Étude d’une seconde ligne de tramway à Tours : Conception d’un modèle mathématique pour déterminer les flux

L’Observatoire de la mobilité 2016 piloté par l’Union des transports publics et ferroviaires (UTP) montre que les Français utilisent de plus en plus les transports publics de manière régulière. Si le bus reste d’assez loin le mode le plus utilisé, le tramway et le métro ont connu la progression la plus importante par rapport à 2015 (article localtis.info). Mais cela n’a pas toujours été d’actualité. Dans les années 1870, le tramway s’impose peu à peu dans les grandes villes du monde . D’ailleurs, dans de nombreux pays, les lignes de trams fonctionnent toujours sur le réseau original . Par ailleurs, la deuxième révolution industrielle a bouleversé nos sociétés en matière de mobilité. Le domaine des transports se voit complètement réorganisé avec le développement de l’automobile. La voiture a transformé le paysage urbain et a pris de plus en plus de place sur le territoire. En effet, dans les années 1920 les lignes de tramways ont laissé place aux voitures qui étaient bien plus pratiques et appréciées que ce dernier. Certaines lignes de trams ont donc été supprimées et l’automobile s’est imposée dans les villes du monde. Cependant, suite à l’augmentation du parc automobile, le phénomène de congestion dans les villes était inévitable et permit entre autres au tramway de se réinventer vers 1980 avec de nouvelles standardisations . La ville de Tours n’a pas échappé à l’effervescence du tramway des années 1870. Une ligne conçue en 1877 a fonctionné jusqu’en 1949, puis a laissé place à l’automobile. Cependant, en 1990 des réflexions sur la réalisation d’une nouvelle ligne de tramway ont abouti à la création de la ligne actuelle en 2013 . Suite à cette première ligne et ces trois années de fonctionnement, le dialogue pour concevoir une seconde ligne est d’actualité.

De nombreux débats entre élus , l’ADTT et Tours-Plus discutent des propositions de tracés, mais il semblerait au vu des recherches que ces propositions ne soient pas assez travaillées pour déterminer le projet final. Les débats sont donc ouverts, mais ne se concrétisent jamais sur le choix du projet et des pôles à desservir en priorités. D’ailleurs, de nombreuses questions se posent pour une future liaison avec le pôle de la gare de Saint-Pierre-des-Corps . Le manque d’études et d’analyses des tracés serait le problème majeur au vu des réflexions qui n’aboutissent pas. En effet, aucune étude sur l’impact des flux engendrés par les nouveaux tracés proposés n’a été réalisée alors que celle-ci semble déterminante pour le choix de la future ligne. D’après les élus, une seconde ligne de tram est nécessaire, mais malgré une politique de transport orientée vers le développement de la part modale des transports en commun sur la ville, il semblerait que le développement du réseau de transport sur Tours soit en retard . D’ailleurs, Le SRADDT Centre permet de fixer des objectifs sur vingt ans en matière de déplacements dans la région. Ces derniers concernent notamment une diminution de 5 % d’ici 2020 de la part modale de la voiture dans l’ensemble des agglomérations régionales, ainsi qu’une réduction de 40 % des émissions de gaz à effet de serre à atteindre pour 2020 par rapport à 1990 . D’autre part, le PDU encourage les mobilités alternatives à la voiture afin d’éviter l’autosolisme . L’automobile domine encore à Tours, notamment sur les trajets de courtes distances , ce qui laisse la possibilité aux modes alternatifs une marge de progression intéressante (Graphique 1) .

Tracé de la seconde ligne de tram 

Comme émis précédemment, l’étude ne porte pas spécifiquement sur la conception d’un tracé. Ce dernier permet de contextualiser les grandes idées des élus et de l’ADTT. En revanche, le modèle mathématique présenté dans ce rapport sera appliqué sur la base de ce tracé au second semestre. Le tracé proposé (carte 2) a été réalisé à l’aide du PDU, du réseau de transport en commun actuel  , de l’urbanisation ou encore de la taille des routes. En amont, des pôles générateurs ou attracteurs de flux ont été identifiés grâce à la carte 1 présentant le réseau urbain à développer du PDU. Les pôles générateurs sont généralement des bassins de population, des quartiers non desservis par la première ligne et les pôles d’attraction représentent des zones de rencontre .

Cinq pôles générateurs de flux non desservis par la première ligne ont été identifiés. L’objectif est de les connecter au centre-ville de Tours qui structure le réseau de transport de la ville. Ce centre-ville correspond à la place Jean Jaurès et au pôle d’échange de la gare SNCF . Le premier pôle retenu est situé sur La Riche. Il est centré sur un pôle santé incluant l’hôpital Bretonneau et la faculté de médecine où de nombreux salariés ainsi que des étudiants se déplacent quotidiennement pour accéder à ce site. Inclus dans ce pôle à desservir, la zone commerciale « La Riche Soleil » qui est très peu desservie actuellement. Le deuxième pôle est un quartier résidentiel situé à Saint-Pierre-des-Corps. Il s’agit de la Rabaterie, où près de 5000 habitants y résident. De plus, ce quartier est le seul en renouvellement urbain qui n’est pas relié au réseau de tramway. Le troisième pôle est celui du centre commercial des Atlantes qui constitue une zone d’attraction importante, car d’autres infrastructures telles que le parc des expositions et le stade de la Vallée du Cher se situent autour. Par ailleurs, inclus dans ce pôle et le deuxième, la gare de SaintPierre-des-Corps qui rencontre des difficultés pour se relier avec la gare de Tours. Un quatrième pôle est constitué du quartier des Fontaines, l’ESCEM et le centre aquatique du lac. Pour finir, un cinquième pôle inclut le campus de Grandmont, l’hôpital Trousseau et un centre commercial à Chambray-les-Tours. Cette zone est actuellement desservie par le BHNS .

Pour desservir ces pôles, le tracé devra connecter l’est et l’ouest de Tours avec La Riche et Saint-Pierre-des-Corps, puis le sud de la ville avec Chambray-lès-Tours. Une ligne est-ouest reliée au pôle Jean Jaurès est proposée avec les centres commerciaux des Atlantes et de la Riche Soleil comme terminus. D’ailleurs, au vu de la surface disponible, des parcs relais peuvent être construits à proximité pour favoriser l’intermodalité . De plus, ce tracé servira la gare de Saint-Pierre-des-Corps actuellement peu desservie par les transports en commun tout comme le quartier de la Rabaterie qui sera lui aussi connecté sur cette ligne. Même si le tracé n’est que brièvement décrit, il est important de souligner la contrainte technique particulière pour franchir les voies ferrées. Dans un second temps, une extension de la première ligne connectée à Verdun permettra de relier le pôle de Grandmont incluant l’hôpital trousseau. La ligne est ensuite prolongée jusqu’à la Papoterie pour relier la zone industrielle. D’ailleurs, cette extension remplacera le BHNS reliant actuellement ce pôle au centre-ville.

Le tracé choisi a donc été dessiné en fonction des pôles retenus et non desservi par la ligne de tram actuelle. Ces pôles sont des zones potentielles d’attraction et d’émission de flux. De plus, des routes ont été retenues pour le passage du tramway en fonction de leur taille et de leur localisation. Au vu des nombreuses possibilités, des choix arbitraires ont donc alimenté le tracé final.

Modèle mathématique 

L’objectif est donc d’évaluer les flux d’une nouvelle ligne à l’aide d’un modèle mathématique. Composé d’une série d’équations, il décrit des relations entre variables d’une manière précise afin d’estimer une finalité. Pour ce cas d’étude, il permet d’anticiper la mise en place d’une infrastructure de TCSP non disposée, et ainsi, d’en calculer les flux probables. À partir de modèles existants, nous avons conçu un modèle agrégé selon les différentes stations des lignes de transports collectifs. L’essence même de ce modèle est l’interaction entre les différentes zones. Le modèle présenté est inspiré du modèle de la DREIF (MODUS) qui se rapproche le plus de la réalité que nous voulons représenter et du modèle d’HUFF. Le second objectif est de créer un modèle adaptable à différentes lignes de TCSP . Le modèle défini à l’aide d’hypothèses devra donc être adaptable. En effet, il faut choisir des paramètres adaptés à la taille de la ville et au type de réseau de transport en commun présent sur le territoire. Par ailleurs, il existe actuellement de nombreuses méthodes pour étudier les flux d’un réseau de transport en commun. Effectivement, certains logiciels utilisent des modèles (comme Citylab) et sont capables d’obtenir les résultats recherchés. Toutefois, cette option est peu réalisable, car le coût de ces plateformes est conséquent. De plus, ce sont de véritables boites noires qui ne permettent pas de connaître le calibrage ou les hypothèses choisis pour obtenir les résultats. Ces logiciels sont donc peu adaptables et n’offrent pas le contrôle désiré sur les paramètres. Nous vous décrivons dans un premier temps ce qu’est un modèle de transports et quels sont leurs objectifs, puis nous détaillerons le modèle qui fait l’objet de notre application sur la ville de Tours.

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Table des matières

Introduction
Tracé de la seconde ligne de tram
Modèle mathématique
Qu’est-ce qu’un modèle ?
Modèle développé
Génération
Distribution
Répartition modale
Conclusion
Bibliographie et webographie
Table des illustrations

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