Aide multicritère à l’évaluation de l’impact des transports sur l ... · Aide à la Décision, Aide à l’Évaluation : apports mutuels L’AD apporte à l’AE : • Agir

Sujet :

Aide multicritère à l’évaluation de l’impact des transports sur l’environnement : une approche

par les objectifs

Genève, 18 juin 2007

12ème Colloque international – Évaluation d’impacts

Benjamin ROUSVAL**Lamsade, Université Paris IX Dauphine, [email protected]

Partenaires et projet de recherche :

Introduction

INRETS

LAMSADE

P.I.E. : Prospective et Indicateurs d’impacts des transports sur l’Environnement

ADEME – PREDIT

Benjamin ROUSVAL

Émergence du problème

Benjamin ROUSVAL

Développement important des transports (ex : entre 1998 et 2020, triplement prévu du parc automobile mondial)

Or :

Répercussions environnementales nombreuses et variées

Poids économique important (VA=3,6% du PIB en France)

Impact social (portée et la rapidité des déplacements)

Introduction

Naissance du projet PIE

Conception d’un outil :

• d’évaluation et d’aide à la décision

• prenant en compte l’environnement au sens large

Destiné aux responsables publics dans le contexte de :

• développement durable

• démocratie participative

Introduction

Benjamin ROUSVAL 21 novembre 2005

Orientation de la recherche

Outil d’évaluation

Domaine d’application :

• Impacts des transports sur l’environnement

Résultats :

• Lisibles et transparents

Introduction

Benjamin ROUSVAL

Sommaire

1) Transports et environnement : un état des lieux

2) Aide à l’évaluation

3) Structuration des objectifs

4) Aide multicritère à la décision et problématique du tri

5) Vers une aide multicritère à l’évaluation

6) Spécifications fonctionnelles de l’outil

Benjamin ROUSVAL

2nd Colloque « Environnement et Transports »

Un problème complexe

Différents modes de transports

Cycle de vie

Diversité des impacts sur l’environnement

Échelles temporelles et géographiques

Irréversibilité et persistance des certains impacts

Les normes ?

Transports et environnement : un état des lieux

Benjamin ROUSVAL

Analyse de l’existant : les indicateurs

Phénomènes assez bien identifiés

Peu d’indicateurs d’impacts

Les plus difficiles àconstruire

Ils font apparaître :

• incertitudes

• imprécisions


Benjamin ROUSVAL

Les bouquets d’indicateurs

Rapports d’experts souvent longs et complexes

Difficultés à appréhender chaque aspect

Difficultés à se forger une opinion globale

→ Besoin de simplifier, d’agréger


Benjamin ROUSVAL

Les bouquets d’indicateurs et l’agrégation


L’exemple d’ATMOPDU (CERTU)TERM (AEE)

OMS…longs rapports

Évaluation environnementaleÉvaluation absolue/relative

Communiquer, suivre l'évolution

Coûts/Bénéfices

Monétarisation

Analyse multicritère

Projets de transports

Études au cas par cas

Aide à la DécisionÉvaluation relative

Comparer des projets

AgrégationBouquets d’indicateursActivité

Benjamin ROUSVAL

Domaine de recherche


PDU (CERTU)TERM (AEE)

OMS…longs rapports

Évaluation environnementaleÉvaluation absolue/relative

Communiquer, suivre l'évolution

Coûts/Bénéfices

Monétarisation

Analyse multicritère

Projets de transports

Études au cas par cas

Aide à la DécisionÉvaluation relative

Comparer des projets

AgrégationBouquets d’indicateursActivité

Benjamin ROUSVAL

Aide à l’évaluation

Sommaire







Benjamin ROUSVAL


Pourquoi évaluer ?

Évaluation scolaire, contrôle de gestion, diagnostic, évaluation environnementale…

Méthodologie d’Aide à l’évaluation

Benjamin ROUSVAL

Diagnostic Alerte

Évolution

Evaluant

Système - Evalué

Décliner un système de

valeurs à travers des objectifs

Expertises

Evaluateurs

Evaluation

AgrégationsConsultation

Résultats

Critères

Comment évaluer ?

Hiérarchie d’objectifs concernant l’état du système

évalué

Benjamin ROUSVAL


Benjamin ROUSVAL

Identifier les enjeux décisionnels

Processus d’évaluation

Aide à la Décision et Aide à l’Évaluation



Évaluer les conséquences

Ne pas oublier les points de vue plus globaux

Benjamin ROUSVAL


Processus de décision


Benjamin ROUSVAL

Suivre les conséquences d’une action


Processus de décision



Aide à la Décision, Aide à l’Évaluation : apports mutuels

L’AD apporte à l’AE :

• Agir pour améliorer la situation

• Révéler de nouveaux objectifs, faire évoluer le référentiel

L’AE apporte à l’AD

• Nouveaux processus d’AD

• Cohérence du référentiel au cours du temps

• Susciter certaines actions et/ou critèresBenjamin ROUSVAL


Evaluant

Système - Evalué

Décliner un système de

valeurs à travers des objectifs

Expertises

Evaluateurs

Evaluation

AgrégationsConsultation

Résultats

Critères

Hiérarchie d’objectifs concernant l’état du système

évalué

Benjamin ROUSVAL


Sommaire







Benjamin ROUSVAL


Approche par les objectifs :

KEENEY (1992) conseille de ne pas forcément aborder un problème en se focalisant sur les décisions possibles …

…mais plutôt sur les objectifs, reflétant les « valeurs » du décideur.

→ Ceci semble applicable dans notre cas

Structuration des objectifs

Benjamin ROUSVAL

Pourquoi ?

Pourquoi ?En quoi ?

Quels aspects ?

Comment ?

… peut se décomposer en… … est un aspect de …

… contribue à …

…peut être atteint par…

Structuration des objectifsObjectif de finObjectif de moyen

Benjamin ROUSVAL

Améliorer la gestion du trafic routier

Améliorer la sécurité des

infrastructuresLimiter les

encombrements

Objectif de finObjectif de moyen

Limiter les dépenses

Améliorer la synchronisation

des feux


Benjamin ROUSVAL

Objectifs

Décideur

Situation environnementale

Décliner et pondérer des objectifs

Résultats de l’évaluation

Consultation Indicateurs

INTERVIEWS


Benjamin ROUSVAL

Application à notre contexte :

• Interviews de décideurs : étude pilote

• Appréhender leurs jugements de valeurs

• Diversité de :

• leur appartenance politique

• leurs responsabilités au niveau de la ville

→ Application à l’agglomération

→ Dans le but d’une validation méthodologique


Benjamin ROUSVAL

Les 7 personnes interviewées et la consigne de départ :

• Maire d’une petite ville de province• Adjoint au maire dans une petite ville• Maire d’une ville en région parisienne• Elu dans un arrondissement parisien• Conseiller à la mairie d’une grande ville • Conseiller à la mairie d’une autre grande ville• Dans l’opposition à la mairie d’un arrondissement parisien

« Quels sont pour vous les objectifs environnementaux à prendre en compte dans le suivi d’une politique de transport ? »


Benjamin ROUSVAL

L’union des arborescences

• Identifier les synonymes

• Identifier les « séparateurs » communs

• échelle géographique (locale, planétaire…)

• échelle temporelle (court ou long terme …)

• milieu (humain, naturel …)

• Réordonner les séparations


Benjamin ROUSVAL

Guerres

Améliorer la qualité de l’environnement

Pour les générations futures Pour la génération actuelle

Préserver les ressources naturelles Limiter l’effet de serre

Réparer les dégâts

Limiter la gêne due au bruit

Limiter les effets de la dégradation de la qualité de l’air

Sur les hommesSur la nature

Sur les bâtis

Bruit de fondPicsEaux, sols

Flore

Faune

SantéGêne

Bronchites

Irritations

Cancers

Salissures

Odeurs

Chaleur

Energies

Ozone

Limiter les déchets

Bétonnage à outrance

CulturelsHumains

Pillage des peuples

Déplacements inutiles

Civilisation auto

Limiter la mortalité routière


Sommaire







Benjamin ROUSVAL


Les méthodes d’agrégation multicritère

Quatre problématiques en aide à la décision (Roy, 1985) :

• Sélection

• Rangement

• Tri• Description

Deux grandes familles de méthodes :

• critère unique de synthèse

• comparaisons par paire

Aide multicritère à la décision et problématique du tri

Benjamin ROUSVAL

Critère unique de synthèse

Avantages :

• Résultats faciles à exploiter pour répondre aux différentes problématiques

Inconvénients :

• Mise en œuvre complexe

• Effet de compensation entre critères

• Pas de prise en compte de l’incertitude et/ou imprécision


Benjamin ROUSVAL

Comparaisons par paire, concordance

Certains avantages des méthodes de type Electre (Roy, 1985) :

• Incertitudes et imprécisions prises en comptes

• Effet de compensation atténué

• Modélisation plus aisée à réaliser

Inconvénients :

• Résultats plus pauvres et parfois plus difficiles à interpréter


Benjamin ROUSVAL

Agrégation de type Electre

• Ces méthodes ne réalisent pas de transformations d’échelles (plus ou moins licites) pour trouver une dimension commune à tous les critères

• Elles se basent sur la comparaison par paire

Le principe :

Aide multicritère à l’évaluation

Comparaison de situations sur tous les critères

A1

A2

C1 C2 C3 C4 C5 C6



Le surclassement : définition

« Au moins aussi bonne que » signifie soit indifférentes, soit on préfère A1

La situation A1 surclasse la situation A2

ssi

La situation A1 est au moins aussi bonne que la situation A2



Le surclassement : définition

La situation A1 surclasse la situation A2ssi

La situation A1 est au moins aussi bonne que la situation A2 sur une « majorité de critère »

et Aucun critère ne s’oppose fortement à ce

surclassement



• Qu’entend-on par « une majorité » de critères ?

• Conférons « un pouvoir de vote » P à chacun des critères

• Chaque critère votera favorablement avec une voix V ≤ P

• Définissons la majorité comme le pourcentage de poids nécessaire pour convenir du surclassement (ex : 70%)



1ère condition : la condition de la majorité

L’action A1 surclasse l’action A2

Si

Somme des votes favorables V -------------------------------------- ≥ majoritéSomme des pouvoirs de votes P



A1

A2

C1 C2 C3 C4 C5 C6



2ème condition : la condition de non veto

L’action A1 surclasse l’action A2

si

aucun critère ne s’oppose fortement à ce surclassement

Principe : un critère auquel le décideur a accordé un pouvoir de veto peut s’opposer à lui seul au surclassement quel que soit son poids et quel que soit la majorité



Condition de veto : ici, il n’y a pas de veto

A1

A2

C1 C2 C3 C4 C5 C6



Condition de veto : ici, C7 s’oppose au surclassement de A2 par A1

A1

A2

C1 C2 C3 C4 C5 C6

Veto



Conséquence du surclassement

• 3 cas sont alors possibles :

• A1 surclasse A2, mais A2 ne surclasse pas A1 : on dira alors que A1 est globalement préférée à A2

• A1 surclasse A2, et A2 surclasse A1 : on dira alors que A1 et A2 sont globalement indifférentes

• A1 ne surclasse pas A2 et A2 ne surclasse pas A1 : on dira que A1 et A2 sont globalement incomparables


Sommaire







Benjamin ROUSVAL


Vers une aide multicritère à l’évaluation

Pollution maritime


A l’échelle planétaire A l’échelle locale

Favorablement à la vie humaine

Bétonnage à outranceConserver les ressources

Milieu naturelMilieu humain

Santé publique

Qualité de vie

Salissures

Paysage

Flore

Patrimoine culturel

Pollution de l’air

Gêne

Accidents

De fond

PicsBruit

OdeursFumées

Effet de serre

Ozone

Dérèglement climatique

Espèces naturelles

Déchets persistants

Milieux

Énergies Appauvrissement des sols

FauneQuartiers village

BruitPaysage urbain

Les critères


Choix des critères (impact, bonne connaissance, expertise interne)

« limiter la contribution à l’effet de serre » :• C11 : « quantité annuelle émise de gaz à effet de serre en équivalent CO2 »• C12 : « émission annuelle émise de gaz à effet de serre en équivalent CO2 par habitant rapportée à la moyenne nationale »

« limiter les effets des pics de pollution sur la santé » :• C21 : « teneur en CO en ppm »• C22 : « teneur Atmo en NO2 en µg/m³ »• C23 : « teneur Atmo en particules en µg/m³ »

Benjamin ROUSVAL

Les critères


« limiter les effets de la pollution à long terme » :• C31 : « teneur en CO en ppm annualisée »• C32 : « teneur Atmo en NO2 en µg/m³ annualisée »• C33 : « teneur Atmo en particules en µg/m³ annualisée »

« limiter les effets du bruit à long terme » :• C41 : « indice de gêne due au bruit annualisé »

« limiter la gêne due au bruit » :• C51 : « Indice de bruit de jour Leq 8h – 20h, dBA ».

Benjamin ROUSVAL

Les seuils

Seuils d’indifférence et de préférence

• Modélisation des écarts significatifs

• Prise en compte de l’imprécision

• Prise en compte de l’incertitude

Seuils de veto (CO, NO2 et Particules) : rôle d’alerte


Benjamin ROUSVAL

Les catégories : ATMO

en µg/m³

360+400+600+125+RougeTrès mauvais10

250-359275-399400-599100-124RougeMauvais9

180-249200-274300-39980-99RougeMauvais8

150-179165-199250-29960-79OrangeMédiocre7

130-149135-164200-24950-59OrangeMédiocre6

105-129110-134160-19940-49OrangeMoyen5

80-10485-109120-15930-39VertBon4

55-7955-8480-11920-29VertBon3

30-5430-5440-7910-19VertTrès bon2

0-290-290-390-9VertTrès bon1

Moyenne des maxima horairesMoyenne des

moyennesjournalières

CouleurQualificatifIndice

O3NO2SO2ParticulesIndice ATMO

Construction du thermomètre

Comme Atmo, dix catégories

C1 C2 C3 C4 C5 C6Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10


Neuf profils limites

C1 C2 C3 C4 C5 C6

P1

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10



C1 C2 C3 C4 C5 C6

P5

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10




C1 C2 C3 C4 C5 C6Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

P9




Comparaison d’une situation aux profils limites

Procédure d’agrégation

C1 C2 C3 C4 C5 C6

P9

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

A1


C1 C2 C3 C4 C5 C6

P8

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

A1




C1 C2 C3 C4 C5 C6

P7

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

A1




C1 C2 C3 C4 C5 C6

P6

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

A1




C1 C2 C3 C4 C5 C6

P5

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

A1




C1 C2 C3 C4 C5 C6

P4

Bilan

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

A1

Veto



Arrêt de la procédure : affectation de l’action A1 à la catégorie C5

Guerres


Pour les générations futures Pour la génération actuelle

Préserver les ressources naturelles Limiter l’effet de serre

Réparer les dégâts

Limiter la gêne due au bruit

Limiter les effets de la dégradation de la qualité de l’air

Sur les hommesSur la nature

Sur les bâtis

Bruit de fondPicsEaux, sols

Flore

Faune

SantéGêne

Bronchites

Irritations

Cancers

Salissures

Odeurs

Chaleur

Energies

Ozone

Limiter les déchets

Bétonnage à outrance

CulturelsHumains

Pillage des peuples

Déplacements inutiles

Civilisation auto

Limiter la mortalité routière


Les poids

Suggestion d’un jeu de poids


Benjamin ROUSVAL

Sommaire







Benjamin ROUSVAL


Trois contextes envisagés

Spécifications fonctionnelles de l’outil

OuvertConseillers techniques de l'éluUn éluSuivi local et

personnalisé

Semi-ouvertCollège national

d'experts, par thématique

Elus, public, acteurs

économiques

Démocratie participative au

niveau de l’agglomération

Figé

Collège international

d'experts, par thématique

Collège d'experts, vision globale

Indicateur environnemental

global

Mode d'utilisationExpertsÉvaluantContexte

Benjamin ROUSVAL

Processus, modes d’utilisation et acteurs


ÉvaluantDisponibleDisponibleDisponibleConsultation des résultats

Automatisé/ExpertsDisponibleDisponibleDisponibleÉvaluation des performances

ExpertsNon disponible

Non disponibleDisponibleDéfinition des

catégories

ExpertsNon disponible

Non disponibleDisponibleDéfinition des critères

ÉvaluantNon disponibleDisponibleDisponible

Sélection et pondération des

objectifs

Évaluant et expertsNon disponible

Non disponibleDisponibleDéfinition de la

structure d'objectifs

ÉvaluantDisponibleDisponibleDisponibleDéfinition du système évalué

FigéSemi-ouvertOuvert

ActeursModes d'utilisation

Processus

Benjamin ROUSVAL


Benjamin ROUSVAL


Benjamin ROUSVAL

Conclusion

Benjamin ROUSVAL


Une démarche permettant de

Parler des objectifs pour faciliter la compréhension

Entrer dans le cadre du Développement Durable

Agréger des caractéristiques complexes et hétérogènes

Prendre en compte l’imprécision et l’incertitude

Faire le bilan, suivre l’évolution, alerter, …

Faire naître des enjeux décisionnels

Conclusion

Benjamin ROUSVAL

Sujet :

Aide multicritère à l’évaluation de l’impact des transports sur l’environnement : une approche

par les objectifs

Genève, 18 juin 2007

12ème Colloque international – Évaluation d’impacts

Benjamin ROUSVAL**Lamsade, Université Paris IX Dauphine, [email protected]

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