1.3.2.1. La logique d’un modèle transport-urbanisme et ses apports

Les modèles transport-urbanisme font partie de la famille des modèles mathématiques.

Ces modèles ont deux composantes – le module d’urbanisme (utilisation du sol) et le module de transport, avec des mécanismes de couplement de ces modules, dans un système plus ou moins intégré.

Le modèle d’urbanisme - est utilisé pour simuler les évolutions démographiques et économiques basées sur la distribution spatiale des activités. Ses indicateurs décrivent la population, habituellement en termes de revenu et emploi, et les modes d’utilisation des sols d’une aire urbaine.

Le modèle de transport (plus précisément, le modèle de demande de transport) - a le rôle de simuler les comportements de déplacement dans le réseau de transport d’une aire urbaine. Cette classe de modèles simule le comportement des individus concernant leurs déplacements, en le considérant en rapport avec la répartition spatiale des activités humaines et les caractéristiques du réseau de transport.

Les modèles transport-urbanisme simulent l’interaction entre la composante transport et la composante localisation. Généralement, cette interaction est simulée par des mécanismes de feedback. Ces deux sous-systèmes sont liés par deux liens principaux. Le premier, via une liaison instantanée : le modèle localisation fournit au modèle transport des estimations de la localisation des ménages et des activités. La deuxième, via une liaison retardée : l’accessibilité affecte les coûts de transport, qui en retour influencent la localisation des activités urbaines.

On va décrire quelques éléments-clé subséquents des modèles urbanisme-transport.

Au niveau le plus élevé, on a un mécanisme de modélisation de l’utilisation des sols et un modèle séparé de transport.

Le module d’urbanisme dépend, en degrés variables, des sous-modèles de localisation, développement urbain, et d’un mécanisme qui équilibre la demande et l’offre sur les marchés. Le système urbain est largement modelé par la simulation des mécanismes qui affectent la localisation spatiale des activités dans la ville. Le plus important de ces facteurs de localisation est l’accessibilité, mais on peut rajouter d’autres facteurs géoéconomiques qui illustrent les interactions complexes et les motivations dans le processus de localisation : le prix foncier et immobilier, la planification, la topographie, le climat, etc. Dans un modèle d’interaction transport-urbanisme, on décompose le processus de décision de localisation en fonction des usages du sol les plus importants. On distingue ainsi souvent le modèle de localisation résidentielle et celui des activités économiques.

Le module de transport est généralement simulé via un processus à quatre étapes : génération des déplacements, distribution spatiale de ceux-ci, choix modal et affectation sur le réseau.

La notion d’accessibilité est un ingrédient clé dans plusieurs composantes d’un modèle urbanisme-transport. En termes d’utilisation du sol, l’accessibilité détermine l’utilité du choix de localisation d’une activité dans une zone, par le biais des coûts de transport en termes de distance, temps et convenance. L’accessibilité – la proximité de toutes les facilités urbaines – dépend donc largement des coûts de transport. Les firmes requièrent l’accessibilité aux facteurs de production et aux marchés, et les ménages ont besoin d’accessibilité aux opportunités d’emploi, commerces, écoles et équipements récréationnels.

Les modèles d’interaction transport-urbanisme ont généralement l’objectif de simuler les effets des mesures de planification. La façon dont la planification influence l’utilisation des sols, la localisation et les transports est simulée par l’introduction de changements dans les valeurs des variables déterminées de manière exogène (population et emploi). Les scénarios de politiques appliquées aux systèmes transport-urbanisme visent les politiques de régulation, de prix, d’investissement et de bien-être.

Les modèles de simulation permettent d’étudier et de planifier les systèmes urbains. Ces modèles soulignent l’importance des interdépendances entre système de transport et d’occupation des sols dans les processus de planification. Ils permettent au planificateur de mieux prévoir les effets des politiques d’urbanisation et de transport, et de tirer des enseignements quant à l’optimisation des investissements. Leur complexité conduit à construire des modèles destinés à prévoir et analyser le développement des systèmes urbains à un niveau de détail tel qu’ils puissent intégrer les processus les plus essentiels du développement spatial urbain.

Les modèles combinent théorie, données el algorithmes pour arriver à une représentation du fonctionnement du système urbain, de telle sorte que, une fois qu’on a calibré une simulation pour un scénario connu, le modèle puisse être utilisé pour faire des prévisions sur l’état futur du système. Ces modèles ont été créés pour être utilisés dans le management des systèmes urbains, afin de faciliter la planification de long terme, de simuler les résultats potentiels des décisions sur les villes et de tester des hypothèses concernant les systèmes urbains.

Toutefois, les modèles urbanisme-transport, comme tous les autres modèles, supposent un certain degré d’abstractivité et d’incertitude dans la représentation des systèmes et processus réels. En plus, la simulation urbaine pose des problèmes particuliers : les sous-systèmes urbains représentés dans les modèles – économique, social et environnemental – sont difficiles à simuler, les modèles sont utilisés comme support à des décisions ayant des impacts profonds dans la vie des personnes, les politiques de la ville sont difficiles à expérimenter.

Ces modèles font aujourd’hui l’objet d’améliorations. Parmi les tendances actuelles de développement des modèles d’interface transport-urbanisme on peut énumérer : la prise en compte de l’hétérogénéité des agents et des nombreux paramètres des déplacements (mode, itinéraire, tranche horaire), la modélisation de l’évolution des prix de l’immobilier, la prise en compte du cycle de vie des ménages, des accessibilités, l’équilibre partiel, etc.