de cette problématique. Il en ressort de multiples facteurs de causalité qui peuvent être liés à la structure du projet, à son environnement ou aux différents acteurs. L’actualisation de la méthodologie de travail du projeteur routier est un thème éminemment pratique qui se base sur des études de cas. (chapitre 2) Le cas de base de cette étude est la « Comparaison de variantes 1999 » menée sur la A 144 entre les localités de Villeneuve et du Bouveret. A partir de quatre variantes initiales, qui étaient la source de nombreux conflits entre les différents acteurs, la « Comparaison de variantes 1999 » a permis de dégager, après sept mois de travaux, une solution optimale et consensuelle appelée « Solution COPIL ». Le choix de cette variante s’est basé sur une méthode d’aide multicritère à la décision de type agrégation complète. Celle-ci utilisait les pondérations effectuées par l’ensemble des acteurs politiques de l’étude. L’auteur a pu participer en tant qu’auditeur à près d’une quinzaine de séances de travail du Groupe technique et du Comité de Pilotage, qui réunit les acteurs politiques de cette étude. L’examen de ce cas de base a fourni à l’auteur de nombreux et précieux renseignements sur le processus d’élaboration d’un projet routier. Les besoins et les objectifs des infrastructures routières ont été analysés par l’auteur. (chapitre 3) Celui-ci s’est intéressé à définir les besoins individuels et collectifs ainsi que l’évolution des attentes sociales du public. La mise en œuvre des politiques publiques est ensuite étudiée. Un accent particulier est mis sur les principales politiques publiques à incidence spatiale liées au projet routier : aménagement du territoire, transport et environnement. Une réflexion finale portant sur la mobilité, ses valeurs, ses caractéristiques et ses perspectives d’évolution est effectuée. La différence existant entre le standard d’une infrastructure routière et la norme est finalement explicitée. Les différentes étapes du processus d’élaboration du projet routier (chapitre 4) sont analysées en profondeur par l’auteur. Un accent particulier est porté sur les étapes initiales de l’impulsion à l’élaboration du projet et de l’identification des besoins, car celles-ci déterminent fortement la qualité et l’acceptation du projet. L’auteur propose ensuite de présenter les différentes étapes d’une infrastructure routière sous la forme d’un cycle de vie, la présente étude ne concernant que quelques aspects de celui-ci. Différentes procédures particulières ont ensuite été analysées et critiquées, de manière à établir diverses propositions à intégrer dans la méthodologie concertative. La typologie des acteurs du projet routier (chapitre 5) ainsi que les caractéristiques des relations entre ceux-ci ont été développées par l’auteur. Ce dernier, qui dispose l’ensemble des pondérations des membres du COPIL dans le cas de base, analyse ensuite les rapports existants entre les différents acteurs de la « Comparaison de variantes 1999 » et analyse les profils de pondération des différents acteurs de manière. Ceci permet de définir des « profils d’acteurs représentatifs ». Le développement durable (chapitre 6) est ensuite présenté par l’auteur. Après un rappel des définitions et des raisons qui ont amené à établir cette nouvelle notion, l’auteur définit les principes d’une mobilité durable. Les aspects pratiques pour le projeteur de ce nouveau paradigme sociétal sont ensuite définis et présentés. Ils concernent la prise en compte du cycle de vie dans l’analyse des effets d’un projet, la pesée des intérêts selon les trois pôles de l’économie, du social et de l’environnement, la participation publique et l’usage de la concertation, ce dès le début de l’étude. La participation publique (chapitre 7) est un élément important de l’élaboration du projet routier permettant de s’assurer de l’acceptation de celui-ci par le public. Elle est même susceptible de développer le phénomène de l’appropriation du projet par les acteurs périphériques. Après avoir analysé l’évolution de la participation publique dans les projets d’infrastructures routières, l’auteur rappelle quelques notions de la communication. Les différentes formes de participation publique sont ensuite présentées par l’auteur qui a établi un tableau récapitulant près de soixante-dix méthodes de participation publique. Certaines de ces méthodes sont détaillées en annexe dans des fiches descriptives. Des règles d’application de la méthodologie concertative sont ensuite présentées puis les avantages et les limites de cette méthode sont décrits. Les méthodes d’aide multicritère à la décision (chapitre 8) sont présentées par l’auteur. Tout d’abord, une réflexion approfondie est menée sur le processus de la décision ainsi que sur ses acteurs. Les aspects subjectifs et objectifs ainsi que la possible ainsi que les différents facteurs influençant la décision sont détaillés. L’auteur présente ensuite les méthodes d’aide multicritère à la décision. La terminologie des différents éléments utilisés est définie puis une présentation des principaux types de méthodes d’aide multicritère à la décision est réalisée. L’auteur a privilégié dans cette étude l’application des méthodes d’agrégation partielle au projet d’infrastructure routière. Ces méthodes peuvent être classées en trois catégories selon qu’elles s’appliquent à une problématique de choix, de tri ou de rangement. L’auteur procède ensuite à une présentation complète des principes et de la démarche d’utilisation des différentes méthodes d’agrégation partielle de la famille Electre (I, II, III, IV, IS et Tri). L’auteur recommande l’utilisation de la méthode d’agrégation partielle Electre III dans le cadre du projet routier. Cette méthode utilise la notion de critères flous, définis par des seuils de préférence, d’indifférence ou de veto. Elle peut être utilisée avec un logiciel simplifiant fortement le travail du projeteur. Pour illustrer l’utilisation de cette méthode, l’auteur l’a appliquée sur le cas de la « Comparaison de variantes 1999 ». La méthode Electre III a été utilisée avec l’ensemble des pondérations effectuées par les acteurs du Comité de pilotage. L’usage du logiciel spécifique montre une grande souplesse et facilité d’utilisation, permettant à l’auteur de le recommander au projeteur routier. L’auteur présente ensuite les systèmes à référence spatiale et leur utilisation au sein de projets routiers pour établir des couloirs préférentiels ou comme support à l’utilisation d’une méthode aide multicritère à la décision. La méthodologie concertative du projet routier est présentée en détail (chapitre 9) sous la forme de différents diagrammes de flux successifs reprenant les étapes de l’élaboration du projet routier. Ces diagrammes de flux, basés sur une démarche d’étude menée en plusieurs itérations, sont la base de la méthodologie concertative et sont destinés au projeteur routier qui le parcourt en répondant aux différentes questions posées dans le but d’orienter son projet. En conclusion de cette étude, (chapitre 10) l’auteur indique les différentes perspectives d’utilisation de la méthodologie actualisée proposées ainsi que les axes des recherches futures à mener à partir des réflexion et des propositions établies dans cette étude.