La notion de Système d’Information Géographique

Présentation de l’étude

Contexte

Le caractère très polarisant de flux de l’agglomération valentinoise par rapport aux départements qu’elle chevauche, entraîne la mobilité d’une importante population. Pour se mettre à la hauteur de cette demande, l’offre de transports collectifs urbains actuellement en place, est par conséquent contrainte de s’adapter aux mutations démographiques et résidentielles de cette population. S’il existe des données sur la clientèle potentielle virtuelle, ou sur la clientèle apparente comme les abonnés du réseau, une connaissance plus fine de la population en effectif important et souvent difficilement indénombrable est nécessaire. Mieux connaître le marché des déplacements dans la globalité de son PTU, bien cerner toutes les attentes des usagers ainsi que les enjeux sociaux forts et pouvoir se rendre compte de l’efficacité des dessertes constituent les nombreuses préoccupations quotidiennes de tout exploitant de transport.
Au regard de ce contexte, l’amélioration de la desserte en transports de l’agglomération Valentinoise est aussi l’une des préoccupations majeures de la STUV, exploitant du réseau CTAV. C’est pour cela, qu’elle a décidé de s’intéresser de plus près à sa clientèle en se dotant d’un Système d’Information Géographique pour mieux répondre à ses besoins. La finalité de cet outil à court terme vise à assurer au service Marketing le moyen de pouvoir mieux orienter une offre plus adéquate et plus cohérente à la demande à travers la vérification des performances de son réseau.

Objectifs

Si l’ intégration de la thématique « spatiale » dans le domaine des transports est devenue de plus en plus courante actuellement dans les systèmes d’ informations, la volonté de la mise en place d’ une solution SIG par la STUV, fait face à une triple problématique :
– Mettre en place une solution complète et opérationnelle d’analyses – réseau,
– Faire en sorte de proposer un réel outil d’ aide à la décision en spatialisant la totalité des problématiques du réseau afin d’ optimiser sa gestion,
– Et proposer une méthodologie de mise en œuvre des solutions de gestion des données et de diffusion de l’information géographique qui ne requièrent pas un accroissement trop important de la charge de travail du service marketing.
C’est ce triple défi qui a donc conduit la STUV à mettre en œuvre une démarche projet spécifique dans le cadre d’un stage pratique. Ce stage a pour but de permettre la conception et la réalisation de ce système opérationnel, allant de la collecte et de l’ intégration des données jusqu’ à la mise en service des applications possibles.

Problématique

Face à des données de plus en plus importantes à considérer et à manipuler dans la gestion d’un système de transports, et à côté de l’obsolescence des outils classiques d’exploitation de données, le SIG se révèle l’un des meilleurs outils de maîtrise de l’information. Compte tenu des actions que notre mission exige, elle s’articule autour de deux orientations. Elle suppose d’abord la mise en place du système d’information. Ce système, une fois mis en oeuvre et opérationnel, permettra ensuite grâce à ses applications de mener une analyse fonctionnelle du réseau en vue d’une préconisation d’amélioration de l’offre de transports.

Méthodologie

En terme de méthodologie, pour faire face aux objectifs d’analyse nous avons établi une méthodologie simple avec comme trame principale d’esprit la confrontation de l’offre à la demande de transports. Pour l’érection du SIG, nous nous sommes plutôt laissés guider par les résultats attendus du projet. En effet, tout au long de cette mission, grâce à l’identification claire et objective des finalités visées, les résultats attendus ont éclairé le choix de notre méthode de travail. Pour cela, il a été question de dresser tous nos principaux besoins, qui ont ensuite été hiérarchisés. Puis, nous avons pris le soin de répertorier, de définir, et d’éclaircir les différentes tâches successives nécessaires à la concrétisation de chaque étape de la mission. Cette méthode s’est révélée très utile car elle permettait de nous rendre constamment compte du travail déjà effectué et du chemin restant à parcourir.
Ainsi grâce à la hiérarchisation des tâches, toutes les grandes séquences du projet furent dégagées, à savoir :
• Définition des champs d’analyses du système ;
• Acquisition des données et élaboration des différents partenariats ;
• Conception et mise en place du système ;
• Analyses et diagnostic du fonctionnement du réseau ;
• Préconisations d’amélioration de l’offre

Comment associer des données alphanumériques ?

Le géoréférencement

Les données sont associées à des objets géographiques eux même positionnés dans l’espace. C’est le cas par exemple des données socio-économiques du recensement général de la population qui peuvent être associées aux îlots ou aux iris définis dans les couches vectorielles. On peut donc associer des enquêtes, des études statistiques à leurs zones d’études par le biais d’identifiant commun. Des requêtes permettront alors d’effectuer les liaisons lors des analyses.

Le géocodage

Le géocodage consiste à associer à un point de l’espace ses coordonnées dans un système défini. Pour un système d’information géographique travaillant en deux dimensions, il s’agit donc de définir la position d’un point par un couple de coordonnées (X, Y). Le point ainsi repéré peut alors être intégré dans le SIG pour y faire l’objet de traitements mettant en jeu sa position géographique.
Concrètement, l’opération de géocodage consiste généralement à associer à une adresse postale un couple de coordonnées (X, Y). Mais l’on peut aussi associer les données à des polygones (zone ou surface), elles seront alors associées aux coordonnées du centroïde des polygones c’ est-à-dire au point médian de la surface.
Pour automatiser cette opération, les SIG sont dotés de géocodeurs qui permettent de déterminer les coordonnées d’une adresse en utilisant des données géographiques de référence dont les coordonnées sont connues. En fonction de la précision du géocodage souhaité les données de références peuvent être des coordonnées de communes, de rues ou de points remarquables.
Le géocodage à la rue ou au numéro de rue est nécessaire pour les études à l’échelle d’une ville. Ce type de géocodage met en œuvre un fichier de références comportant la description de la géographie des tronçons de rues, le type de voies, leurs noms, leur commune de rattachement coté droit et gauche et les numéros de leurs extrémités : début droit, début gauche, fin droit, fin gauche. Les coordonnées du point à géocoder sont alors calculées par interpolation linéaire.
Certaines adresses ne sont pas composées d’un nom de voie et d’un numéro, mais définies par un point d’intérêt comme par exemple : une vaste zone à l’image des secteurs commerciaux. Dans ce cas le fait de disposer d’un fichier de références de points d’intérêt permet de géocoder l’adresse au point concerné. Cependant cette solution est moins précise que le géocodage au numéro.

Les avantages d’un SIG

Un SIG est un outil qui permet à terme de baisser les coûts de production des cartes et des plans grâce à une réduction des délais de réalisation, des coûts de dessin, de correction et de mise à jour… Il permet, grâce à sa rapidité et à sa puissance de calcul et de dessin, de réaliser de nouveaux types d’analyses qui étaient auparavant difficilement réalisables à la main. Il permet alors d’atteindre les potentialités d’étude et de simulation d’un service.
Un SIG vise à produire de l’information plus homogène et précise et à disposer en permanence et très rapidement d’informations géographiques en plus grande quantité. Le SIG devient alors un outil d’aide à la décision en permettant la compréhension et l’analyse de systèmes plus complexes et d’effectuer de meilleures planifications afin de prendre des décisions plus adaptées.
C’est un outil qui est très bien adapté pour effectuer des bilans et des diagnostics sur un territoire par la description dans le temps et dans l’espace d’une situation ou d’un phénomène, des actions réalisées et de leurs effets. Il peut alors servir d’outils de contrôle en permettant de confronter les prévisions et les réalisations. De plus, en centralisant les données et en gardant une mémoire du terrain, le SIG permet de réduire les pertes d’informations.
Les documents cartographiques servent souvent d’outils de communication aussi bien interne qu’externe. Leur conception et leur présentation méritent donc une attention particulière pour qu’il offre une lecture aisée et sans erreur par le public visé. En effet leur présentation et leur lisibilité sont primordiales pour atteindre le meilleur niveau de communication souhaité. De plus, il est indispensable d’adapter chaque document en fonction du public visé et du résultat attendu.
Si l’on prend en compte les effets de réorganisation qu’implique la mise en place d’un SIG par la remise à plat des processus et son rôle en tant qu’outils de communication, un SIG peut alors avoir un véritable rôle de coordination entre les différents services grâce à une meilleure circulation de l’information et contribuer à l’émergence de nouveaux savoir faire collectifs.

Les données internes

Si en interne, nous disposons d’une importante masse de données, pour de nombreuses raisons (temporelles, techniques…), toutes ne sont pas toujours exploitables dans le SIG, et toutes les données nécessaires en interne ne sont pas disponibles sous une forme directement exploitable ou ne le sont pas du tout et nécessite indubitablement des enquêtes propres pour être créées. L’existence de l’organisation d’une base de données techniques du réseau aurait favorisé certains de nos besoins internes. Par exemple, pour disposer des données caractéristiques des arrêts, une tournée générale a dû être organisée pour procéder au levé des adresses de l’ensemble des arrêts du réseau.
Effectivement, si l’on disposait des noms commerciaux, de la présence d’abris bus, de la nature ou du type d’arrêt, il n’existait en tout cas pas de liste indiquant les arrêts mis ou non en accessibilité aux personnes à mobilité réduite. Ne disposant pas de la position exacte sur l’agglomération des arrêts, l’enquête sur le terrain a surtout permis de les réunir en une base unique et selon les directions par ligne et de disposer au final de toutes les informations nécessaires et relatives aux arrêts. Limité par le temps et compte tenu de la priorité des besoins de l’étude, seules les données portant sur les dépositaires n’ont pu être recueillies et pourraient nécessiter des retraitements.
En interne, nous avons pu obtenir la base de données sur les abonnés. Là également la tenue d’une base intégrant certaines informations aurait été d’un grand intérêt. Si elle permettait de disposer du listing des jeunes scolaires ou d’autres catégories d’abonnés, elle manquait d’informations sur les lignes empruntées par les abonnés et/ou les lieux de travail ou simplement.
Enfin un certain nombre d’enquêtes effectuées par le service marketing apportent des informations sur la fréquentation, les motifs de déplacements…Cependant, la majorité d’entre elles datent de 1999,or si le réseau n’a pas connu de grande modification depuis, la fréquentation a elle beaucoup évolué, principalement en raison de la création de la carte jeune mensuelle à 8 .

La conception

Cette sous partie a pour objectif de clarifier rapidement l’élaboration du modèle conceptuel du SIG.
Le logiciel utilisé dans le cadre de notre travail étant Mapinfo Professionnal Version.7, les informations sont donc structurées en tables qui sont par définition des ensembles de fichiers manipulés par le logiciel.

Définition de l’arborescence du système

En prenant comme référence les fonds géographiques calés géométriquement et soumis à une projection géographique notamment Lambert II cartographique, l’idée de l’organisation de l’interface est de rajouter des données supplémentaires par couches. A partir de ce principe, nous pouvons construire les différentes séries de couches suivant les grandes thématiques qui composent l’arborescence :
− Le réseau et son environnement : lignes, arrêts, dépositaires ;
− Les générateurs de déplacements : établissements scolaires, entreprises, lieux et principaux équipements publics ;
− Le marketing : abonnés, scolaires, …

Choix de la structure du système

Il est important de noter qu’il existe une multitude de systèmes de projection. Parmi eux, la projection Lambert est la plus célèbre en France (même s’il ne s’agit plus de la norme officielle en vigueur en France). Quel que soit le système de projection utilisé, il est donc indispensable que l’ensemble des coordonnées planes manipulées soit exprimé dans un seul et unique système. (Et non pas des coordonnées d’arrêts exprimées en WGS84, tandis que les adresses seraient exprimées en Lambert II étendu).
En fonction des données à analyser, il est possible d’obtenir des fonctions de traduction de coordonnées géographiques d’un système à un autre. Dans tous les cas, le système de projection retenu pour l’affichage des plans Adressmap est le Lambert II étendu.
D’une manière générale, les produits vectoriels commercialisés sont tous en Lambert II étendu. Cependant il importe que nous prenions en compte les systèmes de projection lors des échanges de données avec nos partenaires, en effet la mairie de Valence, par exemple, utilise pour son SIG une projection en Lambert 3. Dans ce cas, nous sommes donc tenus de retraiter leurs données en effectuant un changement de projection pour pouvoir les utiliser.

Coût et rentabilité

Coûts du système retenu

Les coûts hors main d’œuvre peuvent se classer en 3 grandes catégories : le matériel, les logiciels, et les données.
En ce qui concerne les coûts du matériel, ceux-ci comprennent l’achat d’un moniteur 17 pouces, d’une unité centrale disposant d’un processeur Pentium IV à 2.6Ghz avec 512Mo de RAM et un disque dur de 80Go, ainsi qu’une imprimante A3 jet d’encre couleur.
Les logiciels comprennent l’achat de MapInfo 7.0 (1990) effectué en 2003 bien avant le début du lancement du projet, l’achat du Géocodeur Universel (1220), et évidement le système d’exportation Windows XP professionnel (le coût de ce dernier élément est compris dans l’achat du matériel).
En outre, pour son évolution à la plus récente version 7.5, la gamme Mapinfo nécessite une mise à
jour du logiciel (environ 700).
Le coût des données regroupe l’achat de la carte vectorielle AddressMap (2500), des Francièmes (1015.75), des données de l’Insee (309), de celles de la CCI… mais il faudrait aussi prendre en compte les coûts de collecte, de création et de retraitement de toutes les données. (Cf. tableau des coûts, Annexe 11)
Il faut noter qu’en plus des coûts de mise en place, la maintenance du système et la mise à jour des données représentent un budget non négligeable à prendre en compte dans le coût d’un tel système.
Enfin des coûts de formations des utilisateurs devraient aussi être pris en compte.

Rentabilité

La rentabilité économique d’un SIG, comme celle de tout système d’information est difficile à évaluer. En effet, même si de nombreuses méthodes ont été élaborées pour tenter d’établir précisément les gains induits directement et indirectement par la mise en place d’un système, ceux ci restent très difficiles à estimer a priori.
Dans notre contexte par exemple, la mise en place du SIG peut, par ses apports au dossier d’appel d’offre, jouer un rôle primordial dans le renouvellement du contrat avec Valence Major. Cependant même si l’on pouvait être certain que le système a joué un rôle important dans le renouvellement, il serait tout de même quasiment impossible de chiffrer la part jouée par le SIG par rapport aux autres éléments du dossier. Là aussi, une étude plus poussée aurait été intéressante.

L’offre de transports collectifs urbains

Le réseau : La CTAV

La Compagnie de Transports de l’Agglomération Valentinoise (CTAV) constitue le seul réseau de transports collectifs urbains de l’agglomération valentinoise. Mise en place en 1977 avec initialement 6 lignes, elle s’est beaucoup développée depuis sa création, et la population desservie est ainsi passée de 89 000 en 1977 à environ plus de 120 000 aujourd’hui. Si le réseau a vu le nombre de ses lignes augmenter, il a également subi de fréquentes restructurations afin que son enveloppe de couverture atteigne les limites actuelles. D’ailleurs, ses lignes, sans cesse prolongées, s’éloignent davantage du centre de l’agglomération.

L’actuel Périmètre des Transports Urbains (PTU) du réseau

Le PTU du réseau couvre actuellement en plus de la commune de Valence, qui constitue le cœur de l’agglomération valentinoise, six autres communes appartenant aux départements de la Drôme et de l’Ardèche. Ainsi, dans l’Ardèche à l’ouest de l’agglomération valentinoise, le réseau couvre les communes de Cornas, Guilherand Granges et Saint Péray. Du côté drômois, au nord de l’agglomération, il irrigue la commune de Bourg-lès-Valence, puis au nord-est Saint-Marcel lèsValence, et enfin au sud Portes lès Valence.
Le trafic du réseau ne cesse de s’accroître depuis sa création. En 2003, avec l’effet Jeans par la mise en place du tarif Jeans offrant aux jeunes un abonnement mensuel pour 8 euros, le trafic de voyageurs a atteint 7 millions de voyageurs.

Les lignes composant le réseau

Le réseau urbain actuel comporte 27 lignes dont 15 régulières et 12 « Express » qui assurent le ramassage scolaire aux principales heures de sorties des établissements. En plus de la CTAV, d’autres exploitants du conseil général participent à la desserte scolaire.
La structure en étoile du réseau de bus intercommunal reliant les 7 communes de l’agglomération est caractérisée notamment par son orientation préférentielle au centre. En effet, 12 lignes sur 14 traversent le centre ou ont au moins leur terminus au centre. L’espace bus constitue alors le principal point de rabattement du réseau recevant par conséquent de nombreuses lignes fortes.

Table des matières
Partie 1
Introduction
I-1 Acteurs institutionnels : STUV, KEOLIS, VALENCE MAJOR
I-1-1 Le Groupe KEOLIS et sa filiale STUV : L’exploitant du réseau CTAV
I-1-1-1 Bref aperçu du Groupe KEOLIS
I-1-1-2 Présentation de la STUV
I-1-1-3 Le service marketing
I-1-2 Valence Major : l’Autorité organisatrice des transports
I-1-3 Les relations entre Valence Major et la STUV
I-1-4 Les autres partenaires
I-2 Présentation de l’étude
I-2-1Contexte
I-2-2 Objectifs
I-3 Problématique
I-4 Méthodologie
Partie 2
II-1 Généralités des Système d’Information Géographique
II-1-1 La notion de Système d’Information Géographique
II-1-2 Principe de fonctionnement
II-1-3 Intégration de l’information dans le SIG
II-1-4 Nature et caractéristiques des données dans le SIG
II-1-5 Comment associer des données alphanumériques ?
II-1-5-1 Le géoréférencement
II-1-5-2 Le géocodage
II-1-5-3 Difficultés liées au géocodage
II-1-6 La qualité du SIG
II-1-7 Les principales fonctionnalités des SIG
II-1-8 Les avantages d’un SIG
II-2 La mise en place du SIG de Valence
II-2-1 Définition des champs d’analyses du système
II-2-1-1 Les scolaires
II-2-1-2 Les personnes à mobilité réduite
II-2-1-3 Les entreprises
II-2-2 Acquisition des données
II-2-2-1 Les données externes
II-2-2-1-1 Les données maillées
II-2-2-1-2 Les données vectorielles
II-2-2-1-3 Les données non localisées
II-2-2-2 Les données internes
II-2-3 La conception
II-2-3-1 Définition de l’arborescence du système
II-2-3-1-1 Choix de la structure du système
II-2-3-1-2 L’arborescence du système
II-2-3-1-3 L’utilité d’un espace d’archivage des données brutes
II-2-3-1-4 Architecture des tables
II-2-3-2 Modèle conceptuel des données
II-2-4 La mise en place du système
II-2-4-1 La plateforme de base du SIG : cas de Valence
II-2-4-3 Le matériel
II-2-4-4 Coût et rentabilité
II-2-4-2 Quelques outils complémentaires de MapInfo
II-2-4-4-1 Coûts du système retenu
II-2-4-4-2 Rentabilité
Partie 3
III -1Caractéristiques socio-économiques et urbaines de l’agglomération
III -1-1 Croissance démographique
III -1-2 Structure d’ âge de la population
III -1-3 Motorisation des ménages ayant un emploi
III -1-4 Habitat (RGP 1999)
III-2 Les principaux générateurs de déplacements
III-2-1 Les emplois et l’activité des ménages
Les emplois
Nombre d’actifs et lieu de travail par commune
Nombre d’emplois et entrées dans la commune
III-2-2 Les principaux générateurs d’emplois de l’agglomération
Les grands pôles d’activité industrielle
Les pôles scolaires et universitaires
Les pôles d’activité commerciale
III -3 L’offre de transports collectifs urbains
III-3-1 Le réseau : La CTAV
III-3-2 L’actuel Périmètre des Transports Urbains du réseau
III-3-3 Les lignes composant le réseau
III-3-4 La tarification du réseau
Partie 4
IV-1 Quels sont les enjeux du PDU pour le développement des transports en commun de l’agglomération valentinoise pour 2010?
IV-2 La performance de la desserte actuelle du réseau
IV-2-1 La clientèle potentielle du réseau
IV-2-1-1 Analyse de la couverture par le réseau de la population située à moins de 300 mètres à vol d’oiseau de son emprise
IV-2-1-2 Analyse spécifique de la couverture par le réseau des O-19 ans situés à moins de 300 mètres à vol d’oiseau du réseau
IV-2-1-3 Analyse de la couverture par le réseau en terme de logements à moins de 300 mètres à vol d’oiseau de son emprise
IV-2-1- Analyse de la couverture par le réseau des ménages situés à moins de 300 mètres à vol d’oiseau
IV-2-2 La clientèle réelle du réseau
IV-2-3 Taux de couverture des pôles scolaires
IV-2-4 Hiérarchisation des lignes du réseau
IV-2-4-1 Desservir un territoire ou répondre à de réels besoins de déplacements ?
IV-2-4-2 Les résultats d’exploitation des « lignes de commune »
V-1 Préconisations d’amélioration de l’offre
V-I-1 Trame d’un nouveau réseau hiérarchisé
V-I-1 Lignes principales
V-I-1 Lignes secondaires
V-I-1 Lignes marginales
V-I-2 Prise en compte des besoins des personnes à mobilité réduite
V-2 Principales difficultés rencontrées
Conclusion générale
Abréviations
Bibliographie
Table des illustrations
Liste des annexes
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