Avantages et inconvénients du graphicage multi-lignes

Temps de battement techniques et temps de battement « subis »

Pour bien comprendre les disparités sur les taux de battement que l’on peut rencontrer d’une ligne à l’autre, il est important de bien cerner comment ceux-ci sont définis en amont.
Pour les lignes de tramways, un accord d’entreprise stipule que ceux-ci ne peuvent être inférieurs à 6 minutes à chaque terminus. Ce temps doit permettre au conducteur d’effectuer sa manoeuvre de retournement en terminus et d’absorber un éventuel retard pour repartir à l’heure dans l’autre direction.
Concernant les lignes de bus, les règles sont beaucoup plus floues. Tout d’abord, le dernier accord signé avec les organisations syndicales remontant à 1992 stipule que les temps de battement doivent représenter 12% du temps « utile » sur une journée d’exploitation. Aujourd’hui, ce terme « temps utile » s’avère difficile à interpréter mais il correspondrait aux heures totales passées au volant sur une journée d’exploitation. Ainsi, il s’agit bien de la manière dont les taux de battement sont calculés par le service Méthodes mais dans l’accord de 1992, les 12% sont calculés sur une « journée-conducteur » et non sur un graphique de ligne.
Ce détail ne s’avère pas si important car les taux de battement des lignes de bus sont aujourd’hui largement supérieurs de toute façon. Il n’y a pas vraiment de règles mais globalement, les principes suivants sont respectés :
– Analyse de la dispersion des temps de parcours (nuages de points réalisés à partir des relevés des données temps de parcours réels issues du SAE5) pour que les temps de battement techniques permettent aux bus de repartir à l’heure du terminus dans 95% des cas,
– Les courses dont les temps de parcours sont supérieurs à 25 minutes doivent avoir au minimum 4 min de temps de battement,
Dans les faits, et quels que soient les temps de parcours de la ligne, les temps de battement techniques sont très rarement inférieurs à 5 minutes par course, soit 10 minutes par rotation. En heures pleines, ceux-ci sont rarement inférieurs à 6 minutes par course et en général ils ne dépassent pas les 10 minutes sur les plus longues lignes. Il s’agit bien là des temps de battement techniques voulus auxquels vont venir s’ajouter des temps de battement subis lors du graphicage. A travers cette étude, ce sont bien les temps de battement subis que nous tenterons d’optimiser. Les temps de battement techniques sont déterminés par les responsables de lignes de la Direction Exploitation.
Aujourd’hui, il n’existe pas de statistiques à la SEMITAN permettant de distinguer ces deux types de temps de battement, contrairement à d’autres réseaux. Dans le cadre de cette étude, une visite a été effectuée sur le réseau de Toulouse qui pratique le graphicage multi-lignes. Ceux-ci réalisent à partir du logiciel Hastus6 des statistiques différenciées entre les deux types de battement, qu’ils appellent « Battement technique » pour le battement voulu et « Battement de construction » pour le battement subi. Cette approche est très intéressante mais à la SEMITAN, le logiciel Hastus ne permet pas ce type d’analyse car des développements informatiques spécifiques sont nécessaires. Toutefois, il sera largement préconisé à la fin de ce rapport de tendre vers ce type de statistiques qui permettent très rapidement de mesurer « l’improductivité » d’une ligne.
Quels sont les taux de battement pratiqués dans les autres réseaux ?
Dans le cadre de cette étude, il est intéressant de connaître les pratiques d’autres réseaux concernant la définition des taux de battement. Néanmoins, il est très difficile d’obtenir des informations de ce type car les réseaux n’aiment pas communiquer sur ce sujet. Ce sont des données qui traduisent en partie le niveau de productivité d’un réseau et il s’agit donc d’un sujet sensible. Une étude de productivité a été réalisée en 2012 pour le réseau de St Etienne et il est mentionné que l’objectif est d’atteindre des taux de battement compris entre 13 à 15%. Cette étude ne mentionne pas les taux réellement obtenus (Mickaël Martin, 2012). De plus, lors d’une présentation réalisée par le réseau SEMITAG dans le cadre du master TURP, il a été évoqué un calcul de temps de battement technique de l’ordre de 10% du temps de production, avec un ajout de 2 minutes supplémentaires (SEMITAG, 2014).

Des solutions nécessaires pour améliorer la productivité des graphiques

A travers la démonstration précédente, nous avons pu constater que certaines lignes pouvaient générer des temps improductifs conséquents lors de la construction des horaires et des services-voitures. Ces temps improductifs ont des répercussions fortes sur les coûts de production avec des variations de près de 30% du coût « conducteur » par kilomètre commercial.
Ainsi, l’optimisation de ces temps peut avoir des conséquences très positives pour un exploitant de réseau urbain car les coûts de main d’oeuvre sont une des composantes principales des coûts de production. Ceux-ci représentent environ 60% des coûts kilométriques directs (source : Contrôle de Gestion, SEMITAN).
Dans cette étude, nous allons particulièrement nous intéresser à l’optimisation des temps improductifs lors du graphicage et donc lors de la construction des services-voitures.
Comme nous avons pu le voir précédemment, il existe plusieurs leviers pour optimiser la productivité d’un graphique de ligne. Lorsqu’on reprend la formule de base du graphicage explicité en amont (V = R / I), on comprend aisément que l’on peut agir sur différents critères pour obtenir un résultat optimal, c’est-à-dire un chiffre entier qui permettra d’optimiser les temps improductifs.
Ainsi, le nombre de véhicules sur une ligne va être déterminé en fonction de trois paramètres : le temps de parcours, le temps de battement et la fréquence :
Rappel : V = R / I
Nombre de véhicules = (Temps de parcours + Temps de Battement voulus) / Intervalle
Les leviers d’optimisation de la productivité peuvent donc être très divers :
– Amélioration des temps de parcours avec des aménagements de type couloir réservé ou priorité aux feux,
– Modification des itinéraires pour influer également sur les temps de parcours,
– Modification de l’intervalle de passage,
– Modification des règles sur les temps de battement…
Toutefois, dans le cadre de ce mémoire, nous nous intéresserons particulièrement à l’optimisation de la productivité à travers la mise production de l’offre, c’est-à-dire au moment du graphicage. Nous chercherons à déterminer si le fait de graphiquer plusieurs lignes ensemble peut permettre de limiter les surplus de temps battement inhérents au graphicage, c’est-à-dire le battement subi.
L’approfondissement des autres pistes d’amélioration possibles serait trop long à étudier dans ce seul mémoire, c’est pourquoi cette étude reste centrée sur l’optimisation par le graphicage.
Une autre variable fondamentale dans la conception d’un graphique est l’intervalle de passage, c’est-à-dire la fréquence. Ce projet n’a pas pour but de proposer une refonte de l’offre mais il sera néanmoins possible de proposer de légères modifications de fréquence sur certaines lignes si cela permet des améliorations significatives de la productivité. Ces modifications d’offre mineures reposeront principalement sur l’analyse des diagrammes de charge des différentes lignes étudiées. Bien que l’analyse du territoire et des données socio-économiques soit fondamentale pour traiter des problématiques d’offre de transport, les modifications proposées resteront mineures et ne remettront pas en cause de manière profonde la pertinence de l’offre, qui n’est pas le but de ce projet.

Une problématique axée sur l’amélioration de la productivité par le graphicage

La problématique principale de cette étude est donc de déterminer dans quelle mesure l’introduction du graphicage multi-lignes peut permettre de réaliser des gains de productivité par rapport à l’organisation actuelle (graphicage mono-ligne). Cette première partie a mis en évidence un déséquilibre de productivité entre différentes lignes avec des répercussions importantes sur les coûts de production et donc des enjeux forts en termes d’optimisation.
Ainsi, dans un contexte financier difficile, une étude de ce type trouve parfaitement sa place car elle permettrait d’améliorer la productivité sans générer d’investissements de la part de l’Autorité Organisatrice. Celle-ci cherche à faire des économies et ne peut plus investir des sommes considérables dans des infrastructures lourdes de transport.
La nécessité d’un diagnostic
Afin de répondre à cette problématique, il sera réalisé dans la partie qui suit un diagnostic de la productivité et de la maîtrise des temps de battement subis des différentes lignes du réseau nantais. Cette étape est primordiale pour réaliser un état des lieux de la productivité et ainsi délimiter un éventuel périmètre. De plus, cela nous permettra de définir un potentiel de gains de productivité, afin de bien cerner les enjeux du projet d’un point de vue compétitivité.
Pourquoi le graphicage multi-lignes ?
Dans une troisième partie, nous analyserons plus en détail les apports et les contraintes qu’engendrerait cette nouvelle manière de produire l’offre kilométrique. Nous verrons notamment les possibilités offertes en termes de productivité mais également les inconvénients qui peuvent être liés à cette nouvelle méthode d’exploitation. En effet, le fait qu’un véhicule circule sur plusieurs lignes dans une même journée peut amener des problèmes de contagion d’irrégularités d’une ligne à l’autre notamment, mais également d’autres contraintes que nous développerons dans cette troisième partie.

Un potentiel d’optimisation important

A la suite de ces premiers constats, nous allons désormais nous intéresser à la définition d’un potentiel de gains de productivité concernant les différents types de jours étudiés précédemment.
Pour mesurer la pertinence de la mise en place d’une nouvelle manière de produire l’offre kilométrique, il est nécessaire de réaliser une estimation des gains envisageables.

Méthodologie et estimation du potentiel, lundi à vendredi hors vacances scolaires

Dans cette partie, nous allons tenter de chiffrer le coût que peut représenter « l’excès » de temps de battement à la SEMITAN. Cette analyse n’est pas simple car il est peu évident, d’une manière précise, de savoir quand le battement est réellement justifié et voulu et quand il est en excès (ou subi). En effet, la SEMITAN ne dispose pas de statistiques permettant cela, comme nous l’avons déjà évoqué.
Pour cette approche, nous allons nous concentrer sur les taux de battement des lignes de bus. Nous allons exclure les trois lignes de tramway car celles-ci ont des taux de battement déjà optimisés. Il n’y a donc aucun intérêt à étudier la faisabilité du graphicage multi-lignes sur des lignes avec des taux de battement très proches du taux optimal. En effet, le graphicage multi-lignes va engendrer des contraintes d’exploitation supplémentaires (notamment la propagation de problèmes d’irrégularités d’une ligne à l’autre) et doit donc être utilisé de manière mesurée.
De plus, les lignes de tramway représentent des volumes d’heures de travail bien plus importants que les lignes de bus et cela viendrait donc fausser les analyses statistiques qui vont suivre dans cette partie.

Méthodologie

En accord avec le service Méthodes et Organisation du Travail, nous avons décidé de fixer un taux de battement « plancher » qui nous servira à affirmer qu’une ligne de bus a une productivité satisfaisante. Ce taux de battement « plancher » est fixé à 25%.
Ainsi, dans cette partie, nous allons pour chaque type de jour séparer les lignes de bus en deux groupes à partir du taux de battement « plancher ». Avec les synthèses des tableaux de bord issus du graphicage (cf. Annexes 2 à 8, pages 4 à 10), nous allons chiffrer le gain en heures de travail et en services-conducteurs qu’il serait théoriquement possible de réaliser si les lignes les moins productives (à + de 25% de battement) étaient optimisées comme les lignes les plus productives (à – de 25%).
La méthodologie appliquée sera détaillée pour les types de jours « lundi à vendredi hors vacances » et seuls les résultats obtenus pour les autres types de jours seront présentées dans ce rapport.
Le tableau 8 nous montre le nombre de services-conducteurs qu’il serait théoriquement possible d’économiser si les lignes les moins productives (+ de 25 % de battement) étaient optimisées comme les autres lignes. Sur une année, l’optimisation « possible » serait de l’ordre de 8 623 services. Sachant qu’un conducteur effectue en moyenne 190 services par an, le potentiel maximum en ETP Conduite serait de 45,4. En reprenant la nuance formulée à la page précédente, le potentiel « moyen » serait de l’ordre de 23 ETP. Le volume de travail global sur les lignes de bus pour les jours de semaine représente l’équivalent de 603 ETP par an. Ainsi, le potentiel maximum correspondrait à des gains de productivité d’environ 7,5% (45,4 / 603) et deux fois moins si l’on considère le potentiel « moyen ».
Nous avons vu précédemment qu’un ETP conduite coûte à la SEMITAN 50 000 € par an, on peut donc en déduire un potentiel maximal qui s’élèverait 2,27 millions d’euros et 1,14 million pour le potentiel moyen.

Recul sur la méthodologie

Il convient de préciser que cette approche reste très généraliste, car toutes les lignes ne peuvent pas s’optimiser de la même manière. De plus, il est sûrement possible d’optimiser des lignes qui se situent sous le taux « plancher » de 25 % de temps de battement. Toutefois, il aurait été très compliqué d’analyser chaque graphique de ligne un par un (51 lignes de bus avec 7 types de jour différents, soit plus de 350 graphiques de ligne) pour tenter de voir à quel moment l’excès de battement est justifié ou pas.
Cette analyse globale permet donc de donner un ordre de grandeur sur les possibilités d’optimisation et met en avant un potentiel important. Ainsi, dans le cadre de cette étude sur le graphicage multi-lignes à la SEMITAN, cela nous permet de démontrer l’intérêt et la justification d’un approfondissement de cette problématique. En l’absence de potentiel, on aurait pu en déduire qu’une telle étude n’était pas forcément justifiée car le réseau était déjà optimal.

Définition d’un périmètre d’étude

Nous avons vu précédemment que la productivité des graphiques du réseau de la SEMITAN est très variable d’une ligne à l’autre. En effet, certains types de ligne sont déjà optimisés :
– Les lignes de tramway,
– Les lignes à fréquences de type Chronobus,
– Les lignes longues,
– Les lignes diamétrales.
Ainsi, il ne semble pas justifier de modifier le système de production d’un point de vue global car l’apport serait très limité sur les temps improductifs de certaines lignes. Or, le graphicage multi-lignes va générer des contraintes d’exploitation supplémentaires :
– Problèmes de régularité d’une ligne qui peuvent se propager à d’autres lignes
– Difficultés de régulation en cas de perturbations : il sera plus compliqué, pour les régulateurs du Poste de Commandement Centralisé (PCC), d’effectuer des manoeuvres de « remise à l’heure » lorsqu’un bus circule sur plusieurs lignes. A titre d’exemple, les régulateurs peuvent demander à un bus de faire demi-tour avant la fin de sa course commerciale pour absorber un retard et faire repartir le bus dans l’autre direction sur ses bons horaires. On comprend que ce type d’action serait délicat à effectuer lorsqu’un bus doit changer de ligne à la fin de sa course commerciale.
Ainsi, l’utilisation du graphicage multi-lignes doit être justifiée par des gains considérables en termes de productivité pour compenser les contraintes d’exploitation supplémentaires.
Il est donc préconisé dans ce rapport de pas modifier la manière de graphiquer les types de ligne évoqués ci-dessus mais de se focaliser sur les lignes avec des taux de battement importants.
De plus, il est recommandé de réaliser du graphicage multi-lignes sans générer de kilomètres Haut Le Pied supplémentaires. En effet, les gains attendus seront réalisés sur des temps de battement parfois courts et le fait de générer des déplacements Haut le Pied supplémentaires viendrait amoindrir les gains possibles.

Un premier périmètre d’étude ciblé sur les lignes de périphérie

Ainsi, au vu des restrictions évoquées concernant le périmètre d’étude, les lignes pouvant se prêter particulièrement bien au graphicage multi-lignes sont les lignes de périphérie. Leur taux de battement est souvent élevé par rapport aux autres lignes (faibles fréquences, lignes relativement courtes avec peu de véhicules). Elles bénéficient souvent d’un terminus commun avec d’autres lignes car elles sont principalement en rabattement sur des pôles d’échange desservis par un mode lourd (tramway, Busway).
En outre, les lignes de périphérie sont beaucoup moins perturbées que les lignes du centre-ville, notamment lors de manifestations ou de festivités. Les lignes du centre-ville peuvent être regraphiquées en cours d’année lors de festivités diverses (carnaval, fête de la musique…) et peuvent être exploitées en situation dégradée (lors de manifestations), c’est-à-dire qu’elles sont exploitées en deux tronçons lorsque que le centre-ville est bloqué par des manifestants. Ainsi, le fait de graphiquer ces lignes en multi-lignes viendrait compliquer leur exploitation et pourrait nuire à la qualité de service.

LE GRAPHICAGE MULTI-LIGNES : UN OUTIL AU SERVICE DE LA PRODUCTIVITE

La partie précédente a permis de mettre en évidence l’existence d’un réel potentiel d’optimisation des temps improductifs sur certaines lignes du réseau exploité par la SEMITAN. Nous avons pu identifier que certains types de ligne étaient déjà bien optimisés et par conséquent, il n’était pas nécessaire d’effectuer du graphicage multi-lignes à l’échelle du réseau entier. Il semble plus judicieux de se focaliser sur les lignes qui génèrent le plus de temps de battement « subis ».
Nous avons pu voir à travers l’analyse précédente que les lignes de bus de périphérie sont les « cibles » idéales pour ce nouveau type de mise en production de l’offre. Ces lignes ont des taux de battement élevés et elles ont l’avantage d’être moins perturbées par des incidents extérieurs que les lignes du centre-ville par exemple. En effet, les manoeuvres de « remise à l’heure » effectuées par le PCC8 sont donc beaucoup moins nombreuses. Les lignes du centre-ville, quant à elles, sont plus souvent perturbées notamment par des festivités ou des manifestations qui peuvent paralyser l’hyper-centre nantais. Cela renforce l’intérêt d’exclure ce type de lignes du périmètre du graphicage multi-lignes car non seulement elles sont déjà relativement bien optimisées, mais elles sont souvent perturbées par des évènements extérieurs. Les risques de dégrader la qualité de service seraient alors trop forts comparativement aux faibles gains qu’il serait possible d’obtenir.
Dans ce chapitre, nous allons étudier les deux approches possibles concernant la mise en place du graphicage multi-lignes. La première possibilité consiste à construire des horaires de voitures en multi-lignes à partir des graphiques « mono-ligne » existants grâce au logiciel Hastus9. Celui-ci tente d’optimiser les temps de battement à partir de l’offre existante. Nous verrons que cette approche a des limites en termes de gains et cela nous poussera à étudier une seconde approche pour tenter d’obtenir des gains de productivité supplémentaires.
La seconde possibilité qui sera étudiée résulte directement des constats réalisés à travers le diagnostic de productivité des lignes du réseau TAN. Il a été observé que les lignes longues sont d’une manière générale plus productives que les lignes courtes, car elles génèrent des taux de battement moins élevés que les autres lignes. Ainsi, cette approche consistera à « fusionner » des lignes courtes de manière fictive pour créer des lignes plus longues et ainsi faire diminuer les temps de battement « subis ». Les lignes « fusionnées » seront graphiquées ensemble, selon le nouveau principe du «double graphicage», afin de trouver un bon équilibre entre les heures productives et les heures de battement. Nous verrons que cette seconde approche s’avère plus concluante que la première.

Le graphicage multi-lignes « automatique »

Après différents échanges avec le service des Méthodes, l’une des premières pistes à étudier est la construction, à l’aide du logiciel Hastus, de services-voitures multi-lignes à partir des graphiques « mono-ligne » existants.
En effet, il existe dans ce logiciel une fonction qui permet de sélectionner plusieurs graphiques de ligne et de créer automatiquement un graphique global avec les différentes lignes choisies. L’intérêt est de choisir un groupe de lignes ayant un terminus commun et le logiciel va trouver les meilleures combinaisons possibles pour optimiser les temps de battement subis.
Afin de tester cette méthodologie, nous avons choisi 4 lignes en terminus au Pôle d’échange de Pirmil. Nous avons pu voir dans la partie précédente qu’il s’agit du pôle où il y a le plus de lignes éligibles au graphicage multi-lignes.

Tests « lundi à vendredi hors vacances scolaires »

Le pôle de Pirmil présente un potentiel d’optimisation important, notamment en semaine, comme on peut le voir à travers les taux de battement exposés dans le tableau ci-dessous :
Tableau 10. Les taux de battement des lignes en terminus au PEM de Pirmil, lundi à vendredi hors vacances scolaires
Pour réaliser ce test, nous avons uniquement sélectionné 4 lignes : les lignes 28, 29, 39 et 42. La ligne 27 a été écartée dans un premier temps car celle-ci n’est pas exploitée par la SEMITAN mais par un partenaire affrété. De plus, elle a le taux de battement le plus faible. A l’aide du logiciel Hastus, nous avons sélectionné les quatre graphiques de ces lignes et nous avons testé une optimisation en graphicage multi-lignes. Ainsi, le logiciel a réalisé plusieurs panachages de lignes en faisant permuter les véhicules à plusieurs endroits :
– Sur le PEM de Pirmil, où les quatre lignes sont en terminus,
– Au terminus de Vertou, où les lignes 28 et 42 ont un terminus commun,
– Au terminus de la Herdrie, où la ligne 29 a son terminus et la ligne 39 également sur quelques courses.

Table des matières

INTRODUCTION 
1. UN CONTEXTE DIFFICILE ET DES ENJEUX FORTS 
1.1. La SEMITAN, une entreprise performante et innovante
1.2. Un contexte financier difficile
1.3. Pourquoi étudier une nouvelle manière de graphiquer ?
2. UN POTENTIEL IMPORTANT DE GAINS DE PRODUCTIVITE 
2.1. Une productivité très variable selon les lignes
2.2. Premiers constats : les lignes à faibles fréquences et les lignes courtes plus difficiles à optimiser
2.3. Un potentiel d’optimisation important
2.4. Définition d’un périmètre d’étude
3. LE GRAPHICAGE MULTI-LIGNES : UN OUTIL AU SERVICE DE LA PRODUCTIVITE 
3.1. Le graphicage multi-lignes « automatique »
3.2. Le « double graphicage » : un outil de performance
3.3. Des résultats très positifs dans le contexte actuel
3.4. Avantages et inconvénients du graphicage multi-lignes
4. BILAN ET PRISE DE DE RECUL 
4.1. Une nécessité d’aller plus loin
4.2. Des conséquences fortes sur l’affrètement
4.3. Un impact social à prendre en compte
4.4. Les principales limites de l’étude
4.5. Retour sur les objectifs et les préconisations
4.6. Bilan général : 873 000 € de gains de productivité
CONCLUSION GENERALE 
BIBLIOGRAPHIE 
ANNEXES 
TABLE DES MATIERES 
LISTE DES FIGURES 
LISTE DES TABLEAUX 
GLOSSAIRE

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