L'affectation routière sert avant tout à l'analyse des déplacements de personnes effectués en auto, incluant les camionnettes et les fourgonnettes, autant comme passager que comme conducteur. Les modèles d'affectation routière traitent également, mais de façon plus sommaire, les déplacements de biens et services associés aux véhicules commerciaux et aux camions.

Chacune des régions couvertes par des enquêtes origines-destination régionales (O-D), soit Montréal, Québec, Gatineau, Sherbrooke et Trois-Rivières, possède son propre modèle d’affectation routière.

À quoi servent ces modèles?

Élaborés avec le progiciel EMME/2, ces modèles permettent de faire des simulations détaillées de l'utilisation des infrastructures routières. Le Ministère les utilise pour étudier l'état actuel ou projeté du réseau ou pour évaluer les impacts potentiels de la demande prévisionnelle. Les analyses peuvent être de nature globale et toucher l'ensemble du réseau ou encore porter sur l'étude d'un segment particulier du réseau existant ou d'un tronçon routier dont la construction ou la modification est projetée.

Exemples d'utilisation : analyses régionales

• Comment se répartit, entre le réseau artériel et le réseau routier, la consommation routière des résidents de tel secteur?
• Quel est le niveau de saturation, par rapport à leur capacité, des liens routiers en période de pointe?
• À combien peut-on évaluer le coût de la congestion routière dans la région de Montréal?¹
• Quelle est l'accessibilité routière, en ce qui à trait au de temps de déplacement, de tel secteur?
• Quels liens routiers seront les plus affectés par l'augmentation projetée de la demande en matière de déplacements?

Comme le progiciel EMME/2 présente les résultats simulés directement sur les liens du réseau, il est possible d'illustrer :

• les débits des véhicules automobiles;
• les temps de parcours;
• les vitesses sur le réseau;
• ou la différence absolue ou relative de ces indicateurs entre deux scénarios successivement simulés.

Comment modélise-t-on la demande en transport?

La demande en transport est représentée, dans les modèles agrégés, à l'aide de matrices origine-destination qui reposent sur un découpage du territoire en petites zones, dites d'analyse transport (ZAT). À chaque zone est associé un « centroïde » qui représente le centre de masse des activités de cette zone. C'est de ce centroïde qu'émaneront ou se termineront les déplacements générés par la zone, selon qu'ils y sont produits ou attirés. Les centroïdes sont reliés au réseau routier par des connecteurs appelés « liens d'accès ».

Comment modélise-t-on le réseau routier?

Afin de modéliser le réseau routier, on le codifie sous la forme d’un graphe arc-nœuds, à l'aide de coordonnées géographiques réelles. Le réseau routier modélisé sous EMME/2 comprend toutes les routes importantes accessibles aux véhicules motorisés, soit les autoroutes, les artères urbaines et régionales et les rues collectrices. Les rues locales ne sont généralement pas codifiées explicitement, mais plutôt représentées par des liens d'accès aux centroïdes des zones.

La figure à droite est un exemple de réseau sous EMME/2. On voit que le réseau modélisé (liens colorés) constitue une simplification de la réalité.

Après avoir codifié le réseau routier de la région, on y charge, par traitement agrégé, la demande observée lors de l'enquête O-D. C'est cette opération qui porte le nom d'« affectation des déplacements ». Ceux-ci incluent tous les déplacements faits en entier ou en partie en auto, moto, fourgonnette ou camionnette, comme conducteur ou comme passager, sur le réseau de la région à l'étude. On procède alors au calage du modèle afin de s'assurer qu'il reproduit bien la réalité.

Habituellement calé pour la période de pointe du matin d’un jour ouvrable d’automne, le modèle est basé sur le principe de minimisation des temps de déplacement pour l’usager. Concrètement, cela signifie qu'en état d’équilibre la solution représente une situation où les usagers ne peuvent améliorer leur sort en changeant de chemin. 

Le modèle utilise une série de fonctions ou courbes dites « volume-délai » afin de trouver le chemin optimal. Ces courbes traduisent la relation entre la vitesse et le débit, qui veut que la vitesse moyenne sur les liens diminue à mesure qu’y augmente le débit de circulation. Grâce à ces courbes, le progiciel peut estimer les temps de parcours en fonction du débit du lien et ainsi déterminer le parcours le plus avantageux (temps minimal).

Le modèle tient compte, en arrière-plan, de la présence des camions, permettant ainsi de refléter la capacité nette disponible aux automobiles. La principale force du modèle est de traduire la congestion sur le réseau en appliquant un processus itératif (voir figure). À chacune des itérations, l'algorithme d'affectation établit une diversion partielle des flots routiers sur les nouveaux chemins devenus « minimums », et ce jusqu'à une solution optimale d’équilibre.

Le modèle est ensuite validé en comparant d’abord les débits simulés sur le réseau codifié aux débits observés, par comptage, dans la réalité, puis en comparant les temps de déplacement simulés aux temps de déplacement réels. Au besoin, on ajuste les courbes volume-délai et on recommence le processus jusqu'à ce que les résultats du modèle reproduisent adéquatement les données relevées sur le terrain.

Le calage terminé, on peut évaluer des scénarios routiers, c'est-à-dire ajouter ou modifier un tronçon (route, bretelle d'entrée/sortie, pont, etc.) et y affecter la demande de transport pour l'horizon correspondant à la mise en place de ce projet.