Dans une perspective de report modal, la performance adaptative est un facteur important du développement des systèmes de transports collectifs. Il est donc fondamental de disposer d’outils permettant d’évaluer leur vulnérabilité à des perturbations et le rôle de certaines actions comme l’information des voyageurs. Le modèle PERTURB et la plate-forme de simulation, développés dans le cadre de cette recherche ont ainsi pour objet de mesurer la vulnérabilité structurelle et fonctionnelle des transports en commun ainsi que le rôle de l’information des voyageurs dans la régulation de situations perturbées. Trois champs théoriques sont mobilisés : théorie de systèmes, théorie des graphes et systèmes multi-agents. Les simulations sont réalisées sur un terrain d’étude (Ile-de-France) et des systèmes de transport théoriques. Elles permettent d’effectuer des préconisations en matière d’Aménagement des transports et d’information des voyageurs mais suscitent également de nouvelles interrogations. Comment intégrer l’information des voyageurs dans l’optimisation du traitement des situations perturbées ? Comment concilier une transparence de l’information et éviter des reports trop massifs de flux de voyageurs ? / IIn a perspective of modal transfer, adaptative performance is an important factor in the development of public transport systems. Tools are therefore necessary to allow estimation of their vulnerability to perturbations, as well as that of the role played by specific actions like passengers’ information. The PERTURB model and the simulation platform developed in this research aim to measure the structural and functional vulnerability of public transport, as well as the role played by passengers’ information in the regulation of disrupted situations. This study explores three theoretical fields : systems’ theory, graphs theory and multi-agents systems. Simulations are used in a field study (the region of Ile-de-France) and in theoretical transportation systems. These simulations allow us not only to formulate recommendations, regarding transport planning and passengers’ information, but they also rise new issues. How can passengers’ information be integrated in order to get the optimal management of disrupted situations ? Is it possible to deliver clear information while avoiding excessive transfer of passengers’ flow at the same time ?

Dans cette thèse sera traité le thème de l’intégration et de l’articulation entre urbanisme et transport, avec le but d’évaluer et étudier le sens de l’application d’un plan régional de Transit Oriented Development (TOD) ou d’urbanisme des transports en commun en Nord-Pas-de-Calais. À cet égard nous avons fait le choix d’utiliser l’outil de la modélisation intégrée d’usage du sol et transport et notamment le logiciel de simulation Tranus, pour implémenter un modèle de simulation capable de répondre aux plusieurs questionnements à la base de cette recherche.On propose dans ce texte une perspective intégrée, inclusive et interactive sur les problématiques et les enjeux qui concernent les politiques d’usage du sol et des transports à l’échelle d’une région. Selon une approche multidisciplinaire et multi-échelle, qui suit les principes d’interdépendances entre les nombreux éléments du territoire, que l’on retrouve dans l’urbanisme des réseaux. Il s’agit d’aborder les thématiques de la mobilité et des transports, selon un nouveau paradigme, basé sur les concepts d’accessibilité, de connectivité et de multimodalité et donc selon l’idée de concevoir un urbanisme et un développement non plus auto-centré, mais orientés vers l’usage des transports en commun et des modes de transport non motorisés. La thèse s’inscrit dans le cadre d’un travail de recherche doctorale en aménagement et transport, déroulé à l’Université des Sciences et Technologies de Lille 1 à travers une cotutelle entre le Laboratoire Ville Mobilité et Transport (LVMT – IFSTTAR) et l’Université de Calabre (Italie) et une collaboration scientifique avec le bureau d’étude d’ingénierie Vénézuélien Modelistica. / This thesis discuss the theme of integration and articulation between urban and transportation planning, with the aim of evaluate and studyi the sense and potentialities of the application of a Regional Plan for Transit Oriented Development (TOD) in Nord-Pas-de-Calais. In this regard we have chosen to use the tool of land use and transport integrated modeling (LUTI), and in particular the integrated simulation software Tranus, to implement a model which could answer to several research questions.We propose in this paper an integrated, inclusive and interactive perspective about problems and issues concerning land-use and transport policies at a regional level. A multidisciplinary and multi-scalar approach, following the principles of interdependence between all different elements of the territory, which is found in the concept of "networked city" of Dupuy. The aim is to address the themes of mobility and transport, according to a new paradigm, based on the concepts of accessibility, connectivity and multimodality and therefore according to the idea of an urbanism and a development oriented to transit and non-motorized transport, rather than car-oriented. The thesis is part of a phd research in urban and transportation planning, held at the University of Science and Technology of Lille 1, through a joint supervision between the Laboratoire Ville MObilité et Transport (LVMT - IFSTTAR) and the University of Calabria (Italy) and a scientific collaboration with Venezuelan engineering firm Modelistica.

La Voiture Particulière a su mieux que les Transports Collectifs s'adapter aux comportements de déplacements et son utilisation croissante a des répercussions environnementales, sociales et économiques importantes. Or, en jouant sur le choix modal mais aussi sur les recettes dégagées pour le financement des transports, la tarification apparaît comme un outil intéressant. Notre analyse socioéconomique des coûts de déplacements et des simulations sur le modèle de prévision de la RATP (IMPACT4) ont pu montrer que plusieurs pistes d'amélioration étaient possibles. Tout d'abord, concernant les Transports Collectifs, il existe des marges de manoeuvre sur le prix des déplacements occasionnels pour attirer de nouveaux usagers « solvables ». En revanche, pour les déplacements domicile-travail, dont la tarification est aujourd'hui déjà attractive, seule une réforme profonde de la structure tarifaire semble pertinente. Par ailleurs, la tarification de la voiture, au travers d'un péage urbain plutôt que d'une taxe carbone, apparaît efficace, si des mesures de redistribution, l'accompagnent.

En 2002, la régionalisation de l'action publique a franchi une étape importante avec le transfert aux Régions, à l'issue d'une expérimentation de cinq ans, d'une nouvelle compétence en matière de transports collectifs. Ce travail de doctorat tente de comprendre de quoi dépendent les usages régionaux de cette compétence et ce que ces usages traduisent en termes de recompositions de l'action publique. Reposant sur une analyse comparée de quatre régions (Alsace, Centre, Languedoc-Roussillon et Midi-Pyrénées), il s'attache à saisir l'action publique " au concret " à partir d'une combinaison d'approches empiriques et théoriques. Alors que l'étude des politiques de transport a été abandonnée depuis longtemps à d'autres disciplines (géographie et économie, notamment), la mobilisation d'une approche de science politique permet d'éclairer cet objet sous un jour nouveau. Le transport ferroviaire représente l'archétype même du secteur avec ses élites, son expertise et ses normes. Il constitue également un domaine où les réalisations ont une forte dimension spatiale, matérielle et technique. Ces spécificités impriment leur marque aux politiques régionales et soulèvent des questions concernant les rapports entre secteur et territoires, ainsi qu'entre technique et politique. En même temps, l'étude de la régionalisation des transports collectifs apporte des éléments substantiels à l'analyse de la Région et du pouvoir à cette échelle. Elle permet de dégager des pistes pour une approche renouvelée des politiques régionales.

Au cours du XXème siècle, les réformes de décentralisation et de régionalisation ont profondément modifié le fonctionnement des institutions locales et les relations qu'elles entretiennent les unes avec les autres. A travers l'étude des politiques de transports mises en œuvre en Bretagne depuis la deuxième moitié du XIXème siècle, nous avons pu mettre en avant l'impact de ces réformes sur la conduite de politiques publiques. Ces mutations se matérialisent par le développement des apprentissages organisationnels et des dispositifs de gestion nouveaux par les autorités organisatrices des transports. A travers la prise en main de leur politique de transports collectifs, les collectivités territoriales ont ainsi pu s'affirmer dans leur rôle d'autorités organisatrices. Consécutivement, des phénomènes de compétition se sont développés entre les différentes collectivités territoriales responsables des transports, principalement entre la région et les départements. Ainsi, la bonne entente traditionnelle entre les collectivités territoriales bretonnes a été perturbée par la décentralisation et la régionalisation. Afin de restaurer l'équilibre et de parvenir à mettre en cohérence les politiques publiques sur son territoire, la Région Bretagne a élaboré un dispositif organisationnel rassemblant l'ensemble des élus chargés des transports sur son territoire. Au gré du développement de projets de transports concertés, un nouveau système de gouvernement du local se structure à l'échelon régional. Ce système que nous appellons "méso-gouvernance" régionale dont nous modélisons dans cette thèse les principes constitue un modèle hybride, à mi-chemin entre gouvernement local et gouvernance territoriale.

Face aux défis actuels posés par la pollution atmosphérique et la congestion des axes routiers urbains et périurbains et à l’étalement urbain, les pôles d'échanges multimodaux (PEM) sont conçus et mis en œuvre comme des outils de développement de mobilités durables, susceptibles de favoriser l’utilisation de modes de transport complémentaires (marche à pied, vélo, autobus urbains, tramways, métros…).Leur présence de plus en plus affirmée le long des axes de transports collectifs en site propre (TCSP) démontre leur adaptabilité aux différents contextes institutionnels, territoriaux et réticulaires. Leur but est de limiter le trafic automobile entrant dans les villes, et de susciter un report modal suffisant vers les transports collectifs. Cela donne lieu à des études très poussées en matière d’estimation des flux et d’insertion urbaine. Car les PEM entretiennent des relations avec les quartiers où ils sont implantés.Mais cette profusion des PEM, que l'on observe depuis une trentaine d'années - avec une accélération au début des années 2000 - cache en réalité des réalités bien différentes, tout comme les appellations que les AOTU leur donnent. En dépit de tentatives de normalisation, faites par les pouvoirs publics, nous constatons que le fonctionnement des PEM et leur configuration physique répondent avant tout aux nécessités locales et aux compromis entre les différents acteurs impliqués dans la construction et l’exploitation de ce type d’équipements.Notre thèse se propose donc de dresser un état des lieux de la recherche en matière de PEM et d'intermodalité, en ayant recours à de nombreux outils et méthodes (relevés et enquêtes de terrain, entretiens avec des professionnels acteurs du secteur des transports publics, démarche modélisatrice et d’inventaire des services proposés) pour déterminer si le PEM est bien un élément majeur des politiques de transport public et s'il contribue pleinement, en son sein, à l'interfaçage d'échelles de transports complémentaires. / Confront the challenges posed by air pollution and congestion on urban and suburban roads and urban sprawl, the multimodal hubs are designed and implemented as a sustainable mobility development tools, which may promote the use of complementary modes of transport (walking, cycling, transit buses, trams, subways ...).Their presence increasingly assertive along public transport axes own site demonstrates their adaptability to different institutional contexts, territorial and reticular. Their goal is to limit car traffic entering the cities, and generate sufficient modal shift towards public transport. This gives rise to very extensive studies in estimating flow and urban integration. Indeed, multimodal hubs have relations with the neighborhoods where they are located.But this profusion of multimodal hubs, which is observed over the past thirty years - with an acceleration in the early 2000’s - actually hides realities very different, as are the names that give them local transport authorities. Despite standardization attempts made by the government, we find that the operation of multimodal hubs and their physical configuration leads to meet local needs and compromise between the different actors involved in the construction and operation of this type of equipment.Our thesis therefore proposes to draw up an inventory of research for multimodal hubs and intermodality, by using many tools and methods (surveys and field surveys, interviews with professionals involved in public transport sector, model-process and inventory of available services) to determine whether the multimodal hub is a major element of public transport policies and if it contributes, within it, interfacing complementary scales transport.

L'intérêt pour les transports collectifs ne cesse de croître avec la prise de conscience des problèmes engendrés par le «tout automobile». Dans ce contexte, les transports en commun en site propre, et particulièrement les tramways, reconquièrent les villes. Toutes ces nouvelles orientations représentent des sommes d'argent considérables, c'est pourquoi les questions de conception et d'évaluation des projets de transport public sont cruciaux.<br />Cette thèse développe une méthode qualitative d'aide à la conception et à l'évaluation des réseaux de transports collectifs et s'intéresse, plus spécifiquement aux lignes de tramway. La méthode constitue aussi un outil puissant de pondération des outils quantitatifs.<br />Toute personne possède une représentation mentale de l'espace urbain qu'elle parcourt réellement ou virtuellement. Les réseaux de transport collectif influencent les cartes mentales de l'espace urbain. Ils contraignent la perception que les gens ont de la ville à travers leurs itinéraires mais aussi modifient les distances entre les points, créant un espace temps spécifique. Cependant, les cartes mentales, tels des instruments de navigation, agissent par activations sélectives ou abandon de certaines branches du réseau. C'est pourquoi l'étude des représentations mentales, de leur capacité à intégrer des éléments nouveaux comme une nouvelle ligne de transport public est capitale.<br />Cette recherche étudie les éléments constitutifs des cartes mentales puis la manière dont celles-ci évoluent avec la mise en service d'une nouvelle ligne de transport collectif. Elle s'intéresse aussi à la taille, à la localisation des territoires d'appartenance des individus et à leurs évolutions, question essentielle pour désenclaver les quartiers en difficulté.<br />Les enseignements cernent les éléments du transport collectif qui déterminent fortement les représentations mentales. La topologie de celles-ci, les seuils de perception sont analysés en particulier et partiellement expliqués. Enfin, les cartes mentales peuvent se regrouper par types selon leur capacité à intégrer des éléments nouveaux. Chaque type correspond à un profil d'individu. Cette conclusion est capitale car elle permet, par l'utilisation de la méthode, d'évaluer dans quelle mesure les représentations mentales des individus, concernés par un projet de transport collectif, sont enclines à intégrer la future ligne ou non.<br />Les résultats de cette recherche, ainsi que la méthode développée, sont autant d'enseignements précieux pour un aménageur ou, de manière générale, un décideur en matière d'urbanisme et de transport.

Un modèle structurel est fourni afin d'appréhender les phénomènes de capacité dans un modèle d'affectation de flux de voyageurs sur un réseau de transport collectifs. Cela a été fondé sur une représentation du réseau de transports collectifs en deux couches : sur la couche inférieure, le modèle traite séparément chaque sous système du réseau (ligne, station et rabattement) en fonction des effets de capacité spécifiques ; sur la couche supérieure, le choix d'itinéraire d'un voyageur individuel est adressée par une représentation du réseau en leg (ou segment de ligne) en utilisant le coût et les caractéristiques opérationnelles des sous-systèmes respectifs. On établit une cadre novateur pour modéliser les effets de capacité et on développe le modèle CapTA (pour Capacitated Transit Assignment). Il s'agit d'un modèle d'affectation de flux systémique et modulaire. Il adresse les phénomènes de capacité ci dessous : La qualité du service en véhicule est liée au confort de voyageurs à bord. L'occupation d'états de confort hétérogènes (places assises, strapontins et debout à de densités de voyageurs variables) influence la pénibilité perçu du voyage ; La capacité du véhicule à la montée impacte le temps d'attente de voyageurs et leur distribution aux missions disponibles ; La capacité de l'infrastructure de la ligne établit une relation entre le temps de stationnement des véhicules (and par extension les flux de voyageurs en montée et en descente) et la performance des missions et leur fréquence de service. Ces phénomènes sont traités par ligne d'exploitation sur la base d'un ensemble des modèles locaux qui rendent de flux et de coût spécifiques. Par conséquent, ils modifient les conditions locales d'un trajet en transports collectifs pour chaque voyageur individuel. Cependant, ils doivent être adressés dans le cadre d'un réseau de transports collectifs afin de recueillir leur effet sur les choix d'itinéraire sur le réseau ; essentiellement sur les arbitrages économiques qui impactent le choix entre itinéraires alternatifs. Leur traitement sur la couche réseau garantir la cohérence du choix d'itinéraire. Le modèle de station traite de contraintes de capacité spécifiques et évalue les conditions locales de marche, qui est sensible aux interactions des voyageurs à l'intérieur de la station : le goulot instantané à l'entrée d'un élément de circulation retard l'évacuation de la plateforme ; la densité de voyageurs et l'hétérogénéité des leur flux ralenti les voyageurs qui circulent dans une station ; la présence de l'information en temps réel influence le processus de décision des voyageurs. Ces effets n'ont pas seulement un impact sur le choix d'itinéraire à l'intérieure de la station, mais notamment ils modifient les choix de service sur le niveau du réseau. La Région Ile-de-France fournit un champ d'application idéal pour un modèle d'affectation de flux de voyageurs en transport collectifs sous contraintes de congestion. Plus précisément, il est utilisé dans le cadre du modèle CapTA pour illustrer les capacités de simulation et la finesse de l'approche de modélisation adoptée. Le réseau de transports collectifs contient 1 500 missions de cars et autocars, tout comme 260 missions ferroviaires et inclut 14 lignes de métro et 4 lignes de tramway. L'affectation de trafic à l'heure de pointe du matin est caractérisée d'une charge importante en voyageurs sur les sections centrales de lignes ferroviaires qui traversent la ville. Un temps de stationnement élevé, en raison de flux de montée et descente, et la réduction de la fréquence de service impactent la capacité des missions et des lignes. Le temps généralisé d'un trajet est impacté notamment de sa composante de confort à bord. De résultats détaillés sont présentés sur le RER A, la ligne la plus chargée du réseau ferroviaire régional / A structural model is provided to capture capacity phenomena in passenger traffic assignment to a transit network. That has been founded on a bi-layer representation of the transit network : on the lower layer the model addresses each network sub-system (line, station and access-egress) separately, on the basis of specific capacity effects ; on the upper layer a leg-based representation is used with respect to the sub-systems' costs and operating characteristics to address the trip maker's path choices. We establish a novel framework for modelling capacity effects and develop the CapTA network model (for Capacitated Transit Assignment). It is systemic and modular and addresses in particular the following capacity phenomena, the in-vehicle quality of service is linked to the comfort of the passengers on-board. The occupation of heterogeneous comfort states (seats, folding seats and standing at different passenger densities) influences the perceived arduousness of the travel ; the vehicle capacity at boarding influences the waiting time of the passengers and their distribution to the transit services ; the track infrastructure capacity relates the dwelling time of the vehicles (and by extent the alighting and boarding flows) with the performance of the transit services and their service frequency. These phenomena are dealt with by line of operations on the basis of a set of local models yielding specific flows and costs. Accordingly, they modify the local conditions of a transit trip for each individual passenger. However, these should be addressed within the transit network in order to capture their effect on the network path choices; essentially the economic trade-offs that influence the choice between different network itineraries. Their treatment in a network level assures the coherence of the path choice. Equivalently, a station sub-model addresses specific capacity constraints and yields the local walking conditions, sensible to the interaction of the passengers in the interior of a station : the instant bottleneck created at the entry of the circulation elements delays the evacuation of the station platforms; the passenger density and presence of heterogeneous passenger flows slows down the passengers who circulate in the station; and the presence of real-time information influences the decision making process of the transit users exposed to. These effects do not only impact locally the in-station path choice, but most notably they modify the choices of transit routes and itineraries on a network level. The Paris Metropolitan Region provides an ideal application field of the capacity constrained transit assignment model. It is mainly used as a showcase of the simulation capabilities and of the finesse of the modelling approach. The transit network involves 1 500 bus routes together with 260 trains routes that include 14 metro lines and 4 light rail lines. Traffic assignment at the morning peak hour is characterized by heavy passenger loads along the central parts of the railway lines. Increased train dwelling, due to boarding and alighting flows, and reduction in the service frequency impact the route and the line capacity. The generalized time of a transit trip is impacted mainly though its in-vehicle comfort component. Detailed results have been provided for the RER A, the busiest commuter rail line in the transit network

Dans de nombreuses métropoles, il n'existe pas de transports collectifs centralisés, publics ou privés. Des solutions alternatives se sont développées grâce à des systèmes de transports artisanaux qui reposent sur l'éclatement de la propriété et l'autonomie des équipages de véhicules. Leur mode d'organisation permet aux transports artisanaux de s'adapter à la demande de manière dynamique. Nous proposons d'analyser les caractéristiques de ces systèmes grâce à la modélisation multi-agents et les théories de l'auto-organisation. A travers plusieurs modèles, nous verrons comment les structures et les dynamiques de ces systèmes dépendent des stratégies individuelles et de la structure urbaine. A travers la question de l'adaptabilité du transport en commun, les transports artisanaux nous amènent à nous interroger sur les dimensions urbaines de la mobilité collective mais également sur la flexibilisation des services de transport. / Several metropolises have not any centralized collective transport system, neither private nor public. Alternative solutions appeared, their caracteristics are principally that the ownership is spread out and the vehicle crew is self-directed. The mode of organization of these transports allows them to adapt dynamically to the demand.We propose to analyse the caracteristics of these systems by means of multi-agents modeling and self-organization theory. Using several models, we show how structures and dynamics of these systems are linked to individual strategies and urban structure.Through the question of adaptability of collective transport, small-scale transports led to concern about urban dimensions of collective mobility and flexibilisation of transport services.

Etude des spécifications fonctionnelles puis opérationnelles du cahier des charges. Représentation du cahier des charges à l'aide du GRAFCET. Conception du modèle fonctionnel du pilote automatique. Analyse quantitative du modèle. Analyse de la sécurité.