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Optimiser le choix du mode ferroviaire par une modélisation multi-échelles de ses déterminants à l'aide d'un Système d'information géographique.


Thèse de Louis-Thibault Buron (ESO Rennes)
Direction :
Financement :
  • Région Bretagne (ARED) & Mécénat SNCF Réseau au profit de la Chaire GEOTERA


Le projet initial soumis à la Région Bretagne visait à optimiser l’accessibilité des territoires bretons par le rail en mobilisant à cette fin les Systèmes d’information géographique (SIG) et les données en libre accès. Il s’agissait de contribuer à l’amélioration de l’accès aux gares elles-mêmes et d’améliorer les destinations desservies par le train. On postule en effet, conformément aux modèles théoriques, que l’accessibilité est un facteur nécessaire du développement territorial dans la mesure où elle offre aux usagers la possibilité d’atteindre un certain nombre de ressources (emploi, services) avec davantage de commodité (temps, confort, régularité, coût…). Or, les investisseurs publics et privés comme les opérateurs ferroviaires sont confrontés à des arbitrages parfois délicats entre des intérêts, des valeurs et des enjeux contradictoires.

Les échanges avec la SNCF ont ensuite conduit à préciser le sujet en l’orientant sur les facteurs du choix du mode ferroviaire par l’usager. Optimiser l’aménagement ferroviaire (sujet initial) suppose en effet de connaître les déterminants des choix modaux et notamment les raisons d’un éventuel report sur le rail (sujet modifié). Il s’agit d’éclairer les raisons pour lesquelles tel trajet va être effectué (en partie ou en totalité) en train de préférence à d’autres modes. La thèse devra en particulier identifier les causes précises d’un éventuel report modal, d’une façon générale mais aussi en fonction du profil des voyageurs (CSP, âge), de l’objet du déplacement (navette domicile-travail ou domicile-études vs autres motifs) et de l’itinéraire (distance, contexte géographique). Si la littérature scientifique est abondante sur la question des déterminants modaux, et notamment sur les motifs de la dépendance automobile (c’est-à-dire l’absence d’alternative réelle ou supposée au déplacement en voiture individuelle, en « auto solo »), elle est beaucoup moins prolixe sur l’identification fine des aménagements précis susceptibles de favoriser le report des flux vers le train et encore moins sur la modélisation de scénarios de desserte susceptibles de déclencher un report modal en faveur du rail.

Le contexte actuel et les évolutions à venir rendent plus sensible que jamais cette question, côté SNCF (mise en service de la LGV Le Mans-Rennes, investissements dans le cadre du programme Liaisons Nouvelles Ouest Bretagne Pays de la Loire (LNO-BPL) incluant le développement d’une dizaine de PEM, Schéma directeur de la modernisation du réseau ferroviaire en Bretagne et Pays de la Loire à l’horizon 2030, élargissement de l’offre du groupe SNCF à d’autres modes de transport collectif) et au-delà (ouverture prochaine du trafic ferroviaire voyageurs à la concurrence, développement du covoiturage, lancement de lignes d’autocars interurbaines, projet d’Aéroport Grand Ouest, expansion du low cost aérien, etc.).

Dans le même temps, la clientèle, le citoyen et les associations d’usagers se montrent de plus en plus exigeants en termes, de cadencement, de régularité, de fluidité, d’intermodalité, de porte-à-porte, de flexibilité, d’information en temps réel, de comparabilité immédiate des temps de trajet, de transparence tarifaire, d’écologie, d’offre de services à bord (wi-fi, espaces de travail), etc. Ils réclament de pouvoir mieux participer aux débats et de contribuer aux réflexions en connaissance de cause. Leur participation va d’ailleurs croissant et les modalités de leur association ont évolué comme le montre la concertation complémentaire au débat sur le projet LNO-BPL.

De son côté, l’acteur régional et les collectivités territoriales se disent soucieux d’équité spatiale et de cohésion territoriale en termes de qualité de desserte de l’ensemble du territoire breton.

Or, des bouleversements sont intervenus et se poursuivent dans la production de données géographiques et temporelles et leur exploitation. D’un côté, les informations disponibles ou mobilisables (sous réserve du respect du secret commercial) explosent tandis que leur mise à disposition en open data n’a jamais été autant d’actualité. De nouveaux référentiels (opérationnels, collaboratifs) émergents permettent d’interroger différemment le territoire. L’utilisation de ces référentiels soulève des questions pour le géographe et le décideur : cohérence entre les jeux de données, complémentarités, redondance. En conséquence, les méthodes d’analyse et d’intégration des données doivent  être repensées pour tirer profit de ces supports et amener la conceptualisation puis la mise en œuvre d’approches plus génériques, permettant ainsi au géographe de questionner différents territoires et de transposer ses méthodologies. Ces avancées et enjeux  justifient la mobilisation d’outils et de données SIG ouvertes au service de l’étude diagnostique, prospective et stratégique de l’offre de transport ferroviaire en vue de satisfaire au mieux les attentes évolutives et multiformes de la clientèle et des acteurs publics tout en optimisant la position commerciale de la SNCF.

De nouvelles possibilités s’offrent ainsi à la communauté scientifique comme à la SNCF et aux acteurs des territoires pour simuler et modéliser des options d’accessibilité aux services de transport ferroviaire. Cette évolution informationnelle et technique est centrale car, dans un contexte citoyen et commercial évolutif, les SIG sont des atouts indiscutables à toutes les étapes d’une démarche d’aménagement. Ils offrent en l’occurrence la possibilité d’analyser l’offre ferroviaire. Ils permettront d’établir un diagnostic fin de la desserte actuelle des territoires par le rail, mais aussi d’anticiper les investissements ou réorganisations utiles grâce à la simulation de scénarios de desserte et à la possibilité nouvelle de mettre en discussion ces différentes options de manière pratique et efficace. Le recours à l’analyse spatiale et la mise en œuvre de différents scénarios de modélisation pour construire des cartographies d’accessibilité est un aspect central du sujet. Le doctorant devra mener une réflexion sur la représentation des résultats de ces simulations à usage interne et externe (les usagers potentiels) et sur la construction d’indicateurs géographiques à même de faciliter la lecture de ces scénarios. Ces développements méthodologiques et techniques seront conçus en étroite articulation avec la thèse Analyse de la qualité et enrichissement des données géographiques en open data conduite au Lab-STICC, financée par les mêmes partenaires et également codirigée par Erwan Bocher.

L’objectif final de la thèse est donc de contribuer à la construction de différentes options de desserte (itinéraire, intermodalité, fréquence, cadencement…) au moyen de données en libre accès facilement appropriables. Dans la mesure où il s’agit d’identifier les attentes (éventuellement contradictoires ou inconciliables) des usagers, les données trafic et tarifaires (directes, issues de SNCF Mobilités et des AOT) ou indirectes (abonnements, opérateurs de téléphonie mobile…) seront également exploitées. Pour étoffer encore la base de nouvelles données appropriées, des enquêtes complémentaires seront conduites afin de mieux apprécier les besoins des voyageurs effectifs et potentiels. Il s’agira en outre de mettre en perspective la perception par les usagers des modélisations cartographiques telles que des hypothèses différenciées d’accessibilité. Comme cela est réalisé avec succès pour la thèse CIFRE d’un doctorant d’ESO financée par Eiffage, ces enquêtes quantitatives (par questionnaire) et qualitatives (par entretien en face-à-face) pourront être conduites par des étudiants avancés (Masters 2 aménagement, recherche ou sociologie) de l’Université de Rennes 2 dans le cadre d’ateliers d’urbanisme, dont le montant modique (5000 par enquête, coût d’exploitation inclus) pourra être cofinancé par les collectivités associées à la Chaire GEOTERA ou dans le cadre de l’Observatoire socio-économique de la LGV Bretagne-Pays de la Loire pour lequel le laboratoire ESO est missionné. En parallèle, la recherche devra intégrer le coût des différentes options d’aménagement et de service ferroviaire envisagées pour rester dans un cadre financier réaliste en termes de capacité d’investissement et de retour sur investissement. Il n’est pas envisagé de conduire une étude économique des différentes options envisageables mais simplement de tenir compte des montants approximatifs de divers investissements souhaités par les usagers, afin d’exclure ceux manifestement hors d’atteinte compte tenu de coûts prohibitifs au regard des capacités d’investissement ou des retours sur investissement attendus, Les coûts réels pour l’usager (et notamment les coûts cachés de leurs choix modaux) seront intégrés à l’étude.

La recherche pourra ainsi tester différentes options d’aménagement à l’horizon 2030 et en évaluer de manière interactive et itérative avec les usagers les effets sur leurs comportements de mobilité. L’objectif est de connaître les facteurs de variabilité des choix modaux afin d’ajuster au mieux l’offre ferroviaire. La modélisation des scénarios pourra s’effectuer sur différents itinéraires et porter sur des territoires variés (contexte métropolitain, périurbain ou rural, en Haute ou Basse Bretagne). Pourront ainsi être repérés les paramètres des choix modaux et identifiés précisément quelles options de desserte par l’opérateur ferroviaire et les collectivités sont susceptibles de provoquer un report modal partiel (intermodalité) ou total en faveur du chemin de fer. Ces simulations innovantes pourront intégrer différentes échelles, cette dimension pluriscalaire devant permettre d’analyser l’ensemble de la chaîne de déplacements.

L’enjeu est donc double : il s’agit d’une part d’optimiser les conditions de conception de l’aménagement ferroviaire de manière à en réduire le coût et en augmenter les effets (enjeu d’aménagement et d’équité territoriale) ; et, d’autre part, de développer à cette fin une modélisation multi-échelles de l’accessibilité aux gares à l’aide d’un Système d'information géographique (SIG) et de données open data. Pour cela ce travail de thèse s’appuiera sur les outils de la plateforme SIG open source OrbisGIS (http://orbisgis.org/) développés au sein de l’équipe DECIDE de Vannes.

Références des études dans le domaine réalisées pour le compte de RFF/SNCF Réseau au laboratoire ESO :

BAUDELLE G. (dir.) (2015), GPMR : accessibilité et compétitivité des gares à haut potentiel. Proposition méthodologique et application aux aires urbaines de Rennes et Toulouse. 

BAUDELLE G. (dir.) (2014), Représentation cartographique des enjeux territoriaux et des projets de plans régionaux de modernisation du réseau ferroviaire. 

BAUDELLE G. (dir.) (2014), Aménager l’Ouest par la grande vitesse ferroviaire : un atlas prospectif à 2040.