LA SIMULATION DES PERFORMANCES DES … · longueur de train, charge à l'essieu, capacité, ... données économiques & réglementaires : péage, cycle de conduite par mode Des coûts

BG Ingénieurs Conseils

www.bg-21.com INGENIOUS SOLUTIONS

LA SIMULATION DES PERFORMANCES

DES CHAÎNES INTERMODALES

POUR LE TRANSPORT DE MARCHANDISES

IFSTTAR LE 11 AVRIL 2016

C. REYNAUD – JB. BUGUELLOU, Z. CHEN

11-04-2016La simulation des performances des chaînes intermodales pour le

transport de marchandises1

MODÈLES "PORT-PRINT" ET "LOGIS" DE BG (ACHEMINEMENT PORTUAIRE ET ÉCHANGES EUROPÉENS)

BG Ingénieurs Conseils 11-04-2016La simulation des performances des chaînes intermodales pour le


SOMMAIRE

De nouveaux outils d'évaluation adaptés au contexte économique, géographique,

politique et aux données disponibles : des modèles macroscopiques &

économétriques aux modèles de réseau intermodal point à point.

Les territoires

Hétérogénéité et spécialisation des espaces de production

Dimension multi-échelles des échanges du local à la mondialisation

L'exploitation du réseau intermodal de transport

Morphologie du réseau et des sous-réseaux

Les services intermodaux et l'offre de sillons

Des coûts d'exploitation par mode aux coûts des chaînes de transport

Les coûts unitaires par mode et type d'acheminement

La reconstruction des chaînes intermodales

Finalités et objectifs : l'évaluation

L'intermodalité

Optimisation et contraintes de capacité

Planification & politique de régulation des transports

Les enjeux environnementaux


DES MODÈLES MACROSCOPIQUES &

ÉCONOMÉTRIQUES AUX MODÈLES DE

RÉSEAU INTERMODAL POINT À POINT





UNE NOUVELLE DÉMARCHE POUR UN NOUVEAUX

CONTEXTE DE CONCURRENCE

Un constat sur les limites des modèles existants, face à l'évolution des conditions de

concurrence des marchés des transports

Recherche MODEM du PREDIT et recherches PCRD sur le développement des RTE…

La nécessité d'introduire :

un concept de chaîne de transport "porte à porte",

de saisir une offre plus diversifiée de combinaisons intermodales,

et de mieux intégrer les conditions d'exploitations,

→ Élément devenus déterminants dans le choix des solutions de transport et des

itinéraires associés

S'adapter à un nouveau dispositif d'informations et d'observations, révélateur de

l'évolution du marché

avec la disparition d'informations de type réglementaires ou relevant de la confidentialité

(problématique pour les modèles économétriques classiques)

mais aussi un enrichissement considérable des données relatives à la l'utilisation des

sols, la description géocodée des réseaux, le suivi GPS, l'offre de sillons et de services,

l'exploitation liée aux systèmes de contrôle commande…



DES MODÈLES MACROSCOPIQUES, ZONE À

ZONE, À LA SIMULATION DE PERFORMANCES DE

CHAÎNES " POINT À POINT"

Les 4 étapes du modèle sont, la génération de trafic, la distribution des flux,

la répartition modale et l'affectation sur réseau

Pour les outils classiques, les 3 premières étapes relèvent de l'économétrie :

avec un modèle économique d'échanges entre zones et un module de partage

modal basé sur des fonctions d'utilité par mode

l'affectation se réalise par recherche de chemins minimaux sur chacun des

réseaux modaux.

Dans les simulations de chaînes de transport, les techniques de recherche

opérationnelle interviennent dès la 2ème étape :

avec la distribution des potentiels de génération et de réception des zones, sur

des nœuds à l'intérieur des zones

l'affectation se fait par recherche de chemins minimaux sur les nœuds et

sections d'un réseau "intermodal", dont on déduit la charge des réseaux

modaux.



LES DONNÉES D'ENTRÉE DE LA MODÉLISATION

Des données socio-économiques: production, population, échanges, flux par

modes et produits

Des données de géolocalisation d'activités et d'utilisation des sols

Des données de réseaux, géocodées, concernant des sections et des nœuds:

données infrastructurelles: gabarits (écartements, hauteur/tirant d'eau), profils,

longueur de train, charge à l'essieu, capacité, ...

données économiques & réglementaires : péage, cycle de conduite par mode

Des coûts d'exploitation, pour les sections et les nœuds-interfaces (transfert,

transbordement), par mode, type de matériels (types de camions, de trains, de

péniches, de navires)

Des données d'exploitations commerciales: services entre terminaux, passage

par un "hub", sillons offerts…



ARCHITECTURE GÉNÉRALE DE LA MODÉLISATION

L'architecture du modèle :

Un module de

génération-distribution

Un module d'exploitation

Un module de

distribution entre chaînes

de transport

Module de

territorialisation des flux

Module d'impact

environnemental

Dans le cadre du modèle

PortPrint un module

d'hinterland est ajouté


L'INTÉGRATION DE LA STRUCTURE

DES TERRITOIRES



BG Ingénieurs Conseils 9

Cette intégration s'effectue à trois niveaux :

Au niveau de la génération des échanges par la prise en compte des structures

régionales (population, Pib, secteurs d'activités) -> échelle nuts 2. Une échelle plus

fine pose des problèmes de fiabilité des données.

Au niveau de la répartition des flux au sein de chaque région via la définition

du poids des nœuds générateurs de trafic. Le poids des nœuds est pondéré à

partir d'une variable géoréférencée d'échelle plus fine que celle utilisée au niveau

de la génération.

Au niveau des spécificités locales du réseau de transport et plus

particulièrement au niveau de la localisation des nœuds-interfaces entre les modes

du réseau intermodal :

Port maritime

Port intérieur

Chantier combiné, triage

Installation terminale (bord à voie d'eau, embranchement)

Aéroport….


transport de marchandises

L'INTÉGRATION DE LA STRUCTURE DES TERRITOIRES


MODÈLE DE GÉNÉRATION ET DE DISTRIBUTION

10

1. Construction BD : trafic intra EU27 en 2010 (année de référence)

Région à région (Nuts2 à Nuts2) : nombre de relations O\D > 50 000

Par mode : Route, Rail et VN

Par produit : 16 produits BG (regroupement "NST/R à 2 chiffres" ou "NST2007 à 3

chiffres")

Source : Sitram 2010, CAFT 2010, ETISplus 2010, Comext etc.

2. Formule gravitaire

paysDummy

µ

ij

jijiji

C

ijg ed

GVAGVAPIBPIBPPeT _*

Tij Flux (en tonnage) de zone i à zone j (Nuts2 à Nuts2)

g Les modèles sont calibrés pour chaque type de produit g

C Constante à estimer

a,b,θ,φ,γ,λ,µ,ĸ Paramètres à estimer

Pi et Pj Population ou emplois par secteur de zone i et j

PIBi et PIBj PIB de zone i et j

GVAi et GVAj

GVA par secteur d'activité par unité de PIB de zone i et j

(ou pourcentage de l'Emploi par secteur d'activité sur l'Emplois total

de zone i et j)

dij Distance de zone i à j

Dummy_pays 0 ou 1, effet frontière

Variables Explicatives

en

"niveaux"PIB ; Population

en

"taux"

GVA par secteur par unité de PIB

% du nombre d'Emplois par secteur

par rapport au nombre total d'Emplois

Secteurs NACE Rév.2 :

6 grands secteurs, et dizaine sous

secteurs pour "Industrie manufacturière".




MODÈLE DE GÉNÉRATION ET DE DISTRIBUTION

11

3. Calibrage : méthode de moindres carrés

4. Validation

Test de Student (Test du T) : si la variable explicative retenue est significative

Test de corrélation des variables explicatives retenus : éviter le problème de la multi-colinéarité

R² ajusté

Comparaison entre "observé" et "modélisé"

Test de Fisher (Test du F) : si le modèle est globalement significatif

Élasticité du trafic par rapport au PIB

5. Coefficients de calibrage : exemple P1 "Produits agricoles et céréales"LOG(P1) = 6,54 - 2,72*LOG(DISTANCE) + 0,93*LOG(OPIB) + 0,97*LOG(DPOP) + 0,30*LOG(OGVA_A_PC) + 0,32*LOG(DGVA_G_J_PC) + 0,11*LOG(OGVA_G_J_PC) + 0,69*LOG(OEMP_CA_PC) + 0,29*LOG(DEMP_CA_PC) + 0,59*DUMMY_AT + 0,80*DUMMY_BE + 1,26*DUMMY_BG + 0,91*DUMMY_CZ + 0,26*DUMMY_DE + 1,08*DUMMY_DK + etc.

6. Conclusion

Dans le calibrage, l’exigence de la satisfaction des tests statistiques est privilégiée,notamment Test de Student pour valider variables explicatives retenues ;

R2 ajusté n'atteint pas facilement des niveaux aussi élevés que ceux que l'on obtient surséries chronologiques, à cause du nombre important d'observations incluses dans modèles(Nuts2 à Nuts2, 24 000 – 49 000 observations par produit ).





L'INTÉGRATION DE LA STRUCTURE DES TERRITOIRESL'émission et la réception des flux est localisée sur les nœuds du graphe de transport. L'introduction de la

structure des territoires dans la modèle est fonction :

des données géoréférencées qualifiant l'espace : occupation des sols (Corine Land Cover), population (Grid

Geostat), entrepôt (Sitadel) -> problématique d'homogénéité à l'échelle européenne.

De la densité du graphe : plus le semis de points est dense plus la géographie locale peut être introduite

dans la modélisation

Le choix des variables peut être différent en fonction de la nature des produits



EXEMPLE : DÉFINITION DU POIDS DES NŒUDS A

PARTIR DE LA BASE GEOSTAT

La géo-database Geostat renseigne la

répartition de la population à l'échelle

européenne sur la base d'un carroyage d'1 km

de côté.

http://ec.europa.eu/eurostat/web/gisco/geodat

a/reference-data/population-distribution-

demography/geostat

La carte, de gauche, représente la répartition

de la population par raster à la frontière

franco-belge entre Lille et Coutrai.

L'objectif est de rattacher la population des

rasters aux nœuds du graphe de graphe.

→ Le niveau de détail (data géo-référencée et

densité du réseau) dépend de l'échelle

d'application du modèle, ici fret interrégional.

→ Une évaluation de la logistique urbaine

nécessiterait logiquement un zoom adapté

mais la méthode peut être transposée.

http://ec.europa.eu/eurostat/web/gisco/geodata/reference-data/population-distribution-demography/geostat



EXEMPLE : DÉFINITION DU POIDS DES NŒUDS A

PARTIR DE LA BASE GEOSTAT

Evaluation du poids relatif de chaque noeud

Popi : population du noeud I appartenant à la region x

Popx : population totale de la region x

Poids_%i : poids du noeud i dans la region x

Poids_%i = Popi / Popx

Definition de l'aire d'influence des noeuds

La zone d'influence de chaque noeud est définie à

partir de la minimisation de la distance euclidienne

entre le centroide du raster et le noeud. Ces

zones forment le dual du graphe.

Les limites du zonage de génération des échanges

sont respectées


L'INTÉGRATION DES SPECIFICITÉS LOCALES DES

RÉSEAUX ET LES NŒUDS-INTERFACE

15

La localisation des nœuds-interfaces au sein du réseau intermodal

et des territoires peut impliquer, localement, des pratiques

logistiques particulières notamment au niveau des pré & post-

acheminements.

Dans cette perspective, le réseau et l'espace ne doivent pas être

simplifiés à un centroïde régional d'autant plus que les segments

d'acheminement représentent une part significative du coût de

transport dans un chaîne intermodale.




UN RÉSEAU D'INFRASTRUCTURES

ASSOCIÉ À UNE OFFRE DE SERVICES




UN RÉSEAU D'INFRASTRUCTURES ASSOCIÉ À UNE

OFFRE DE SERVICES

1717

La morphologie du réseau et des sous-réseaux, les interfaces entre modes et

les caractéristiques infrastructurelles déterminent, en partie, les conditions

d'exploitation opérateurs et les coûts de transport. Les modèles, au regard des

objectifs (évaluation, optimisation), doivent prendre, explicitement, en compte ces

composantes car elles influent directement sur le coût de transport via :

La capacité de massification (gabarit, rampe ferroviaire, longueur des trains)

La productivité du matériel et du personnel de conduite (temps attente,

rupture de charge)

L'énergie consommée par unité de charge….

L'offre commerciale de transport : les services commerciaux notamment pour le

transport intermodal s'organisent désormais en réseau avec la constitution de

hubs et d'axes de transit. La structure de cette offre renseigne, déjà, sur la

demande de transport. Dans les modèles Logis et Portprint, les trafics

intermodaux ne peuvent être affectés que sur ces services.




LA MORPHOLOGIE DU RÉSEAU DE TRANSPORT

INTERMODAL

18

Le réseau de transport est constitué sur l'ensemble de l'Europe de :

9445 noeuds routiers et 30938 arcs orientés

3027 noeuds ferroviaires dont 240 plateformes intermodales et 7504 arcs orientés

1962 noeuds fluviaux, avec 641 ports intérieurs (dont 240 terminaux conteneurs), et

4132 oriented arcs

131 ports maritimes (initialement selection pour le marché de conteneurs maritimes).

Développement en cours afin de prendre en compte les principaux ports de vracs.

3799 arcs d'interconnexion entre les différents modes. Ces arcs se situent au niveau

des noeuds-interfaces, par exemple un chantier de transport combine rail-route.

→ La construction du réseau est réalisée à partir de bases de données diverses (Gisco,

TenTec, Etis, gestionnaire d'infrastructure). La morphologie, la densité du réseau et les

données intégrées (rampe ferroviaire gabarit, écluses…) évoluent conjointement avec

les travaux – études effectuées par BG.




LA MORPHOLOGIE DU RÉSEAU DE TRANSPORT INTERMODAL




LES CARACTÉRISTIQUES DU RÉSEAU INTERMODAL

2020

La morphologie du réseau de transport et les

caractéristiques infrastructurelles déterminent,

conjointement avec les conditions d'exploitation et

réglementaires, les coûts de transport multimodaux

et intermodaux.

Ces caractéristiques sont par exemple :

Pour la route : le type de voie et la vitesse

associée

Pour le fer : l'électrification, le gabarit des tunnels,

les pentes, la longueur maximale autorisée, les

écartements et l'interopérabilité…

Pour la voie navigable : le gabarit autorisé, les

tirants d'eau et d'air (nombres de couches de

conteneurs), le nombre d'écluses (temps de

parcours)

→ Ces dimensions infrastructurelles ont un impact

direct sur les conditions d'exploitation des opérateurs

(type de bateau par exemple) et les coûts de transport

associés.




LES CARACTÉRISTIQUES DU RÉSEAU INTERMODAL

21

→ Exemple : contraintes de rampe & limite de charge des trains entiers (zones vertes -> renfort de

traction nécessaire pour tracter x wagons de vracs solides).

Irun

Donostia

Brinkola

Miranda

de Ebro

Vitoria

Burgos

Venta de

Banos

Valladolid

Medina del

Campo

Salamanca

Vilar Formoso

Fuentes de Onoro

Orduna

AngujaEnlace

Santurtzi

Avila

El Escorial

Pinar de Las Rozas

Pitis

Castillejo-Anover

Villacanas

Manzanares

Sta Cruz de Mudela

Linares Baeza

Cordoba Central

Espeluy

Alcolea

Bobadilla

Ronda

Gaucin

Algeciras

Frontera

Elvas - Badajoz

Vicalvaro

Pampilhosa

Ovar

Gaia

Leixoes

Alfarelos

Entroncamento

Setil

Lisboa Apolonia

Alcantara Mar

BombelPoceirao

Ermidas Sado

Setubal

Sines

Abrantes

Portalegre

PinhelMangualdeSta CombaDao

Tolosa

Alsasua

Braço de Prata

Grandola Norte

Pamplona

Castejon de Ebro

Casetas

Zaragoza

Porto de Aveiro

Valongo

Puertolano Ciudad RealAlmorchonMerida

Villanueva de la Serna

14

22

13

18

18

20

16

13

17

22

23

15

22

14

13

15

Villaverde Bajo15

20

22

Vadollano

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15

18

14

11

15

18

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16

15

15Contumil

16

14

20

1915

23

16

13

@ BG-21 - 2015

First contraint : Length of train

37 Max number of wagons by train

First contraint : mass of train

First contraint : Length & mass of train

Need of double traction

Double traction to ensure at least

14 wagons per train on all routes

Irun

Donostia

Brinkola

Miranda

de Ebro

Vitoria

Burgos

Venta de

Banos

Valladolid

Medina del

Campo

Salamanca

Vilar Formoso

Fuentes de Onoro

Orduna

AngujaEnlace

Santurtzi

Avila

El Escorial

Pinar de Las Rozas

Pitis

Castillejo-Anover

Villacanas

Manzanares

Sta Cruz de Mudela

Linares Baeza

Cordoba Central

Espeluy

Alcolea

Bobadilla

Ronda

Gaucin

Algeciras

Frontera

Elvas - Badajoz

Vicalvaro

Pampilhosa

Ovar

Gaia

Leixoes

Alfarelos

Entroncamento

Setil

Lisboa Apolonia

Alcantara Mar

BombelPoceirao

Ermidas Sado

Setubal

Sines

Abrantes

Portalegre


Tolosa

Alsasua

Braço de Prata

Grandola Norte

Pamplona

Castejon de Ebro

Casetas

Zaragoza

Porto de Aveiro

Valongo



14

22

13

18

18

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Vadollano

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@ BG-21 - 2015








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Miranda

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Banos

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Campo

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AngujaEnlace

Santurtzi

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El Escorial

Pinar de Las Rozas

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Castillejo-Anover

Villacanas

Manzanares

Sta Cruz de Mudela

Linares Baeza

Cordoba Central

Espeluy

Alcolea

Bobadilla

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Gaucin

Algeciras

Frontera

Elvas - Badajoz

Vicalvaro

Pampilhosa

Ovar

Gaia

Leixoes

Alfarelos

Entroncamento

Setil

Lisboa Apolonia

Alcantara Mar

BombelPoceirao

Ermidas Sado

Setubal

Sines

Abrantes

Portalegre


Tolosa

Alsasua

Braço de Prata

Grandola Norte

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Castejon de Ebro

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Vadollano

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@ BG-21 - 2015












L'OFFRE COMMERCIALE DE TRANSPORT : LES

SERVICES TC ET SON ORGANISATION EN HUB

A partir de l'ensemble de la base de services, il est

possible de déterminer, à partir d'un chantier donné

(exemple de Lyon), l'ensemble des destinations possibles

avec un relais sur une autre plateforme ferroviaire.

Avec seulement trois relations privilégiées (Duisburg,

Ludwigshafen, Barcelone)

La base de services TC ferroviaires a été construite

auprès de sources diverses :

Base cesar-online &Viacombi

Opérateurs ferroviaires : Hupac, Cemat,

Kombiverkher, IFB, Navland Cargo, Green Modal,

AdriaCombi….

Guide intermodal (VN & Rail) de VNF



L'OFFRE COMMERCIALE DE TRANSPORT : L'ANALYSE

DES SILLONS OFFERTSSillons passant entre Moteville et le Havre

Sillons passant entre Dunkerque et Hazebrouck – origine gare de

Dunkerque Port

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

4:21 4:47 4:55 10:56 11:48 11:52 12:24 13:18 13:22 14:55 15:12 15:22 15:54 16:57 17:43 17:15 17:56 18:38 18:43 19:23 19:55

Tem

ps

en

he

ure

s

Heure de départ

Temps de parcours entre Dunkerque et Sibelin via WoippyMeilleures solutions en fonction des heures de départ

Temps sillon en ligne

Temps rupture sillon surWoippy



L'OFFRE COMMERCIALE DE TRANSPORT :

L'ANALYSE DES SILLONS OFFERTS

L'analyse des bases de sillons peut se faire de

deux manières :

Soit par l'analyse des données de circulations

et notamment les bases Houat (sillons

réservés) et Brehat (sillons circulés) en France.

Difficulté d'obtention des données &

souvent parcellaires -> pour une section.

Les OD des fichiers ne correspondent pas

aux OD réelles, elles sont tronquées ->

changement de numéro de train et/ou

utilisation de plusieurs sillons par un

même train.

Soit par l'analyse des fiches horaires des sillons

(catalogue RFF jusqu'en 2012) et les

catalogues des Rail Freight Corridor pour les

sillons internationaux. Ces fiches horaires

montrent une grande variabilité de la qualité

de service et des temps de parcours.




SERVICES D'AUTOROUTE FERROVIAIRE

Offre des Autoroutes ferroviaires dans les Alpes en 2010

(Alpifret)




SERVICES FLUVIAUX DE CONTENEURS

La base de services fluviaux

de conteneurs a été

construite auprès de sources

diverses :

Viacombi & blue road map

Opérateurs fluviaux

opérants sur les différents

bassins : la Seine, le

Rhône, le Rhin ou encore

le Danube

Guide intermodal (VN &

Rail) de VNF


DES COÛTS D'EXPLOITATION

UNITAIRES AUX COÛTS DE LA CHAÎNE

DE TRANSPORT




DÉTERMINATION DES COÛTS DE TRANSPORT

28

Les coûts de transport sont définis à partir :

Des conditions d'exploitation détaillées et territorialisées au regard notamment de la dimension

infrastructurelle du réseau (section) et des arcs d'interconnexion sur les nœuds-interfaces entre les

différents modes. Ces conditions d'exploitation sont spécifiques par mode.

Des coûts unitaires par mode selon un terme horaire, kilométrique et constant. Différents postes sont

considérés : amortissement, personnel, entretien, taxes, coûts de structure.

Au-delà de la vitesse, certains coûts unitaires sont variables par section ou OD:

Consommation d'énergie,

Péage et redevance d'infrastructure (RPLP, Maut, péages ferroviaires, péages aux écluses),

Renfort de traction pour le fer (2 loco sur une section),

Nombre de couches de conteneurs limité en fonction du tirant d'air pour la VN…

Cycle de conduite et immobilisation du matériel pour la route

Ces coûts unitaires sont distingués par type de relation et type de produit avec :

Pour la route : des PL divers longue distance, distance régionale, des camions benne pour le

transport de Vrac, des porte-automobiles ou porte-conteneurs

Pour le fer : le transport combiné, les trains entiers, les trains de transport automobile, le lotissement

Pour la voie navigable : différents types de bateau avec les Freycinet, RHK, 110m, 130m. Les coûts

unitaires peuvent être spécifiques par type de bassin




DÉTERMINATION DES COÛTS DE TRANSPORT

29

Différentes sources sont utilisées. Elles sont obtenues à partir de données professionnelles,

d’opérateurs ferroviaires et de gestionnaires d’infrastructures (ex. Référentiel SNCF).

Pour la route :

Le Comité National Routier (CNR) avec une évaluation du coût routier par poste pour

plusieurs types de poids lourds

Fomento (Espagne), avec l'Observatorio de costes del transporte de mercancías por

carretera

Pour la fer :

Le référentiel socio-économique de SNCF Réseau (2014) avec une évaluation du coût

ferroviaire par poste. Ces coûts ont appliqués sur la majorité des projets ferroviaires

(CM, GPSO, LNMP, LTF)

Fomento avec l'Observatorio del Ferrocarril en Espana

Pour la voie navigable :

Les coûts par poste pour différents types de barge. Ces coûts ont été appliqués aux

évaluations de Seine-nord Europe et du projet Saône-Moselle – Saône-Rhin.

→ La multiplication des sources reste difficile car les coûts unitaires ne recouvrent pas

nécessairement les mêmes périmètres entre les opérateurs ou les pays.





STRUCTURE DES COÛTS UNITAIRES ROUTIERS

Structure of cost per items for road40T articulated lorry

(various goods)Container lorry Dry Bulk lorry Liquid Bulk lorry

Automobile transport

lorry

Distance covered (km)

Average consumption (liters per 100km)

Operating days (days)

Average distance per day (km)

Average load of lorry (tons)

Energy

Maintenance

Repair

Tire

TOTAL

Toll

Salaries and Traveling expenses

Vehicle depreciation

Insurance & tax (driver, vehicle, goods) +

Indirect Charges

TOTAL

Constant structure charge

Loading and unloading

TOTAL

Constant charge in € per OD

Variable by section and country

Annual profile of lorry

Time charge in € per hour

Kilometric charge in € per km

Les trois prochaines

diapositives illustrent

la structure des coûts

unitaires par mode de

transport ou encore

type d'acheminement.



DES COÛTS UNITAIRES FERROVIAIRES PAR TYPE DE

TRAINSCombined Transport Full Train

Transport automobile

Train

Annual distance of locomotive km

Annual distance of wagon km

Driving hours per year hours

Average mass of train Tons

Number of wagons Wagons

Electric Energy € per Hauled net Kton/km

Diesel Energy € per Hauled net Kton/km

Maintenance of electric locomotives € Locomotive/km

Maintenance of diesel locomotives € Locomotive/km

Maintenance of wagons € per Wagon/km

Infrastructure charge € per train/km

Driving cost € Train/Hour

Detention of wagons € per Wagon/Hour

Detention of electric locomotives € Locomotive/Hour

Detention of diesel locomotives € Locomotive/Hour

Structure charge € per ton

Loading and unloading € per ton

Variable by infrastructure and country

Annual profile of train


Structure of cost per items for rail

time charge in € per Hour




DES COÛTS UNITAIRES VN, PAR TYPES DE

BARGESContainer - 2 layers

Rhine 110m

Container - 3 layers

Rhine 110m

Container -4 layers

Rhine 110m

Dry bulk

Rhine - 110m

Liquid bulk

Rhine - 110m

Annulal distance km

Annual operating hours hours

Average loadtons or number of

container

Energy € per barge/ km

Maintenance € per barge/ km

infrastructure charge € per barge/ km

Driving cost € per barge / hour

Maintenance € per barge / hour

Barge depreciation € per barge / hour

Structure charge € per barge / hour

Constant structure charge € per ton or container

Loading and unloading € per ton or container

Annual profile of barge


Time charge in € per hour


Structure of cost per items for iww



EXEMPLE DE CALCUL DE COUTS : LA ROUTE

Le coût routier, monomodal, est évalué considérant :

Les attributs du réseau routier obtenus à partir des bases SIG européennes et

améliorés à partir des diverses études effectuées par Nestear et BG

Une vitesse moyenne pour chaque section au regard de la typologie suivante :

Autoroute : vitesse moyenne de 80 km/h

Voie express : vitesse moyenne de 70 km/h

Voie régionale : vitesse moyenne de 50 km/h

Voie de desserte locale: vitesse moyenne 40 km/h

Le coût routier est évalué en plusieurs étapes :

Le calcul du coût de traversée de chaque section en fonction des coûts unitaires et du

type de poids lourd considéré

La définition de la meilleure solution routière entre chaque couple de nœud via

l'application d'un algorithme de chemins minimaux (Dijkstra & minimisation du coût

"roulant")

L'intégration des cycles de conduite en fonction du temps de conduite du chemin



EXEMPLE DE CALCUL DE COUTS : LA ROUTE ENTRE LE HAVRE ET

MANNHEIMEvaluation with unit costs of CNR (comité national

routier), august 2014, 40 tons articulated lorry

Le Havre - Mannheim

Distance (km) 722

Time (h) 18.8

Average speed (km/h) with rest 38.3

Driving Time 9.1

Average speed (km/h), only driving time 79.4

Cost € per lorry 933 €

Energy 228 €

Pneumatic 20 €

Repair & Maintenance 56 €

Toll 122 €

Salaries 197 €

Vehicle depreciation 79 €

Structure charge 125 €

Constant (including loading & unloading) 106 €

kilometric cost €/km 1.29 €

Cost € per tons( 16t per lorry) 58.3 €

Cost € per tons( 16t per lorry) without loading

and unloading51.7 €



LES EFFETS DE SEUILS LIÉS AUX CYCLES DE

CONDUITE

Effets des cycles de conduite sur le coût routier

Les cycles de conduite introduisent des ruptures

en termes de coûts en raison de l'immobilisation

du matériel roulant durant les pauses et surtout

les repos.

La relation Le Havre Mannheim est ici en

bordure de cycle.



EXEMPLE DE CALCUL DE COUTS : LE FER

Le coût ferroviaire, monomodal, est évalué considérant :

Les caractéristiques du réseau ferroviaire obtenues à partir des bases SIG européennes et

améliorées à partir des diverses études effectuées par Nestear et BG

La vitesse moyenne sur les sections est définie à partir du croisement entre les caractéristiques

techniques des sections et les vitesses observées (France). Les temps de parcours sont, ensuite,

vérifiés par rapport à des temps moyens de sillons.

Le coût ferroviaire est évalué en plusieurs étapes :

La première étape consiste à définir la silhouette du train et plus particulièrement le

nombre de wagons et la charge du train

Le calcul du coût de traversée de chaque section en fonction des coûts unitaires

(locomotive, wagon, énergie)

La définition de la meilleure solution ferroviaire entre chaque couple de nœuds via

l'application d'un algorithme de chemins minimaux (Dijkstra & minimisation du coût)

Pour le marché des conteneurs et des caisses mobiles, l'intégration des services

intermodaux

La détermination de la meilleure solution avec la juxtaposition de plusieurs services

intermodaux entre deux plateformes



EXEMPLE DE CALCUL DE COUTS : LE FER ENTRE LE HAVRE ET

MANNHEIMEvaluation with unitary cost of socio-economic referential

of SNCF (2014) – combined transport train (535m)

Rail cost for a train of 535m

Distance (km)

Time in line (h)

Average speed (km/h)

Time in line (h) + Composition of train

(6h)

Average speed (km/h),Time in line +

composition of train

Without transhipement and pre/post

routing € per ton

cents € per

ton.kmPer train.km

Cost in € 29.6 3.74 17.5

Driving cost 3.3 € 0.42 1.9

Detention of locomotive 4.4 € 0.55 2.6

Maintenance of locomotive 1.9 € 0.24 1.1

Energy 2.0 € 0.25 1.2

Detention of wagon 4.3 € 0.54 2.5

Maintenance of wagon 5.8 € 0.73 3.4

Infrastructure charge 4.3 € 0.54 2.5

Structure charge 3.7 € 0.46 2.2

45.1

Le Havre - Mannheim

793

11.6

68.4

17.6



EXEMPLE DE CALCUL DE COUTS : LA VN

Le coût ferroviaire, monomodal, est évalué considérant :

Les caractéristiques du réseau fluviales obtenues à partir des bases SIG européennes et

améliorées à partir des diverses études effectuées par Nestear et BG

La vitesse moyenne sur les sections (si elle n'est pas disponible) est définie selon la classe

CEMT de la section et d'un temps de transit par écluse (30 minutes)

Le coût VN est évalué en plusieurs étapes :

La première étape consiste à définir la silhouette de la barge pour une OD en fonction du

gabarit limite des sections et du nombre de couches de conteneur

Le calcul du coût de traversée de chaque section en fonction des coûts unitaires

(énergie, personnel, amortissement barge)

La définition de la meilleure solution fluviale entre chaque port fluvial via l'application d'un

algorithme de chemins minimaux (Dijkstra & minimisation du coût)

Pour le marché des conteneurs, l'intégration des services intermodaux

La détermination de la meilleure solution avec la juxtaposition de plusieurs services

intermodaux entre deux terminaux portuaires



EXEMPLE DE CALCUL DE COUTS : LA VN ENTRE LES PORTS D'ANVERS

ET ROTTERDAM ET MANNHEIM

Derived from structure of iww costs

of SMSR project

For a TEU without

transshipment (in € 2014)

ROTTERDAM -

LUDWIGSHAFEN

ANTWERPEN -

LUDWIGSHAFEN

Type of barge 110m Rhine 110m Rhine

Number of layer 3 3

Charge rate 85% 85%

Number of TEU 133 133

Distance in km 609 661

"Driving" time in hours 42.6 49.1

TOTAL travel time (22h

ofdriving per day) in hours46.6 53.1

COST without transshipment 79.3 € 86.9 €

Energy 26.3 € 28.5 €

Barge depreciation 20.7 € 22.2 €

Salaries 26.3 € 29.4 €

Repair & maintenance 1.8 € 2.0 €

Structure charge 4.2 € 4.8 €

Infrastructure charge 0.0 € 0.0 €

Constant charge related to the immobilization of barge during loading and

outloading are distributed on Barge depreciation and salaries.



EVALUATION DES COÛTS INTERMODAUX Les solutions intermodales utilisent plusieurs segments modaux. Les changements

modaux s'effectuent sur des nœuds-interfaces spécifiques :

des ports : avec des transferts entre le mode maritime & la route, le fer, la VN ou d'autres

services maritimes (feeder)

des ports intérieurs avec des passages entre la VN et la route ou le fer

des chantiers ferroviaires de TC avec des passages du ferroviaires vers la VN ou la route

Pour le conteneur, les pré et post-acheminements sont généralement réalisés par la

route. Les nœuds intermodaux où des solutions rail-VN sont effectives sont peu nombreux

(Duisburg et dans une moindre mesure Bâle, Ludwigshafen et les ports du Benelux).

Pour le marché du vrac, les solutions rail-VN existent mais elles ne sont pas organisées avec

des services réguliers.

Les coûts intermodaux sont déterminés à partir des :

Des coûts de chaque segment modal (maritime, iww, rail)

De constantes pour les transbordements et les temps d'attente (immobilisation du

matériel)

Des pré et post-acheminement routier (derniers kilomètres) considérant un système de

rotations entre le nœud de génération et le nœud-interface.



EVALUATION DES COÛTS INTERMODAUX : LES

PRÉ ET POST ACHEMINEMENTS ROUTIERS

Le pré & post-acheminement est évalué pour des

distances relativement courtes entre le nœud de

génération et la plateforme intermodale.

Le coût de ce segment intègre :

Le coût routier de base pour un type de poids

lourd donné,

Le nombre de rotations possibles ente le

générateur et la plateforme intermodale.

L'amortissement du véhicule et les coûts

salariaux sont distribués sur le nombre de

rotations (on considère seulement 50% du

surcoût potentiel, considérant que le matériel

ou le conducteur peut être affectés à d'autres

taches),

La nécessité d'effectuer un repos durant la

rotation si le temps de parcours est supérieur

à ½ cycle de conduite

Un taux de retour à vide



ÉVALUATION DES COÛTS INTERMODAUX : LES

PRÉ ET POST ACHEMINEMENTS ROUTIERS

Chaine mono-modale Chaine intermodale

…….


AFFECTATION ET PARTAGE MODAL




AFFECTATION & PARTAGE MODAL

44

Les modèle Logis et Portprint ont été appliqués pour l'évaluation de trafics de

marchandises dans le cadre :

de programmes de recherche : InterAlpes & Team dans le cadre de projets Predit

de grands projets d'infrastructure

Le Grand Projet ferroviaire du Sud-Ouest (GPSO)

La ligne nouvelle Montpellier Perpignan (LNMP)

Lyon Turin Ferroviaire

Saône Rhin – Saône Moselle

Nouveau franchissement ferroviaire de la Seine

de démarches plus générales sur la planification des corridors en Europe

New Opera

Les corridors européens (Corridor Atlantique et Corridor Mer du Nord /

Méditerranée)




UNE RECONSTITUTION DE LA RÉPARTITION DE LA DEMANDE ENTRE

MODES ET ITINÉRAIRES EN 2010

45

Transport combiné Autoroute ferroviaire Route

Les fonctions de partage modales peuvent prendre plusieurs formes :

Tout ou rien

Comportementale avec des seuils de basculement en fonction du différentiel relatif de coût entre la meilleure

solution routière et la meilleure solution intermodale

Probabiliste avec une répartition en fonction des coûts respectifs des différentes solutions intermodales (forme

appliquée dans le cadre de l'étude InterAlpes)

→ Pour l'ensemble des formes, le coût de transport est la principale variable explicative du partage modal.




ÉVOLUTION DES TRAFICS PAR MODES ENTRE

2010 ET 2025 : L'EFFET DU GOTHARD

Entre 2010 et 2025, l'évolution des

trafics par mode sont:

Le trafic total augmente de 35,6

MT (+30%) en génération

Le TC passe de 18,9 MT à 35,5

MT (+87%)

L'AF passe de 5,5 MT en 2010 à

9,3 MT en 2025 (+68%)

La route passe de 96,5 MT à 111,8

MT soit une hausse (+16%)

Près de ¾ de la progression

ferroviaire se réalise en Suisse,

dont le trafic routier baisse, alors

qu’il augmente en France et

Autriche. Cette évolution résulte de

l'ouverture du Gothard et des

aménagements connexes (corridor

4m).



BG Ingénieurs Conseils47

→ L’amélioration des conditions d’exploitation au niveau du Gothard se traduit par une forte augmentation des trafics du service entre

Basel et Lugano.

Elle résulte d’un transfert modal de la route vers l’AF et du transfert d’une partie des trafics AF du Lötschberg vers le Gothard.

Trafic en 2025Différentiel

2010-2025

ATTRACTIVITÉ DE L'AUTOROUTE FERROVIARE

Réalisation d'un corridor ferroviaire 4 m sur l'axe du Gothard de Bâle à Lugano




LA PLANIFICATION DES RTE





UNE PLANIFICATION À 2 NIVEAUXUne planification de corridors prioritaires du réseau "noyau" à l'horizon 2030

Les corridors sont définis à partir de l'alignement de nœuds

La planification est une opération concertée entre types d'acteurs, publics et privés, agissant aux différents niveaux territoriaux

(Européen, national, régional local)

Concernant des projets d'infrastructures, mais aussi l'amélioration d'exploitation, l'innovation

Intégrant le fonctionnement des grands centres urbains, ports maritimes et intérieurs, et terminaux intermodaux)

La planification d'un réseau global à l'horizon 2050

Elle est traitée à l'heure actuelle de manière progressive, en liaison avec la planification par corridor :

par l'introduction de thèmes dits horizontaux, avec une méthodologie commune à tous les corridors avec:

L'approche multimodale et celle du transport intermodal, y compris la problématique de l'implantation de terminaux rail/route (RRT),

qui conduisent à descendre dans l'organisation des plus grands nœuds (cf corridor Atlantique)

L'intégration des schéma de transport des grandes agglomérations, et leur articulation à un ou plusieurs corridors

L'ouverture sur les pays tiers

Deux thèmes plus généraux de financements et d'introduction de nouvelles technologies

par un traitement prévu d'interfaces entre les corridors, concernant l'arbitrage entre modes (qui n'ont pas nécessairement des itinéraires

parallèles-Cf. corridor NSM), mais aussi des sections communes et surtout des nœuds communs (ce qui est le propre des grands nœuds

du nord de l'Europe)

par le lancement parallèle d'études horizontales de réseau, à vocation spécifique, comme celle concernant l'acheminement portuaire et la

Voie d'eau, la disponibilité d'un outil global n'étant pas prévu avant 3/4 ans

Transports n°494 (novembre-décembre 2015) "Planifier les corridors pour développer les RTE : volonté politique et évaluation technique"


STRUCTURE DU RÉSEAU "NOYAU" ET CORRIDORS





LE PROCESSUS DE LA PLANIFICATION PAR CORRIDOR

Une problématique qui privilégie l'offre :

Sur le plan de l'offre, une certaine cohérence dans la programmation de projets internationaux, et l'amélioration de l'exploitation

(interopérabilité),

Sur le plan de la demande, celle-ci ne s'exprime que très partiellement au sein du corridor,

D'où l'impossibilité de traiter de l'équilibre Offre/Demande au sein d'un corridor: les modèles de "corridor", longtemps utilisés comme

première approximation pour l'évaluation des projets avec un zonage adapté au corridor, ne sont plus pertinents. Les performances du

corridors ne peuvent s'appréhender que par le biais d'un modèle de réseau Européen.

Des étapes Les étapes du processus sont:

Mise en place d'un dispositif de concertation: organis,ation de Forums par corridor, animés par des coordinateurs, avec la

participation des acteurs et en particulier les Etats Membres

La définition d'indicateurs de performances, résultant essentiellement de données d'offre,

Le recensement des projets candidats au financement: les projets sont classés par catégories pour un appel qui a commencé en

2014, avec des sélections dès 2015 pour égibilité à un co-financement .

Une question intéressante, celle du marché des "sillons" plus directement liée à la définition du corridor (issus des Rail

Freight Corridors) dans la mesure où:

Le sillon se planifie dans l'alignement du corridor, au sein du corridor, entre gestionnaires d'infrastructure,

La demande de sillon reflète une demande plus large qui s'inscrit dans le corridor.

Les indicateurs de sillons, nouvel indicateur du fonctionnement, et d'une offre ferroviaire internationale, fiable, reflète une "performance"

du corridor, résultat d'un équilibre d'offre et de demande (base Rail Net Europe).


DEUX EXEMPLES DE CORRIDOR: ATLANTIQUE ET NSM

(NORTH SEA/MED.)

11-04-2016 52La simulation des performances des chaînes intermodales pour le




L'EVALUATION DE GRANDS PROJETS AU SEIN DE CORRIDORS: LE PROJET

GPSO POUR LES SOLUTIONS ALTERNATIVES LE LONG DE L'ATLANTIQUE

Rail Traffic

between Bordeaux and FactureRail Motorway Sea Motorway

(unit : Tons/year)


UNE ÉTUDE DE RÉSEAU EUROPÉEN POUR

ACHEMINEMENT PORTUAIRE ET VN





COMBINER DES MODÈLES MACRO ET MICRO POUR DES

SCENARIOS DE DESSERTE DES PORTS ET TRANSPORT PAR VN

Pour la génération des échanges intra et extra communautaires, région/régions, par type de produit:

les modèles ASTRA (Modèle Européen d'échanges avec des variables transport "endogènes "-

Fraunhofer),

et WCM (World Container Modèle -TNO), pour la distribution des flux containers entre ports, et

l'acheminement terrestre de/vers les régions.

Pour la sensibilité du partage modal aux gains de performances des modes et aux grandes

innovations: MSM (Modèle LOGIT de TNO).

Pour les performances de chaînes de transport et les impacts territoriaux locaux: Port-Print et Logis

(échanges européens continentaux) de BG.


L'ARTICULATION DES MODÈLES ET LE RÉSEAU D'AFFECTATION




DÉFINITION DES HINTERLANDS



L'évaluation des parts respectives des différents modes passe par une évaluation préalable des hinterlands des

ports et de leur concurrence respective. Le modèle PortPrint intègre 131 ports à l'échelle européenne pour la

simulation des trafics de conteneurs maritimes.

Transports n°489 (janvier-février 2015) "Le transport continental de conteneurs maritimes et l'ouverture des RTE

sur les ports".


TYPES DE RÉSULTATS ATTENDUS, POUR DES CONTENEURS

MARITIMES SUR LE FER ET LA VN (2050)




UN CONTEXTE GLOBAL POUR DES

ANALYSES RÉGIONALES/LOCALES




UNE PROBLÉMATIQUE DE PLANIFICATION RÉGIONALE:

L'AMÉNAGEMENT DES NŒUDS À L'INTERFACE DE L'ESPACE RÉGIONAL ET

EUROPÉEN, À L'ARTICULATION DES CORRIDORS ET DU RÉSEAU GLOBAL.




L'ENJEU DE L'IMPACT LOCAL D'UN TRAFIC À LONGUE DISTANCE:

UN INDICATEUR D'IMPACT ENVIRONNEMENTAL INTERALP

61

Pondération par la

population

Un indicateur de risque




L'ENJEU DE L'IMPACT LOCAL D'UN TRAFIC À LONGUE DISTANCE:

UN INDICATEUR D'IMPACT ENVIRONNEMENTAL : INTERALP



L'intégration des profils et des caractéristiques locales du

réseau permet d'estimer de manière fine les émissions et

les effets locaux d'une politique de transport : exemple du

passage du Brenner en fonction d'une tarification routière

par passage alpin.

Zoom sur le Brenner

Documents

LA SIMULATION DES PERFORMANCES DES … · longueur de train, charge à l'essieu, capacité, ... données économiques & réglementaires : péage, cycle de conduite par mode Des coûts