Protocole de calcul des distances parcourues

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Logique générale du projet

Afin de réaliser les calculs nécessaires pour estimer les émissions de CO2 dues au transport de marchandises, nous établissons un système logique (voir figure 1 ci-dessous) qui fonctionne de la manière suivante : à partir du flux de véhicules entre les plateformes logistiques et les différents points livrés, on calcule le plus court chemin pour parcourir ces trajets au travers d’un réseau (routier ou routier + métro et tram). La somme des distances parcourues sur tous les trajets nous indique la distance totale nécessaire à la livraison de tous les points de destination. Il suffit alors de multiplier cette distance par l’émission moyenne au km du véhicule utilisé (camion ou métro dans notre étude) pour connaître le coût total en CO2 de la livraison. Les calculs permettant d’obtenir les distances réseaux parcourues sont effectués à l’aide de l’outil Network Analyst (voir le détaille de la démarche en annexe n°2) de ArcGIS2.

Protocole de calcul des distances parcourues

Afin de calculer les distances parcourues en camion, le protocole de livraison considéré est celui d’une tournée de véhicules, comparable à ce qu’effectue un facteur pour distribuer le courrier. Autrement dit, le véhicule emprunte le chemin le plus court permettant de livrer tous les points de distribution avant de retourner à la plateforme logistique. La carte ci-contre illustre ce protocole de livraison. Le tracé vert indique le chemin parcouru par le véhicule partant du point bleu, livrant l’ensemble des points verts avant de revenir au point bleu.
Dans un premier temps, la comparaison avec l’utilisation du réseau de transport en commun ferré est effectuée sur la base du même protocole de livraison, mais en utilisant le plus possible le métro ou le tramway. L’objectif n’est alors plus de minimiser les distances totales parcourues mais de minimiser les distances réalisées par des véhicules uniquement dédiés à la livraison, au bénéfice des métros et tramways. La carte ci-contre illustre à partir de l’exemple précédent le changement d’itinéraire opéré afin d’utiliser autant que possible le réseau ferré. Une première comparaison est effectuée uniquement avec le réseau de métro, puis une seconde avec le réseau de métro et celui du tramway.
Cependant, l’hypothèse que le protocole de livraison reste le même dans les deux cas semble loin de la réalité. En effet, le protocole de tournée de véhicule implique ici qu’une marchandise à destination du point X puisse partir de l’entrepôt, prendre le métro, être chargée dans un véhicule distribuant des points Y, puis remonter dans le métro avant d’être chargée dans un autre véhicule pour être finalement livrée au point X. Le bon sens voudrait pourtant que les marchandises ne réalisent qu’un seul et unique voyage par transport en commun. Un second protocole de livraison est alors imaginé, dans lequel les marchandises sont chargées dans une rame de métro ou de tramway à la station la plus proche de la plateforme logistique, pour ensuite être déchargées à la station la plus proche de leur point de destination. La carte ci-dessous illustre l’affectation des points de livraison et des plateformes logistiques à leur station la plus proche (selon les distances réseau).

Résultats et analyse

Cette section rend compte des résultats obtenus et compare le scénario de la tournée de véhicules par camion de livraison uniquement, appelé “scénario de base”, aux autres scénarios imaginés pour diminuer les émissions de CO2. Les résultats sont dépendants de l’émission moyenne de CO2 par kilomètre des camions. Dans cette étude, une moyenne de 600 g/km de CO2 a été retenue3. De même les émissions moyennes des métros et tramways ont été mises à 0 g/km (au lieu de 4 ou 5 g/km) car le système étudié ici intègre le transport de marchandises à l’intérieur de transports en commun effectuant déjà les trajets. Autrement dit, le système optimise l’utilisation des métros et tramways en y ajoutant des marchandises lorsque cela est possible. Il n’y a donc pas de rames supplémentaires.

Scénarios ‘de base’, ‘1’ et ‘2’ : protocole de tournée de véhicule

Ici sont comparés les résultats obtenus pour différents scénarios utilisant tous le protocole de la tournée de véhicules. La possibilité d’emprunter le métro (scénario 1) permet une réduction de 15 kg des émissions de CO2 par rapport au scénario de base, soit une baisse de 6,7%. Lorsque l’on ajoute à cela la possibilité d’emprunter le tramway (scénario 2), on réduit de 6 kg supplémentaires les émissions de CO2, soit une diminution de 9,2% par rapport au scénario de base. Dès lors que l’on considère nulles les émissions de CO2 des transports en commun, on peut faire baisser les émissions totales d’une tournée de véhicule si l’on substitue des portions de l’itinéraire réalisées en camion par des portions réalisées en métro et/ou tramway. Il semble évident que si l’on ajoute les lignes de tramways, les possibilités de déplacement en transport en commun sont plus importantes. Ces résultats viennent donc confirmer l’hypothèse selon laquelle plus le maillage du réseau de transport en commun est conséquent, plus il est permis d’espérer une réduction importante des émissions. Il serait donc très intéressant d’étudier les bénéfices que pourrait générer l’intégration du réseau de bus au système.

Scénarios ‘3’ et ‘4’ : protocole de la station la plus proche

Ici ont été comparées les émissions de CO2 liées au scénario de base à celles engendrées par deux nouveaux scénarios (scénarios 3 et 4) intégrant les transports urbains et utilisant le protocole de la station la plus proche. Pour le scénario 3, lorsque les marchandises sont déchargées à la station la plus proche de leur point d’arrivée, elles sont toutes acheminées par camion. Pour le scénario 4, seules les marchandises ayant un trajet restant de plus d’un kilomètre sont acheminées par camion, tandis que les autres le sont par un mode de transport doux, qui n’émet donc pas de CO2.
Bien entendu, on constate que le scénario 4 permet une plus grande diminution des émissions de CO2. En effet, dans le scénario 3 la réduction des émissions est d’environ une quinzaine de kg de CO2, soit une diminution de 5,85%, tandis que dans le scénario 4 cette réduction est bien plus importante, de l’ordre de 80 kg de CO2, soit une diminution d’environ 35% des émissions par rapport au scénario de base.

Comparaison des scénarios

En modélisant nos deux premiers scénarios, on parvient à une réduction des émissions de CO2 d’un peu moins de 10% par rapport au scénario de base, c’est à dire par rapport à la livraison de marchandises telle qu’elle est pratiquée aujourd’hui. Face à l’incohérence qu’implique le protocole de tournée de véhicule dans notre cas, à savoir le fait de devoir charger et décharger plusieurs fois les marchandises au cours d’une même livraison, un second protocole est testé (protocole de la station la plus proche). Les premiers résultats pour l’utilisation de ce second protocole ne sont pas satisfaisants puisque cela permet seulement une réduction de 5,85%, inférieure donc à ce que permet le protocole de la tournée de véhicules, malgré les incohérences soulevées précédemment.
En revanche, dès lors que l’on prend le parti d’intégrer des modes de transport doux à la sortie du réseau ferré, pour les trajets inférieurs à 1km, on observe un gain théorique approchant les 35%, soit une réduction trois fois plus importante que pour le protocole de la tournée de véhicule. Ainsi, notre hypothèse de départ estimant à plus d’un tiers les réductions des émissions liées au transport de marchandises est validée uniquement dans le dernier cas (scénario 4). Ces résultats encouragent l’idée d’utiliser une diversité de mode de déplacements afin de réduire l’impact des émissions de CO2 dans le secteur du fret, et donc de développer les plateformes multimodales permettant d’assurer la continuité entre les différents modes de déplacement.

Démarche de calcul à l’aide de l’outil Network Analyst sur ArcGis.

La démarche de calcul détaillée ci-dessous a été effectuée quatre fois pour chaque zone de livraison et plateforme logistique. L’astuce utilisée pour affecter un coût d’utilisation du métro ou tramway beaucoup plus faible que celui d’un camion réside dans le temps de trajet. En effet, nous souhaitons récupérer uniquement les distances effectuées et n’avons donc pas besoin d’obtenir les temps de trajets réels. Ces temps de trajets ont été volontairement abaissés à une valeur très petite (0,0001 minute pour parcourir l’ensemble de chaque ligne de métro et tramway) afin que lors du calcul de l’itinéraire le plus court, soit automatiquement préférées les solutions utilisant les transports en communs.
Pour le protocole de « tournée de véhicule » :
1ère étape : Création d’une « Matrice de coût OD » avec la plateforme logistique en Origine et les centroïdes des IRIS présents dans la zone de livraison en Destination. Indiquer dans les paramètres de calculs l’impédance (coût à minimiser) qui dans le cas présent est le temps de trajet.
2ème étape : Création d’une « Tournée de véhicules » avec les centroïdes des IRIS en Ordres, la plateforme en Dépôt et la matrice de coût OD en itinéraires.

Table des matières

1. Introduction
2. Formulation du problème
3. Méthodologie
3.1. Logique générale du projet
3.2. Protocole de calcul des distances parcourues
4. Résultats et analyse
4.1. Scénario avec le protocole de tournée de véhicule
4.2. Scénario avec le protocole de la station la plus proche
4.3. Comparaison des scénarios
5. Conclusion et discussion
Références Bibliographiques .

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