Optimiser les chantiers routiers avec l'intelligence de la donnée et la simulation du trafic

La maintenance du réseau routier : des enjeux considérables

87% des trajets, que ce soient des échanges de biens ou des déplacements de personnes, s’effectuent aujourd’hui sur les routes. Les infrastructures routières sont un élément essentiel pour le développement et la vie dans les territoires. La loi d'orientation des mobilités (LOM) du 24 décembre 2019 fait du réseau routier la clef de voûte des orientations en matière de mobilités, d'adaptation de services, d'infrastructures et d'organisation aux usages.

Pour autant, le patrimoine routier national se dégrade sous l’effet conjugué du vieillissement des matériaux, de l’agressivité du trafic et des intempéries. Son entretien régulier est un éléments clés pour assurer la continuité de la viabilité du service.

En 2019, la France se classe à la 18e place du classement mondial du Forum économique mondial pour la qualité de ses infrastructures routières en net recul par rapport aux décennies précédentes.

Par ailleurs, de nombreux travaux sur l’infrastructure sont également à entreprendre pour répondre à un triple objectif de :

• Mise à niveau de la sécurité de l’infrastructure elle-même, parce que les standards et les normes évoluent. On le voit en particulier pour les tunnels,

• Mise à niveau pour assurer la sécurité du trafic qui empreinte l’infrastructure parce que les véhicules et les usages évoluent,

• Évolutions pour répondre aux enjeux climatiques et environnementaux.

C’est la compétitivité des territoires et la sécurité des usagers qui sont en jeu. On le voit, les impératifs sont nombreux et la mise en œuvre des chantiers afférents n’est pas sans impacts sur la gestion des trafics. En effet, quand les interventions ne conduisent pas à une coupure complète de l’infrastructure, elles ont, à minima, un impact sur sa capacité à écouler les trafics : réduction du nombre de voie de circulation, basculement de chaussée, réduction des vitesses de circulation… Les conséquences se mesurent en congestions ponctuelles en amont du chantier et/ou en fort report de trafic sur des itinéraires alternatifs pas toujours dimensionnés pour accueillir ce surplus.

Le métier d’exploitant de réseaux routiers, autoroutiers ou de tunnels a considérablement évolué ces dernières années, pour répondre à des exigences grandissantes en matière de sécurité et d’information à l’usager. Mais l’exploitation sous chantier devient également une nécessité de plus en plus récurrente dans des contextes dont la complexité est grandissante, notamment dans la prise en compte des enjeux environnementaux et de qualité de l’air.

Comment décider des bonnes mesures d’exploitation à mettre en place, du bon calendrier de programmation des travaux tout en minimisant les impacts des chantiers sur la fluidité du trafic et les nuisances environnementales ?

L’apport d’outil d’aide à la décision combinant intelligence de la donnée et simulation des scénarios envisageable est un élément clé pour décider dans cette complexité et réduire les incertitudes.

Quel type de solution de simulation choisir ?

Le phénomène clé qu’il convient de bien appréhender et de reproduire dans l’environnement virtuel contrôlé qu’apporte un outil de simulation est celui de la dynamique du flux de trafic. Une solution qui se positionne sur une vision dynamique et macroscopique du trafic apporte très souvent le meilleur rapport efficacité/prix à l’exploitant routier.

Mais de quoi parle-t-on quand on parle de simulation macroscopique dynamique ? Un moteur de simulation dynamique macroscopique réalise les simulations par propagation des conditions de trafic par flux le long des liens du réseau routier modélisé. Les bénéfices de ce type de moteur de simulation reposent sur la rapidité des temps de calcul : moins de 2 secondes pour des réseaux de plusieurs dizaines de kilomètres par exemple. C’est une vraie révolution en matière de modélisation et de simulation du trafic.

Sur ce type de problématiques de réseau large échelle et sur des périodes de pointes élargies de plusieurs heures, avec les solutions traditionnelles de simulation, les temps de calculs sur des tailles de réseau comparables se comptent en plusieurs heures. C’est dans la plus plupart des cas un éléments rédhibitoire à la mise en place de telle solution. La complexité de mise en œuvre et les temps de calculs extrêmement longs rendent la solution quasi inutilisable pour le gestionnaire routier. En effet, apporter un éclairage à la décision dans la programmation de travaux, nécessite pour l’exploitant routier d’étudier un très grand nombre de scénarios envisageables pour pouvoir retenir le scénario optimum. Le processus traditionnel devient beaucoup trop couteux au regard des enjeux d’investissements envisagés et ne permet pas non plus d’apporter des éléments de réponses suffisamment intelligible car d’une trop grande variabilité pour éclairer objectivement la décision. C’est l’effet boite noir des outils de simulation traditionnels qui fait douter sur la rationalité des réponses apportées.

Avec un outil de simulation dynamique macroscopique, non seulement, la dynamique de la congestion est parfaitement reproduite par ce type de solution, mais la résolution du modèle permet aussi de reconstituer des indicateurs complexes comme les débits et vitesses ponctuels, les temps de parcours sur des itinéraires, des traficolors, et des diagrammes espace-temps pour des analyses éclairées. Le modèle est en mesure de simuler individuellement ou de manière combinée, des aménagements (modifications géométriques du réseau, nouvelles voies…), des mesures de régulations dynamiques (régulation d’accès, régulation des vitesses, itinéraire de délestage…), des stratégies de régulation d’accès, des éléments de phasage de travaux (réductions de voie, déviations, fermetures de bretelles d’entrée et de sortie, alternats…).

Ces nouvelles solutions logicielles de simulation macroscopique dynamique ouvrent la voie à nouvelles perspectives pour les exploitants d’infrastructures et de réseaux routiers. D’autant plus lorsque la solution est opérée dans un cloud : au bénéfice de la rapidité de calcul vient s’ajouter celui d’une plateforme collaborative qui facilite la concertation et l’appropriation des décisions par toutes les parties prenantes.

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