Este trabalho está relacionado coma implantação de adequados terminais intermodais para granéis sólidos nas margens das hidrovias, de modo a aumentar a participação do modal fluvial na matriz de transporte do país. Apresenta-se, inicialmente, um panorama da distribuição modal de transportes em que se enfatiza a deficiência dos terminais fluviais existentes como umfator responsável por esta distribuição. É estabelecido, então, como objetivo do trabalho o desenvolvimento do projeto de umterminal intermodal para a hidrovia Tietê-Paraná. O primeiro passo para o projeto é um estudo de demandas e de capacidade da via onde se define: o tipo de carga, quantidade de carga movimentada atualmente e a projeção de demanda, bem como a distribuição da movimentação ao longo do ano. E, emseguida, estima-se a capacidade de movimentação da via. Para desenvolver o projeto é feita uma compilação de diretrizes propostas para dimensionamento de terminais e de seus subsistemas (hidroviário, ferroviário, rodoviário, de armazenagem e de movimentação). Além disto, são analisados os critérios para avaliação do terminal. Antes de desenvolver o projeto, faz-se uma análise crítica dos terminais existentes na hidrovia, assinalando-se suas falhas. Para o dimensionamento do terminal são formuladas diversas configurações que envolvem combinações de diferentes taxas de movimentação e diferentes capacidades de armazenagem. Utilizando a técnica de simulação, com o emprego do software ARENA, obtém-se o desempenho destas configurações em termos de tempo de permanência para cada modal, que mede o nível de serviço oferecido pelo terminal. As alternativas geradas são, então, avaliadas em função do nível de serviço oferecido e do valor presente líquido do investimento, o que conduza escolha de melhor solução. / This thesis is related to the implementation of suitable intermodal terminals for solid bulk cargo with the purpose of increasing the inland waterway participation in the country transportation matrix . Firstly, it is presented a general view of the modal transportation distribution, mainly based on the highway modal, in which the deficiency of the existing inland terminals is stressed as a factor for this distribution. It is specified, therefore, as the purpose of this thesis, the development of the project of an intermodal terminal for the Tietê-Paraná waterway. As the first step of the study, it is performed an analysis of cargo demand as well as of the waterway capacity, in which it is defined: the type of cargo, the amount of cargo transported and its distribution along the year. It is also estimated the cargo demand for the future which remains below the waterway capacity. In order to prepare the project development, it is done a compilation of procedures recommended for multimodal terminals and their components (waterway, railway and highway ends, storage systems and cargo handling equipments). Besides, some criteria to evaluate the terminal performance are presented. A critical analysis of the waterway existing terminals is then presented and their drawbacks are pointed out. For the terminal project, some configurations, which involve combinations of different handling rates and storage capacities , are formulated. The performance evaluation of each option , in terms of vehicle stay time at the terminal, is done by probabilistic simulation technique, employing the commercial software ARENA. The generated options are then compared in terms of service level and net present value and the best configuration is then selected.

Frente ao caráter fragmentado do espaço urbano das cidades contemporâneas, as infraestruturas de mobilidade e as redes de comunicação atuam como elementos de articulação. Nesse contexto, o transporte de pessoas tem papel fundamental de estruturação do território urbanizado que não se caracteriza apenas por laços de proximidade, sendo as estações ferroviárias nós articuladores das redes de fluxos e parte fundamental desta equação. Este trabalho aborda a inserção de grandes estações ferroviárias localizadas em áreas centrais nos intensos fluxos de escala regional e metropolitana e, ao mesmo tempo, sua consolidação como protagonistas na dinâmica urbana, atuando como geradores de urbanidade e vitalidade nas cidades. Relacionando o papel de centralidade destes equipamentos, sua inserção no território, sua função na rede de transporte e a relação com os espaços públicos do seu entorno, a pesquisa parte da reflexão teórica que enfrenta questões da contemporaneidade para assim analisar as estações através de estudos de caso. Busca, portanto, avaliar as condicionantes atuais que envolvem os grandes terminais intermodais de passageiros que tem o transporte ferroviário como elemento principal. / Given the fragmented nature of urban space in contemporary cities, mobility infrastructures and communication networks act as articulation elements. In this context, the transportation of people has a fundamental role in the structuring of the urbanized territory, which is not only characterized by proximity ties. The railway stations are among the articulators elements of flow networks and are a key part of this equation. This work addresses the insertion of large railway stations located in central areas in the intense flows of regional and metropolitan scale and, at the same time, their consolidation as protagonists in the urban dynamics, acting as generators of urbanity and vitality in the cities. Relating the central role of these equipments, their insertion in the territory, their function in the transportation network and the relation with the public spaces of their surroundings, the research starts from a theoretical reflection that faces contemporary issues to analyze the stations through studies of case. It seeks, therefore, to appraise the current requirements that involve the large intermodal passenger terminals that have rail transport as the main element.

Frente ao caráter fragmentado do espaço urbano das cidades contemporâneas, as infraestruturas de mobilidade e as redes de comunicação atuam como elementos de articulação. Nesse contexto, o transporte de pessoas tem papel fundamental de estruturação do território urbanizado que não se caracteriza apenas por laços de proximidade, sendo as estações ferroviárias nós articuladores das redes de fluxos e parte fundamental desta equação. Este trabalho aborda a inserção de grandes estações ferroviárias localizadas em áreas centrais nos intensos fluxos de escala regional e metropolitana e, ao mesmo tempo, sua consolidação como protagonistas na dinâmica urbana, atuando como geradores de urbanidade e vitalidade nas cidades. Relacionando o papel de centralidade destes equipamentos, sua inserção no território, sua função na rede de transporte e a relação com os espaços públicos do seu entorno, a pesquisa parte da reflexão teórica que enfrenta questões da contemporaneidade para assim analisar as estações através de estudos de caso. Busca, portanto, avaliar as condicionantes atuais que envolvem os grandes terminais intermodais de passageiros que tem o transporte ferroviário como elemento principal. / Given the fragmented nature of urban space in contemporary cities, mobility infrastructures and communication networks act as articulation elements. In this context, the transportation of people has a fundamental role in the structuring of the urbanized territory, which is not only characterized by proximity ties. The railway stations are among the articulators elements of flow networks and are a key part of this equation. This work addresses the insertion of large railway stations located in central areas in the intense flows of regional and metropolitan scale and, at the same time, their consolidation as protagonists in the urban dynamics, acting as generators of urbanity and vitality in the cities. Relating the central role of these equipments, their insertion in the territory, their function in the transportation network and the relation with the public spaces of their surroundings, the research starts from a theoretical reflection that faces contemporary issues to analyze the stations through studies of case. It seeks, therefore, to appraise the current requirements that involve the large intermodal passenger terminals that have rail transport as the main element.

Este trabalho está relacionado coma implantação de adequados terminais intermodais para granéis sólidos nas margens das hidrovias, de modo a aumentar a participação do modal fluvial na matriz de transporte do país. Apresenta-se, inicialmente, um panorama da distribuição modal de transportes em que se enfatiza a deficiência dos terminais fluviais existentes como umfator responsável por esta distribuição. É estabelecido, então, como objetivo do trabalho o desenvolvimento do projeto de umterminal intermodal para a hidrovia Tietê-Paraná. O primeiro passo para o projeto é um estudo de demandas e de capacidade da via onde se define: o tipo de carga, quantidade de carga movimentada atualmente e a projeção de demanda, bem como a distribuição da movimentação ao longo do ano. E, emseguida, estima-se a capacidade de movimentação da via. Para desenvolver o projeto é feita uma compilação de diretrizes propostas para dimensionamento de terminais e de seus subsistemas (hidroviário, ferroviário, rodoviário, de armazenagem e de movimentação). Além disto, são analisados os critérios para avaliação do terminal. Antes de desenvolver o projeto, faz-se uma análise crítica dos terminais existentes na hidrovia, assinalando-se suas falhas. Para o dimensionamento do terminal são formuladas diversas configurações que envolvem combinações de diferentes taxas de movimentação e diferentes capacidades de armazenagem. Utilizando a técnica de simulação, com o emprego do software ARENA, obtém-se o desempenho destas configurações em termos de tempo de permanência para cada modal, que mede o nível de serviço oferecido pelo terminal. As alternativas geradas são, então, avaliadas em função do nível de serviço oferecido e do valor presente líquido do investimento, o que conduza escolha de melhor solução. / This thesis is related to the implementation of suitable intermodal terminals for solid bulk cargo with the purpose of increasing the inland waterway participation in the country transportation matrix . Firstly, it is presented a general view of the modal transportation distribution, mainly based on the highway modal, in which the deficiency of the existing inland terminals is stressed as a factor for this distribution. It is specified, therefore, as the purpose of this thesis, the development of the project of an intermodal terminal for the Tietê-Paraná waterway. As the first step of the study, it is performed an analysis of cargo demand as well as of the waterway capacity, in which it is defined: the type of cargo, the amount of cargo transported and its distribution along the year. It is also estimated the cargo demand for the future which remains below the waterway capacity. In order to prepare the project development, it is done a compilation of procedures recommended for multimodal terminals and their components (waterway, railway and highway ends, storage systems and cargo handling equipments). Besides, some criteria to evaluate the terminal performance are presented. A critical analysis of the waterway existing terminals is then presented and their drawbacks are pointed out. For the terminal project, some configurations, which involve combinations of different handling rates and storage capacities , are formulated. The performance evaluation of each option , in terms of vehicle stay time at the terminal, is done by probabilistic simulation technique, employing the commercial software ARENA. The generated options are then compared in terms of service level and net present value and the best configuration is then selected.

A questão em torno do aquecimento global vem preocupando a sociedade mundial,sendo que os governantes e ambientalistas têm intensificado estudos e aplicações de medidas para tentar minimizar os efeitos das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera. O setor de transporte é o segundo maior consumidor de energia, pois é muito dependente de combustíveis fósseis, que emitem quantidade elevada de CO2. O setor sucroenergético é um importante gerador de divisas para o país, sendo que a receita em 2010 foi de R$ 50 bilhões e as exportações alcançaram US$ 13,8 bilhões. O açúcar é um importante produto da pauta agrícola, o país exporta aproximadamente 70% da sua produção. O etanol é um importante gerador de energia, e consegue minimizar as suas emissões durante seu ciclo produtivo em até 90%, quando comparado a gasolina, seu principal concorrente. Dada a importância do transporte nas emissões de gases de efeito estufa e a possibilidade da mudança de modalidade reduzir essas emissões, o objetivo desta tese é estimar os benefícios da redução das emissões de CO2, a partir da mudança da matriz de transporte,para o setor sucroenergético. Para tanto foi utilizada a metodologia de programação linear, utilizando a otimização para a minimização das emissões e do custo de transporte. O softwar eutilizado foi o GAMS e quatro diferentes cenários para ambos os produtos foi traçado. O primeiro e o segundo foi modelado para a safra 2010/2011 e foi considerada a atual malha de transporte, sendo que a diferença entre os dois foi que no primeiro realizou-se a imposição da quantidade máxima de carga utilizando a intermodalidade com base no que foi escoado no ano 2010 e no segundo liberou-se esse volume. O objetivo é captar qual seria a configuração ideal tanto em termos econômicos como ambiental, caso não houvesse problemas estruturais e de infraestrutura para a utilização mais intensa de mais de um modal de transporte. No terceiro e quarto cenário foi utilizada uma estimativa para a safra 2020/2021, sendo que a diferença entre as duas modelagens foi que no terceiro manteve-se a mesma infraestrutura atualmente observada e no último expandiu-se as rotas intermodais passíveis de serem utilizadas considerando todas as obras de transporte apresentadas pela iniciativa privada, governo federal e as inseridas no Plano de Aceleração do Crescimento I e II. Os resultados apontaram um trade-off entre custo e emissão quando se compara os resultados da minimização das emissões e da minimização dos custos no mesmo cenário. No entanto, quando se confronta os resultados obtidos entre os cenários propostos verifica-se que é possível reduzir tanto os custos quanto as emissões para ambos os produtos. Para a safra 2020/2021, a simples possibilidade de se utilizar mais intensamente modais de transporte diferentes do rodoviário possibilitaria atingir em apenas três anos a redução de 6,6 milhões de toneladas de CO2 e R$ 3,3 bilhões no escoamento do açúcar e etanol. A mitigação através da mudança de modal poderia inserir o setor no mercado de carbono e conquistar mercados preocupados em obter produtos sustentáveis. / Global warming is a major and growing concern around the world, with governments and environmentalists intensifying studies involving measures aimed at minimizing the effects of greenhouse gas emissions into the atmosphere. Among major sectors, transportation is the second largest energy user and it remains highly dependent on fossil fuels that emit high amounts of CO2. The sugarcane industry is an important source of export revenues for Brazil: while total revenues for 2010 reached US$ 25 billion, about US$ 13.8 billion of that was generated by exports. Sugar is a key agricultural product on the Brazilian export agenda, with about 70% of production shipped to other countries. Ethanol, also produced from sugarcane, is a major ingredient of the countrys energy mix, which can also minimize emissions through its lifecycle by up to 90% compared to gasoline, its main competitor at the pump. Given the importance of transportation in greenhouse gas emissions and the possibility of diversifying transportation systems to achieve emission reductions, the goal of this thesis is to estimate the benefits the sugar-energy industry of reducing CO2 emissions through a diversification of transportation methods utilized by the industry. A methodology that relies on linear programming was used, aimed at optimization in order to minimize emissions and transportation costs. GAMS, a widely used software in linear programming, was utilized to construct four different scenarios for both products. Scenarios one and two covered the 2010/2011 harvest and considered the current transportation network, the difference being that scenario one considered a fixed cargo ceiling and various transport modes while scenario two, the cargo ceiling was eliminated. The idea was to arrive at an ideal configuration in both economic and environmental terms, considering no structural or infrastructure obstacles to more intense utilization of different modes of transport. Scenarios three and four relied on a long-range estimate for the 2020/2021 sugarcane harvest, the main difference between the two models being that model three is based on the same infrastructure that currently exists while model four considers an expansion of possible routes involving various transport modes that could be used, considering all transportation-related projects launched by private contractors and the federal government, including those that are a part of the governments Accelerated Growth Plans I and II, also known as PAC. The results point to a tradeoff between costs and emissions, when the results of minimizing emissions and costs within the same scenario are compared. However, when results between the proposed scenarios are pitted against one another, it can be concluded that it is possible to cut costs as well as emissions for both sugar and ethanol. In the 2020/2021 harvest, the simple possibility of utilizing a variety of road transport modes that dont involve road transportation would allow for a 6.6 million ton reduction in CO2 emissions, with a R$3.3 billion savings in cost of shipping sugar and ethanol. Mitigation through change transportation mode changes could finally insert the industry in carbon markets, while conquering markets where a greater concern with sustainability already exists.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3178.pdf: 5667245 bytes, checksum: c48bc6ad36e2a190f7ec6207752bd88b (MD5) Previous issue date: 2010-06-02 / Universidade Federal de Sao Carlos / Soybean is one of the most important agricultural products grown in Brazil. Comparing to the total volume of grain produced, soybean corresponds to approximately 44% and the midwest region is the largest soybean producer in Brazil. Because of that, the soybean that goes for export, on average, have to go over large distances to reach the maritime ports from where it is exported. Transport costs represent approximately 25% of the total cost what influences directly on the product price in international market. Loading transportation over long distances, such as the Brazilian soybean flows, the intermodal transportation is an alternative to make the soybean flows for export more economical. The efficient loading transportation using more than one modal depends not only on the availability of the transport itself but also on support infrastructure, such as intermodal terminals. In order to support decisions regarding the design and operation of the network flow of soybean for export, this work proposes using a mathematical programming model based on the Theory of Facilities Location to locate intermodal terminals in the network, taking into account not only the physical network, but also flows of soybeans that are moved by its vertices and arcs. We made several computational preliminary tests to verify the adequacy of the model to the reality we want to represent. Given the adequacy of the model, new experiments were done on a network that represents more realistically the present situation of the soybean flows in Brazil. / A soja é um dos principais produtos agrícolas produzidos pelo Brasil. Em relação ao volume total de grãos produzidos, a soja corresponde à aproximadamente 44%, sendo a região Centro-Oeste a maior produtora do grão no Brasil. Por isso, a soja em grão destinada à exportação percorre, em média, grandes distâncias para chegar aos portos marítimos por onde é exportada. Os custos de transporte correspondem à cerca de 25% do custo total, influenciando de forma direta no preço do produto no mercado internacional. Para o transporte de cargas por longas distâncias, como é o caso do escoamento da soja brasileira, a intermodalidade de transporte surge como uma alternativa para tornar a movimentação da soja destinada à exportação mais econômica. O funcionamento eficiente do transporte de uma carga por mais de um modal depende não só da disponibilidade do modal em si, mas também de uma infraestrutura de apoio, como terminais intermodais. Como forma de apoiar decisões relativas ao projeto e operacionalização da rede de escoamento da soja em grão destinada à exportação, esta pesquisa propõe a utilização de um modelo de programação matemática baseado da Teoria de Localização de Instalações para localizar terminais intermodais nesta rede, levando em consideração não só a rede física, como também os fluxos de soja que são movimentados por seus vértices e arcos. Foram feitos diversos testes computacionais preliminares para verificar a adequação do modelo à realidade que se deseja representar. Diante da adequação do modelo, foram feitos novos experimentos em uma rede que representa de forma mais realista a situação atual dos fluxos de soja em grão pelo Brasil.

A questão em torno do aquecimento global vem preocupando a sociedade mundial,sendo que os governantes e ambientalistas têm intensificado estudos e aplicações de medidas para tentar minimizar os efeitos das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera. O setor de transporte é o segundo maior consumidor de energia, pois é muito dependente de combustíveis fósseis, que emitem quantidade elevada de CO2. O setor sucroenergético é um importante gerador de divisas para o país, sendo que a receita em 2010 foi de R$ 50 bilhões e as exportações alcançaram US$ 13,8 bilhões. O açúcar é um importante produto da pauta agrícola, o país exporta aproximadamente 70% da sua produção. O etanol é um importante gerador de energia, e consegue minimizar as suas emissões durante seu ciclo produtivo em até 90%, quando comparado a gasolina, seu principal concorrente. Dada a importância do transporte nas emissões de gases de efeito estufa e a possibilidade da mudança de modalidade reduzir essas emissões, o objetivo desta tese é estimar os benefícios da redução das emissões de CO2, a partir da mudança da matriz de transporte,para o setor sucroenergético. Para tanto foi utilizada a metodologia de programação linear, utilizando a otimização para a minimização das emissões e do custo de transporte. O softwar eutilizado foi o GAMS e quatro diferentes cenários para ambos os produtos foi traçado. O primeiro e o segundo foi modelado para a safra 2010/2011 e foi considerada a atual malha de transporte, sendo que a diferença entre os dois foi que no primeiro realizou-se a imposição da quantidade máxima de carga utilizando a intermodalidade com base no que foi escoado no ano 2010 e no segundo liberou-se esse volume. O objetivo é captar qual seria a configuração ideal tanto em termos econômicos como ambiental, caso não houvesse problemas estruturais e de infraestrutura para a utilização mais intensa de mais de um modal de transporte. No terceiro e quarto cenário foi utilizada uma estimativa para a safra 2020/2021, sendo que a diferença entre as duas modelagens foi que no terceiro manteve-se a mesma infraestrutura atualmente observada e no último expandiu-se as rotas intermodais passíveis de serem utilizadas considerando todas as obras de transporte apresentadas pela iniciativa privada, governo federal e as inseridas no Plano de Aceleração do Crescimento I e II. Os resultados apontaram um trade-off entre custo e emissão quando se compara os resultados da minimização das emissões e da minimização dos custos no mesmo cenário. No entanto, quando se confronta os resultados obtidos entre os cenários propostos verifica-se que é possível reduzir tanto os custos quanto as emissões para ambos os produtos. Para a safra 2020/2021, a simples possibilidade de se utilizar mais intensamente modais de transporte diferentes do rodoviário possibilitaria atingir em apenas três anos a redução de 6,6 milhões de toneladas de CO2 e R$ 3,3 bilhões no escoamento do açúcar e etanol. A mitigação através da mudança de modal poderia inserir o setor no mercado de carbono e conquistar mercados preocupados em obter produtos sustentáveis. / Global warming is a major and growing concern around the world, with governments and environmentalists intensifying studies involving measures aimed at minimizing the effects of greenhouse gas emissions into the atmosphere. Among major sectors, transportation is the second largest energy user and it remains highly dependent on fossil fuels that emit high amounts of CO2. The sugarcane industry is an important source of export revenues for Brazil: while total revenues for 2010 reached US$ 25 billion, about US$ 13.8 billion of that was generated by exports. Sugar is a key agricultural product on the Brazilian export agenda, with about 70% of production shipped to other countries. Ethanol, also produced from sugarcane, is a major ingredient of the countrys energy mix, which can also minimize emissions through its lifecycle by up to 90% compared to gasoline, its main competitor at the pump. Given the importance of transportation in greenhouse gas emissions and the possibility of diversifying transportation systems to achieve emission reductions, the goal of this thesis is to estimate the benefits the sugar-energy industry of reducing CO2 emissions through a diversification of transportation methods utilized by the industry. A methodology that relies on linear programming was used, aimed at optimization in order to minimize emissions and transportation costs. GAMS, a widely used software in linear programming, was utilized to construct four different scenarios for both products. Scenarios one and two covered the 2010/2011 harvest and considered the current transportation network, the difference being that scenario one considered a fixed cargo ceiling and various transport modes while scenario two, the cargo ceiling was eliminated. The idea was to arrive at an ideal configuration in both economic and environmental terms, considering no structural or infrastructure obstacles to more intense utilization of different modes of transport. Scenarios three and four relied on a long-range estimate for the 2020/2021 sugarcane harvest, the main difference between the two models being that model three is based on the same infrastructure that currently exists while model four considers an expansion of possible routes involving various transport modes that could be used, considering all transportation-related projects launched by private contractors and the federal government, including those that are a part of the governments Accelerated Growth Plans I and II, also known as PAC. The results point to a tradeoff between costs and emissions, when the results of minimizing emissions and costs within the same scenario are compared. However, when results between the proposed scenarios are pitted against one another, it can be concluded that it is possible to cut costs as well as emissions for both sugar and ethanol. In the 2020/2021 harvest, the simple possibility of utilizing a variety of road transport modes that dont involve road transportation would allow for a 6.6 million ton reduction in CO2 emissions, with a R$3.3 billion savings in cost of shipping sugar and ethanol. Mitigation through change transportation mode changes could finally insert the industry in carbon markets, while conquering markets where a greater concern with sustainability already exists.

La promotion du transport ferroviaire de marchandises permet d’améliorer l’impact environnemental du transport de marchandises, à travers la réduction de la part modale de la route, qui est responsable d’environ un quart des émissions européennes de CO2. L’objet de cette thèse est d’analyser les flux de marchandises afin de proposer des solutions opérationnelles qui permettraient d’augmenter la part de marché du transport de fret ferroviaire, notamment grâce à une meilleure utilisation des terminaux intermodaux. La première partie de la thèse fournit une synthèse des principales modèles théoriques concernant l’analyse de la demande et de l’offre de transport de marchandises, afin d’analyser le lien entre activité économique et transport de marchandises. Une analyse détaillée des sources statistiques disponibles au niveau européen, national et régional, est aussi fournie. Dans la deuxième partie, une application au cas des chantiers de transbordement rail-route en France est présentée, et une comparaison avec d’autres pays européens est réalisée. L’objectif de cette analyse est d’estimer la demande potentielle de transport combiné, d’évaluer la productivité des terminaux intermodaux et d’étudier l’impact socio-économique et financier des investissements dans les terminaux intermodaux, en évaluant également la possibilité des nouveaux montages financiers (PPP). Les résultats de l’analyse montrent un large potentiel pour le transport combiné, en particulier en lien avec l’activité des ports maritimes, et une productivité faible dans les terminaux existants. En conséquence, cette analyse suggèrerait de concentrer les investissements sur un nombre limité de sites à haut potentiel, afin d’attirer des investissements privés et optimiser l’utilisation des fonds publics. Les implications politiques de cette analyse sont multiples : elles concernent d’abord le gestionnaire d’infrastructure et les opérateurs ferroviaires, qui doivent mieux planifier les investissements en fonction de la demande commerciale. Elles concernent aussi l’Etat et les collectivités locales, qui doivent optimiser l’utilisation des fonds publics en favorisant les localisations à haut potentiel. / The promotion of railway modal share has large benefits on the environment by reducing the modal share of road transport, which is responsible for about one-fourth of European CO2 emissions. The aim of this dissertation is to analyse freight transport flows in order to provide operational solutions to increase the modal share of railways transport through a better use of intermodal terminals. In the first part of the dissertation a theoretical survey of freight transport models is provided, in order to show the linkage between freight transport and economic activities. A comprehensive analysis of data sources at European, national and regional levels is also provided. In the second part of the dissertation an application to the case of railway intermodal terminals in France is provided, with some comparisons to other European countries. The scope of the analysis is to estimate the potential demand of combined transport, to assess the productivity of intermodal terminals and to evaluate the socio-economic and financial impact of new investments in terminals, also through new project financing schemes (PPPs). The results show a large potential for railway intermodal transport, especially in connection with maritime ports, and low productivity in existing terminals. As a consequence it’s fundamental to concentrate new investments in a few high potential locations, in order to attract private investments and to provide a better use of public funds. The policy implications of this analysis are multiple: it concerns first the railway companies and the infrastructure managers, which should better plan their investments according to commercial needs. It concerns also governments and regional authorities which should better concentrate public funds on optimal terminal locations.

Cette thèse porte sur la modélisation du trafic dans les réseaux routiers et comment celle-ci est intégrée dans des modèles d'optimisation. Ces deux sujets ont évolué de manière plutôt disjointe: le trafic est prédit par des modèles mathématiques de plus en plus complexes, mais ce progrès n'a pas été incorporé dans les modèles de design de réseau dans lesquels les usagers de la route jouent un rôle crucial. Le but de cet ouvrage est d'intégrer des modèles d'utilités aléatoires calibrés avec de vraies données dans certains modèles biniveaux d'optimisation et ce, par une décomposition de Benders efficace. Cette décomposition particulière s'avère être généralisable par rapport à une grande classe de problèmes communs dans la litérature et permet d'en résoudre des exemples de grande taille. Le premier article présente une méthodologie générale pour utiliser des données GPS d'une flotte de véhicules afin d'estimer les paramètres d'un modèle de demande dit recursive logit. Les traces GPS sont d'abord associées aux liens d'un réseau à l'aide d'un algorithme tenant compte de plusieurs facteurs. Les chemins formés par ces suites de liens et leurs caractéristiques sont utilisés afin d'estimer les paramètres d'un modèle de choix. Ces paramètres représentent la perception qu'ont les usagers de chacune de ces caractéristiques par rapport au choix de leur chemin. Les données utilisées dans cet article proviennent des véhicules appartenant à plusieurs compagnies de transport opérant principalement dans la région de Montréal. Le deuxième article aborde l'intégration d'un modèle de choix de chemin avec utilités aléatoires dans une nouvelle formulation biniveau pour le problème de capture de flot de trafic. Le modèle proposé permet de représenter différents comportements des usagers par rapport à leur choix de chemin en définissant les utilités d'arcs appropriées. Ces utilités sont stochastiques ce qui contribue d'autant plus à capturer un comportement réaliste des usagers. Le modèle biniveau est rendu linéaire à travers l'ajout d'un terme lagrangien basé sur la dualité forte et ceci mène à une décomposition de Benders particulièrement efficace. Les expériences numériques sont principalement menés sur un réseau représentant la ville de Winnipeg ce qui démontre la possibilité de résoudre des problèmes de taille relativement grande. Le troisième article démontre que l'approche du second article peut s'appliquer à une forme particulière de modèles biniveaux qui comprennent plusieurs problèmes différents. La décomposition est d'abord présentée dans un cadre général, puis dans un contexte où le second niveau du modèle biniveau est un problème de plus courts chemins. Afin d'établir que ce contexte inclut plusieurs applications, deux applications distinctes sont adaptées à la forme requise: le transport de matières dangeureuses et la capture de flot de trafic déterministe. Une troisième application, la conception et l'établissement de prix de réseau simultanés, est aussi présentée de manière similaire à l'Annexe B de cette thèse. / The subject of this thesis is the modeling of traffic in road networks and its integration in optimization models. In the literature, these two topics have to a large extent evolved independently: traffic is predicted more accurately by increasingly complex mathematical models, but this progress has not been incorporated in network design models where road users play a crucial role. The goal of this work is to integrate random utility models calibrated with real data into bilevel optimization models through an efficient Benders decomposition. This particular decomposition generalizes to a wide class of problems commonly found in the literature and can be used to solved large-scale instances. The first article presents a general methodology to use GPS data gathered from a fleet of vehicles to estimate the parameters of a recursive logit demand model. The GPS traces are first matched to the arcs of a network through an algorithm taking into account various factors. The paths resulting from these sequences of arcs, along with their characteristics, are used to estimate parameters of a choice model. The parameters represent users' perception of each of these characteristics in regards to their path choice behaviour. The data used in this article comes from trucks used by a number of transportation companies operating mainly in the Montreal region. The second article addresses the integration of a random utility maximization model in a new bilevel formulation for the general flow capture problem. The proposed model allows for a representation of different user behaviors in regards to their path choice by defining appropriate arc utilities. These arc utilities are stochastic which further contributes in capturing real user behavior. This bilevel model is linearized through the inclusion of a Lagrangian term based on strong duality which paves the way for a particularly efficient Benders decomposition. The numerical experiments are mostly conducted on a network representing the city of Winnipeg which demonstrates the ability to solve problems of a relatively large size. The third article illustrates how the approach used in the second article can be generalized to a particular form of bilevel models which encompasses many different problems. The decomposition is first presented in a general setting and subsequently in a context where the lower level of the bilevel model is a shortest path problem. In order to demonstrate that this form is general, two distinct applications are adapted to fit the required form: hazmat transportation network design and general flow capture. A third application, joint network design and pricing, is also similarly explored in Appendix B of this thesis.