Modélisation des nouvelles mobilités à partir d'une représentation désagrégée de la population et des activités

New Mobilities Modeling based on a disaggregated representation of the population and its activities

• Auteur / Autrice : Aurore Sauvageot
• Direction : Pierre-Olivier Vandanjon
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Aménagement de l'espace, Urbanisme
• Date : Inscription en doctorat le 02/11/2023
• Etablissement(s) : Université Gustave Eiffel
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ville, Transports et Territoires (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Systèmes Productifs, Logistique, Organisation des Transports, et Travail

Mots clés

Mots clés libres

Population synthétique

Nouvelles mobilités

Modélisation multi-agents

Synthetic Population

New Mobilities

Agent-Based Simulation

Résumé

Le système de transport actuel n'est pas durable : il est dépendant des énergies fossiles, contribue fortement au changement climatique, émet des polluants locaux, etc. Face à ce constat, diverses évolutions sont observées : · de nouvelles mobilités émergent : trottinette électrique, gyroroue ; · les modes actifs (vélo, marche) connaissent un regain d'intérêt ; · les transports publics se diversifient : téléphérique, bus à haut niveau de service, navettes à la demande ; · de nouvelles réglementations apparaissent : zone à faible émission,... · de nouveaux comportements se développent : covoiturage, télétravail, volonté d'une mobilité en adéquation avec des valeurs écologiques. Par construction, les outils classiques de modélisation ne prennent pas (ou insuffisamment) en compte ces évolutions des comportements de mobilité (nommées ici ‘nouvelles mobilités'). De plus, les données disponibles, parfois trop anciennes ou trop parcellaires, ne permettent pas d'appréhender totalement ces nouvelles tendances. L'aménageur urbain doit alors prendre des décisions dans un environnement complexe avec des outils qui appréhendent mal cette complexité tout en étant confronté à des attentes de plus en plus fortes de la part de la population et des acteurs économiques pour mettre en place de services plus performants et limiter les nuisances liées à l'aménagement de la ville. Ce projet de recherche a pour objectif le développement d'une méthodologie permettant une meilleure prise en compte du changement des comportements de mobilité pour aider l'aménageur urbain. Pour ce faire, il s'inscrit dans le domaine de la modélisation des déplacements individuels (en tenant compte des caractéristiques socio-démographiques, des préférences et des contraintes de chaque individu) avec des données géographiques détaillées dont l'objectif final est l'analyse des changements d'infrastructures de transport, des politiques publiques et des comportements individuels affectant la mobilité urbaine. Que ce soit dans le cadre de la microsimulation spatiale ou de la modélisation multi-agents, cette représentation désagrégée d'une population synthétique permet de modéliser les comportements individuels d'activités et de déplacements et peut donc contribuer à l'analyse des nouvelles mobilités. Ce projet s'inscrit dans un double mouvement observé au sein de la communauté scientifique travaillant sur le sujet. D'une part, un mouvement d'ouverture des données a été initié récemment par l'Etat. Les chercheurs et praticiens ont, maintenant, accès plus facilement à plusieurs sources de 1données : recensement de la population, enquête ménage déplacement, base de données fiscales et topographique, résultats des bureaux de votes, etc. D'autre part, la communauté scientifique a mis récemment à disposition des solutions open source de génération et suivi de population synthétique à des fins d'études de comportement de mobilité. Par exemple, Eqasim 1 développé par Hörl et Balac propose un pipeline intégrant les différentes étapes de modélisation des mobilités quotidiennes (génération de population synthétique, plans d'activité,etc.), facilitant ainsi à l'utilisation des systèmes multi-agents basés sur les activités, notamment MATSim 2 . Dans le même temps, l'Oak Ridge National Laboratory (ORNM) développe une plateforme de microsimulation nommée UrbanPop destinée à l'analyse de la dynamique d'une population à haute résolution spatiale, temporelle et démographique. Néanmoins, en l'état, ces méthodes sont difficilement appropriables par les opérateurs, partiellement inadaptées à leurs besoins car ne répondant pas complètement aux attentes opérationnelles, ou inadaptées aux données disponibles dans le contexte français. Elles peuvent servir néanmoins de cadre de réflexion de référence, voire même d'écosystèmes pertinents pour la valorisation des travaux de cette thèse (afin de faciliter notamment la diffusion des méthodes développées auprès des communautés scientifiques concernées).

The current transport system is not sustainable: it is dependent on fossil fuels, contributes significantly to climate change, emits local pollutants, etc. Faced with this observation, various developments are observed, such as new forms of mobility emerging (electric scooters, gyrowheels), active modes regaining interest (cycling, walking), public transport diversifying, new regulations appearing, and new behaviors developping (carpooling, teleworking). By construction, traditional modeling tools do not (or insufficiently) take into account these changes in mobility behavior (here called ‘new mobilities'). Furthermore, the available data, sometimes too old or too fragmented, does not allow us to fully understand these new trends. The urban planner must then make decisions in a complex environment with tools that do not fully understand this complexity while being confronted with increasingly strong expectations from the population and economic players to implement more efficient services. efficient and limit the nuisances linked to the development of the city. This research project aims to develop a methodology allowing better consideration of changes in mobility behavior to help urban planners. To do this, it is part of the field of modeling individual movements (taking into account the socio-demographic characteristics, preferences and constraints of each individual) with detailed geographic data whose final objective is the analysis changes in transport infrastructure, public policies and individual behaviors affecting urban mobility. Whether in the context of spatial microsimulation or multi-agent modeling, this disaggregated representation of a synthetic population makes it possible to model individual activity and travel behaviors and can therefore contribute to the analysis of new mobilities. This project is part of a double movement observed within the scientific community working on the subject. On the one hand, a movement to open up data was recently initiated by the State. Researchers and practitioners now have easier access to several sources of data: population census, household travel survey, tax and topographical database, polling station results, etc. On the other hand, the scientific community has recently made available open source solutions for generating and monitoring synthetic populations for the purposes of studying mobility behavior. For example, Eqasim 1 developed by Hörl and Balac offers a pipeline integrating the different stages of modeling daily mobility (synthetic population generation, activity plans, etc.), thus facilitating the use of multi-agent systems based on activities, notably MATSim 2. At the same time, Oak Ridge National Laboratory (ORNM) is developing a microsimulation platform called UrbanPop intended for the analysis of population dynamics at high spatial, temporal and demographic resolution. However, as they stand, these methods are difficult to adopt by operators, partially unsuitable for their needs because they do not completely meet operational expectations, or unsuitable for the data available in the French context. They can nevertheless serve as a reference framework for reflection, or even as relevant ecosystems for the promotion of the work of this thesis (in particular in order to facilitate the dissemination of the methods developed to the scientific communities concerned).