Soutenance mémoire
Analyse économique
En gestion des chaussées, la méthode de prédilection des administrateurs routiers est l’analyse des coûts sur le cycle de vie (ACCV) (Office of Asset Management, 2002). L’analyse ACCV est un outil d’analyse économique des coûts et bénéfices qui jalonnent le cycle de vie de la chaussée. L’analyse ACCV est destinée à intégrer, dans les processus de gestion, les coûts impliqués tout au long de la vie de la chaussée. Par conséquent, l’analyse ACCV aide à prendre les décisions les meilleures pour une gestion durable des réseaux routiers (Yusoff, Hansen et Ibrahim, 2005). Traditionnellement, les coûts à inclure dans une analyse ACCV sont les suivants (Walls et Smith, 1998) :
1) les coûts de construction;
2) les coûts d’entretien;
3) les coûts de réhabilitation;
4) la valeur résiduelle de la chaussée (considérée comme un bénéfice).
La Figure 1.2 présente une visualisation de ces coûts qui sont directement liés aux diverses interventions à réaliser sur la chaussée tout au long de son cycle de vie afin de maintenir son niveau de performance. L’intégration de ces coûts permet de choisir les stratégies de conception et d’entretien des chaussées les plus efficaces et les plus rentables sur une échelle de temps qui assure une relative durabilité au projet et au réseau. Elle permet ainsi de maintenir sur le long terme un niveau de performance acceptable en optimisant l’allocation des ressources. De plus, afin de comparer équitablement les alternatives de gestion n’ayant pas la même durée de vie, l’analyse ACCV prend en compte tous les coûts auxquels font face les gestionnaires sur une période d’analyse généralement excédant la durée de vie de la construction initiale. Les coûts intégrés dans les outils de gestion sont habituellement actualisés en fonction du moment de leur occurrence. Ainsi, les coûts apparaissant à un horizon lointain auront une valeur moindre que ceux apparaissant dans les premières années. Le taux d’actualisation utilisé dans les projets routiers diffère d’un pays à l’autre et d’une administration à l’autre mais reste généralement un taux constant sur la période d’analyse (Lee, 2002). Transport Canada (1994) suggère ainsi un taux constant de 10% avec une analyse de sensibilité entre 7,5 et 12,5%. À titre de comparaison, le taux d’actualisation est de 7% en Nouvelle-Galles du Sud avec une analyse de sensibilité entre 4 et 10% (James et Gillespie, 2002).
Coûts aux usagers
En plus des coûts et bénéfices traditionnellement supportés par l’administration routière, les coûts supportés par les usagers sont de plus en plus intégrés dans les systèmes de gestion des chaussées, malgré les hésitations persistantes de la plupart des administrations (Salem et al., 2013). Parmi ces coûts aux usagers, on retrouve notamment les coûts d’exploitation des véhicules, les retards dus aux travaux ainsi que les coûts liés aux accidents routiers (Office of Asset Management, 2002). Le principe de l’intégration des coûts aux usagers dans la gestion des chaussées semble communément accepté puisque la chaussée est construite et entretenue afin d’assurer la circulation confortable et sécuritaire de ses usagers (Salem et al., 2013). Ainsi les coûts aux usagers sont appelés à être intégrés dans les processus de prise de décision et dans les outils économiques de gestion des chaussées, au même titre que les dépenses des administrations (Kulkarni et Miller, 2003). Par ailleurs, certains auteurs définissent les coûts aux usagers comme des coûts externes; ils sont alors qualifiés de coûts environnementaux (voir par exemple Boiteux, 2001). Cependant, en suivant l’approche de Schreyer et al. (2004), ces coûts aux usagers sont internes à la gestion des chaussées puisqu’ils concernent les véhicules, eux-mêmes intégrés dans les processus de gestion. Par exemple, le dimensionnement des chaussées intègre déjà les types et nombre de véhicules circulant sur la chaussée.
Autres coûts Les coûts aux usagers n’étant pas traditionnellement pris en compte dans les systèmes de gestion des chaussées, leur intégration représente un premier pas vers l’intégration dans les outils de gestion de tous les effets supportés par la société dans son ensemble mais qui sont attribuables aux décisions prises par les gestionnaires des réseaux routiers. Haas, Hudson et Zaniewski (1994) prônent ainsi l’élargissement des coûts pris en compte lors de la détermination de la stratégie de programmation optimale afin d’y intégrer, par exemple, ceux liés à l’environnement de la route. Ainsi, en plus des coûts déjà mentionnés précédemment (coûts des travaux, coûts d’opérations des véhicules, coûts liés au retard et coûts liés à la sécurité), ils suggèrent notamment d’intégrer les coûts liés aux dommages causés à l’environnement par les travaux routiers. L’intégration de ces coûts, bien que mentionnée, ne fait malheureusement pas l’objet d’un développement de la part des auteurs. Cela traduit, dans les faits, à la fois l’importance et la difficulté relative à prendre en compte ces coûts supplémentaires liés aux impacts de la route sur l’environnement. Cela traduit également le manque d’intérêt au niveau des gestionnaires concernant ces impacts, « externes » à leurs préoccupations traditionnelles, qui affectent pourtant la société dans son ensemble (Friedrich, Rabl et Spadaro, 2001). Ainsi, jusqu’à présent, les coûts dits « environnementaux », tels que ceux liés aux impacts sur la santé des riverains, la production agricole et la biodiversité, demeurent exclus des pratiques de gestion des chaussées.
La première définition du développement durable qui a fait référence est celle proposée par la Commission Brundtland (World Commission on Environment and Development, 1987). La Commission définit le développement durable comme suit : Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs. Toutefois, même s’il existe un consensus sur cette définition du concept, les implications qu’on lui reconnaît ne sont pas forcément évidentes. Ainsi, de nombreuses autres définitions ont été proposées pour des fins de mise en application de ce principe (voir Beatley, 1995; Janic, 2006; Litman et Burwell, 2006). Transport Canada (2007) suggère notamment que : A sustainable transportation system is one that is safe, efficient and environmentally friendly. Sustainable transportation is about integrating economic, social and environmental considerations into decisions affecting transportation activity. Aucune de ces définitions ne permet toutefois de formuler des règles explicites et pratiques en vue de l’application du concept de développement durable. Ainsi, initialement, le principe de durabilité n’était appliqué que dans des contextes de préservation des ressources et de contrôle de la pollution. Désormais, l’application de ce principe a été élargi pour englober les impacts économiques, sociaux et environnementaux (Janic, 2006; Litman, 2007). Cela ne fait que peu de temps que les gestionnaires routiers intègrent les principes sousjacents au concept de durabilité. En 2004, Ozbay et al. (2004b) ont noté que, mis à part en Californie, aucune des autres administrations routières aux États-Unis n’intégrait les impacts sociaux pour des fins de gestion. En 2005, selon Venner (2005), aucun des systèmes de gestion des chaussées n’intégrait les impacts environnementaux. Les modalités de l’incorporation des principes du développement durable dans les méthodes de gestion des chaussées ne sont par conséquent pas encore établies.
Il est cependant clair que, lorsque les gestionnaires des réseaux analysent et comparent des alternatives d’interventions, ainsi que leurs impacts, il leur est nécessaire de définir clairement la portée de leur analyse de façon à pouvoir intégrer ces principes du développement durable. Cette étape de la définition du domaine d’analyse est importante car c’est d’elle que dépend le choix des échelles spatiales et temporelles de l’analyse qui influence la manière dont sont appréhendées les équités intergénérationnelles et intragénérationnelles, corollaires du concept de développement durable (Ramani et al., 2011). Dans ce contexte, la gestion des chaussées est appelée à intégrer une multitude d’impacts aux caractéristiques très variées. Par exemple, certaines nuisances dues à la gestion des chaussées induisent des impacts qui peuvent, tels les changements climatiques, être globaux, tandis que d’autres, tel le bruit, restent locaux. Dans ce contexte, il peut exister une tentation des administrations routières de limiter les impacts qu’elles internalisent aux impacts locaux (Giuliano, 2007). Toutefois, le principe d’équité intragénérationnelle exige que les impacts doivent être pris en compte, peu importe que les personnes qui souffrent des nuisances se trouvent dans ou hors de la région administrative concernée.
Par ailleurs, le principe d’équité intergénérationnelle suppose de ne pas altérer les capacités des générations futures à vivre. Or, pour comparer des alternatives, Transport Canada (1994) ne se base que sur des critères techniques et recommande que la période d’analyse n’excède pas la durée de vie de l’alternative la plus durable. Les auteurs précisent de plus que rien n’indique qu’il soit nécessaire d’avoir une période d’analyse de plus de 30 ans. Si la durée de vie de l’alternative est de plus de 30 ans et excède donc la durée maximale suggérée de la période d’analyse, une évaluation économique de la durée de vie résiduelle est effectuée (Office of Asset Management, 2002). Toutefois, si une période de 30 ans peut paraître appropriée à la prise en compte des coûts liés aux interventions de l’administration routière, les impacts environnementaux de ces interventions peuvent toutefois être cumulatifs et ne se révéler que bien après la période d’analyse. De plus, pour des décisions plus stratégiques qui, potentiellement, pourraient engendrer des impacts de grande envergure, une période d’analyse plus longue ne peut être que souhaitable puisque ceux-ci seraient susceptibles d’affecter les générations futures (Gowdy, 2005; James et Gillespie, 2002).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 REVUE DE LA LITTÉRATURE
1.1 Gestion des chaussées
1.1.1 Historique du développement des outils de gestions
1.1.2 Caractéristiques des systèmes de gestion usuels
1.2 Environnement des chaussées
1.2.1 Durabilité des systèmes de gestion des chaussées
1.2.2 Impacts environnementaux
1.3 Méthodes d’intégration des impacts environnementaux dans les processus de prise de décision
1.3.1 Méthode du cheminement d’impact
1.3.2 Analyse du cycle de vie
1.3.3 Analyse des coûts sur le cycle de vie
1.3.4 Indices
1.4 État de l’art de l’intégration de l’environnement en gestion des chaussées
1.5 Conclusion
CHAPITRE 2 INCORPORATING ENVIRONMENTAL IMPACTS IN PAVEMENT MANAGEMENT SYSTEMS
2.1 Abstract
2.2 Introduction
2.3 The environment system
2.4 Methods for integration of environment into pavement management
2.4.1 Commonly used methods
2.4.3 The impact pathway approach
2.5 Conceptual model
2.5.1 Identification of nuisance generation processes
2.5.2 Quantification of the impact of nuisances on receptors
2.5.2.1 Atmospheric emissions
2.5.2.2 Leachate and runoff water
2.5.2.3 Noise
2.5.2.4 Vibrations
2.5.3 Monetization of the impact of nuisances
2.6 Discussion
2.7 Conclusion
2.8 Acknowledgements
CHAPITRE 3 INFLUENCE OF PAVEMENT CONDITION ON ENVIRONMENTAL COSTS
3.1 Abstract
3.2 Introduction
3.3 Model description
3.3.1 Model architecture
3.3.2 Atmospheric emissions
3.3.2.1 Fuel consumption and atmospheric emissions
3.3.2.2 Atmospheric emissions dispersion
3.3.2.3 Impacts quantification
3.3.2.4 Impacts monetization
3.3.3 Noise
3.3.3.1 Emission of sound energy
3.3.3.2 Propagation of traffic noise
3.3.3.3 Impacts quantification
3.3.3.4 Impacts monetization
3.4 Simulation scenario
3.5 Results
3.5.1 Sensitivity analysis
3.5.1.1 Sensitivity of environmental nuisance indicators
3.5.1.2 Sensitivity of health indicators
3.5.2 Environmental costs
3.6 Discussion
3.7 Conclusions
3.8 Acknowledgements
CHAPITRE 4 LIFE CYCLE ENVIRONMENTAL BENEFITS OF PAVEMENT SURFACE MAINTENANCE
4.1 Abstract
4.2 Résumé
4.3 Introduction
4.4 Methodology
4.4.1 Model description
4.4.1.1 Inputs and outputs
4.4.1.2 Economic valuation
4.4.1.3 Uncertainties
4.4.2 Environmental costs actualization
4.4.3 Case study
4.4.3.1 Case description
4.4.3.2 Pavement maintenance scenarios
4.5 Results
4.5.1 Environmental benefits throughout the analysis period
4.5.2 Life cycle environmental benefits
4.6 Discussion
4.7 Conclusion
4.8 Acknowledgements
CONCLUSION
ANNEXE I PARAMÈTRES DU MODÈLE PEIM
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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