Embouteillage, améliorer le trafic? Comment se forme t'il ?

Panneau de vitesse conseillée pour réduire un embouteillage

L'offre, c'est la capacité de la route (ou le nombre de voitures qu'elle peut accueillir). On estime la capacité d'une voie d'autoroute standard limitée à 130 km/h à 2.000 voitures par heure. Cette offre rencontre la demande, c'est-à-dire les déplacements que les usagers veulent effectuer, à un moment et un endroit précis.
Un embouteillage se déclenche donc à l'instant et à l'endroit où la demande dépasse l'offre: si 8.000 voitures se retrouvent sur une autoroute à trois voies qui ne peut contenir que 6.000 voitures, c'est le bouchon! Si tous les embouteillages naissent de cette inadéquation entre l'offre et la demande, on peut toutefois les classer en trois catégories: les récurrents (qui se produisent matin et soir pour aller au travail et rentrer chez soi), ceux qui sont plus ponctuels (liés aux départs en vacances ou en week-end), et ceux qui naissent d'un accident sur la route.

Une pluie forte diminue la capacité d'une route d'environ 10%: donc plus il pleut, plus un embouteillage se forme rapidement. Quant aux remorques embarquées pour les vacances, aux cars et aux poids lourds, ils ont chacun un équivalent en véhicules particuliers, et diminuent d'autant l'offre routière. Par exemple, un car vaut deux voitures, et les super poids-lourds, trois ou quatre voitures au moins.

Suffirait-il d'augmenter l'offre, la capacité des routes, pour régler le problème? Cette idée est malheureusement simpliste: il existe un mécanisme d'induction, qui fait que plus on augmente l'offre, plus on crée des envies de déplacement. Si, en une nuit, on pouvait faire de l'A6 une autoroute à six voies, le premier jour la circulation serait parfaite, le deuxième moins, et le troisième, à nouveau saturée.
Il s'agit donc d'optimiser ces routes plutôt que de construire de nouvelles voies. C'est ce qui s'est fait avec succès sur le tronc commun de l'A4 et de l'A86, à l'Est de Paris. Considéré jusqu'en 2005 comme le plus gros bouchon de France, le tronçon a été transformé grâce à une voie supplémentaire dynamique: 
Quand la demande est supérieure à l'offre, la bande d'arrêt d'urgence se transforme en voie de circulation; dès que la demande redevient égale ou inférieure à l'offre, elle redevient bande d'arrêt d'urgence. L'évolution est signalée par des panneaux lumineux et des barrières mobiles.

Moduler la demande est une autre façon d'optimiser les infrastructures routières. C'est le rôle de Bison Futé — qui encourage à se déplacer quand la demande est faible — et de la modulation tarifaire. En proposant des tarifs plus chers en heure de pointe qu'en heure creuse, certains péages cherchent à équilibrer la demande. C'est sans compter l'effet pervers de cette proposition, qui peut pousser des usagers à ralentir ou accélérer pour arriver au péage à un moment pas cher.
Les systèmes informatiques qui observent le réseau en permanence permettent d'anticiper la formation d'une congestion et de donner le temps d'attente. En cas d'accident, lorsque l'offre dégringole drastiquement et que par conséquent le bouchon est immédiat, des caméras permettent la détection automatique d'incident (une dizaine de secondes suffit). Le Duplex de Cofiroute sur l'A86, avec ses centaines de caméras, permet de déclencher au plus vite une intervention: le retard subi est proportionnel à la durée de l'incident. 

Si vous prenez l'A7 ou l'A9, vous avez peut être déjà vu un panneau clignotant vous conseillant de descendre à 110 km/h, voire à 90. Cette technique permet d'homogénéiser les flux (entre les usagers et entre les différentes voies), ce qui, automatiquement, améliore l'offre, en passant d'une capacité de 2.000 voitures par heure à 2.100 ou 2.200.
La difficulté étant bien sûr que cette technique ne fonctionne que si les usagers suivent ces conseils. Or plus vous faites baisser la limite, moins les usagers la respectent. Les panneaux réussissent régulièrement à faire rouler une autoroute à 110 au lieu de 130, mais ont beaucoup plus de difficulté à faire atteindre les 90 km/h. Plein de confiance en la nature humaine, vous pouvez supposer que les usagers ralentiront s'ils comprennent que ça leur évitera un bouchon 50 ou 100 km plus loin, leur permettant ainsi de gagner du temps et de l'essence. (Simon Cohen, directeur de recherche à l'INRETS, Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité)

 


 En 2004 l’A 7 cumule toutes les difficultés sur ce tronçon, qui collecte les flux venant de Lyon et Grenoble dans le sens nord-sud et ceux de Montpellier et Marseille dans la remontée. Sans compter le trafic international venant des pays du nord de l’Europe, depuis Anvers et Rotterdam, en passant par la… Lorraine. « On a multiplié les affichages en entrée d’échangeurs, les annonces sur 107.7 FM  et les vitesses sur des panneaux d’alerte tous les 10 kilomètres. On a choisi d’imposer d’emblée 110 ou 90 km/h. Cinq ans plus tard, les bouchons « ont reculé de 30 % », les accidents matériels – « qui provoquent énormément de ralentissements » sont en baisse de 25 %. « Il suffit qu’un petit nombre d’automobilistes jouent le jeu pour obtenir une meilleure répartition du flux sur les voies ». L’enquête réalisée auprès des clients de Vinci-Autoroutes confirme cette réussite. « Moins de stress, moins d’angoisse de ne pas être à l’heure, le système a apaisé le trafic, en complément d’un affichage régulier des temps de parcours. Le gain atteint 10 à 15 mn sur un parcours de 90 mn ». La régulation repose sur la capacité d’anticipation du gestionnaire de l’autoroute. « On a 30 à 45 mn pour comprendre une déstabilisation du trafic. La clé, c’est l’anticipation. Ensuite, les effets de la modulation des vitesses sont rapides, en 6 à 12 minutes »



 
     Le GPS anti-bouchon (grâce à nos téléphones portables)


 Le pire, c'est le bouchon qui n'est apparemment dû à rien.

Ainsi, si un conducteur ralentit soudainement pour regarder ce qui se passe de l'autre côté de la route, ou parce que son téléphone sonne, ou pour toute autre raison, il va déclencher une réaction en chaîne derrière lui, dans le sens inverse de la circulation. Et chaque conducteur va freiner un «poil» plus fort que son prédécesseur. Il se produit alors une espèce de vague de ralentissement qui va se propager à environ 20 km/h derrière le premier freinage et qui va finir par provoquer, quelques kilomètres en arrière, un fort ralentissement puis mettre des véhicules à l'arrêt. Les changements fréquents de file sont aussi à l'origine de ce type de bouchon puisqu'ils provoquent ces freinages intempestifs.
Et la résorption du bouchon, fait de séquences en accordéon, tient également au fait que la conduite n'est pas homogène dans tous les véhicules. Certains démarrent plus vite que d'autres, accélèrent (et freinent) plus fort, etc. Il est certain que si les voitures étaient pilotées par des robots (comme la google-car-la-voiture-sans-conducteur), il n'y aurait pas ces à-coups dans le dégagement du bouchon. D'ailleurs, dans ce cas, il n'y aurait pas eu formation de bouchon.


Cette vidéo nous explique comment la vitesse et la densité de de la circulation peuvent, à elles seules, provoquer des bouchons.