Instruments d’évaluation des réseaux routiers
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Cesar Queiroz, Ph.D. Ancien conseiller de la Banque mondiale sur le secteur routier
Dakar, Senegal 9-13 Septembre 2013
Instruments d’évaluation des réseaux routiers
Aperçu général, principaux concepts et contexte
• Le concept d’optimisation• Principal souci : comment optimiser les
travaux d’entretien et de réhabilitation • Ce qu’il faut pour utiliser RONET • Structure de RONET • Applications de RONET• Étapes suivantes
Budget de l’Adm. routière
Total des coûts du transport routier
Coûts pour les usagers
Budget $
Trop élevé
En trop mauvais état Optimal En trop bon état
Optimal
Trop faible
État de la route
État optimal de la route
• RONET, conçu par Archondo-Callao pour le compte du SSATP, au service des décideurs pour les aider à : Contrôler l’état du réseau routier Planifier l’allocation des ressources Apprécier les conséquences pour les politiques
macro-économiques Mettre en place des systèmes de gestion du
patrimoine routier
• Accès : RONET est disponible gratuitement sur le site SSATP et celui de la Banque mondiale : http://go.worldbank.org/HWVR0FWEF0
http://go.worldbank.org/FF0CT8M770 • Utilisation : RONET peut être utilisé dans
n’importe quelle ville, nation ou région, à partir du moment où les données sont disponibles
• Version 2.00 –version la plus récente, publiée en 2009
RONET Version 2.00Outils d'évaluation des réseaux routiers Version 2.00, Janvier 2009
Étape Configuration Données d'entrée Calculs Données de sortie
O-Longueur & utilisation1) C-Configuration de base I-Données nationales Évaluation de l'état actuel O-Valeur du patrimoine routier
I-Longueur du réseau O-UniO-graphiques de la composition du réseauO-Indicateurs de suivi du réseau
Évaluation des performances O-Performance du réseau2) C-Configuration des normes I-Dépenses historiques O-Programme de travail annuel
O-Catalogue de solutionsO-Répartition des travaux routiersO-Récapitulatif des travaux routiersO-Comparaison historique des dépenses
3)C-Configuration du parc de véhicules I-Redevances d'usage Redevances d'usage de la route O-Recettes sur la consommation de carburant
I-Besoins de financement O-Recettes de redevancesO-Comparaison des besoins & recettes
Banque mondialeWashington, D.C.
PAM
Que faut-il pour bénéficier d’outils tels que HDM-4 et RONET ?
• Inventaire à jour du réseau et données sur son état, longueur des routes par catégorie, structure et uni de la chaussée
• Données sur le trafic en termes de volume par catégorie de véhicules, poids des véhicules lourds
• Données sur les coûts pour les usagers, prix d’achat des véhicules neufs, niveau de consommation de carburant et prix
• Coûts unitaires des travaux routiers, réhabilitation ($/km), travaux neufs ($/km)…
Total 5 X 5 X 5 X 5 = 625 Road Classes
Longueur du réseau routier
Matrice des types de routes : Évaluation globale du réseau Catégorie Types de surface de réseau Béton Bitume Bi-couche Non revêtu Terre Primaire Secondaire Tertiaire Non classé Urbain
Catégorie État de la route de trafic Excellent Bon Acceptable Mauvais Médiocre Trafic I Trafic II Trafic III Trafic IV Trafic V
• Indicateur principal pour évaluer l’état d’une route avec les outils RONET et HDM
• Un étalon universel pour mesurer l’uni des routes en général
• L’indice IRI résume les qualités de l’uni qui a un effet sur la réaction d’un véhicule (vibrations par ex.)
• En rapport avec la suspension du véhicule, le coût d’exploitation, la charge de roue dynamique et l’état général de la chaussée
Indice international d’uni (IRI)
• Expérimentation de l’IRI à Brasilia en 1982
• Référence : World Bank Technical Paper No. 45, The International Road Roughness Experiment: Establishing Correlation and a Calibration Standard for Measurements publié sur le site de la Banque mondiale http://go.worldbank.org/0UUNR93490
Développement de l’IRI
Indice international d’uni
• IRI se détermine en mesurant le profil longitudinal de la route et ensuite en filtrant le profil à partir d’un modèle mathématique destiné à simuler le mouvement de suspension d’un véhicule particulier
• Il sert à évaluer l’état d’une route et s’emploie comme spécification pour la construction d’une route
Signification et usages de l’IRI
• “ProVAL” - Profile Viewing and AnaLysis – un logiciel de vision et d’analyse des profils de chaussées, qui en plus calcule l’IRI
• Parrainé par l’administration fédérale des routes des USA (US FHWA)
• Téléchargement gratuit sur : http://www.roadprofile.com/
Calcul de l’IRI à partir des profils de route
• “RoadRuf” – Un outil de mesure de l’IRI disponible sur le site de l’Université du Michigan : http://www.umtri.umich.edu/divisionPage.php?pageID=62
• RoadRuf se compose d’une table traçante interactive et d’un analyseur de spectres
• Un exemple de programme pour calculer l’IRI se trouve à l’adresse suivante : http://www.umtri.umich.edu/content/IRIMain.f
Calcul de l’IRI à partir des profils de route
RONET utilise un modèle simplifié pour calculer la détérioration progressive des routes
•Caractéristiques du trafic (YE4)•Nombre structurel modifié et capacité de
charge de la chaussée (SNC)•âge de la chaussée (t)•Coefficient environnemental (m)•État actuel de la route (IRIa)
gm 5K m t
gp o 1 2 gm adIRI K e 1 SNC YE4 t K m IRI
Modèle de détérioration des routes revêtues
• Exprimé comme fonction polynôme de l’uni pour chaque catégorie de véhicule
• Conçu à partir de RUCKS (Logiciel statistique sur l’analyse des coûts d’usage )
URUC – Coût unitaire pour les usagers ($/véhicule-km)IRI – uni longitudinal de la chaussée (m/km)a0, a1, a2, a3 - coefficients qui varient en fonction des
données d’entrée (coûts des véhicules neufs, du carburant, des pneus, etc.)
Modèle Coûts d’usage
2 3o 1 2 3URUC a a IRI a IRI a IRI
• Excellent : IRI moins de 2.5 m/km• Bon : IRI de 2.5 m/km à 3.5 m/km• Acceptable : IRI de 3.5 m/km à 5.5 m/km• Mauvais : IRI de 5.5 m/km à10.5 m/km• Médiocre : IRI supérieur à 10.5 m/km
Exemple d’IRI et de qualité de la chaussée
Riverside Freeway, SR 91, CA
• Les réseaux peuvent se classer sous cinq catégories définies en termes de fonction, de région, de relief ou encore d’environnement
Types de réseaux routiers
Configuration Options par défaut Exemples de configuration
Type Types par Types par Types par
de réseau classification fonctionnelle région géographique catégorie de relief
1 Autoroutes Nord Relief plat 2 Primaire Sud Relief vallonné 3 Secondaire Est Relief montagneux 4 Tertiaire Ouest s.o. 5 Non classé Centre s.o.
• RONET fait appel à 5 types de surface. Les caractéristiques des types de surface propres à un pays sont définies par les usagers
Default
Surface ConfigurationType Surface Type
1 Cement Concrete2 Asphalt Mix3 Surface Treatment4 Gravel5 Earth
Types de surface
Average Annual Daily Traffic (AADT) Illustrative Standards
Surface Traffic Traffic Minimum Maximum Average Geometry Pavement
Type Category Level (veh/day) (veh/day) (veh/day) Standard StandardEarth Traffic I T1 0 10 5 1-lane warranted Formation not warranted
Traffic II T2 10 30 20 1-lane warranted Formation warrantedTraffic III T3 30 100 65 2-lane warranted Gravel warrantedTraffic IV T4 100 300 200 2-lane warranted Gravel warrantedTraffic V T5 300 1,000 650 2-lane warranted Paved Surface warranted
Gravel Traffic I T2 10 30 20 1-lane warranted Formation warranted
Traffic II T3 30 100 65 2-lane warranted Gravel warranted
Traffic III T4 100 300 200 2-lane warranted Gravel warrantedTraffic IV T5 300 1,000 650 2-lane warranted Paved Surface warranted
Traffic V T6 1,000 3,000 2,000 2-lane warranted Paved Surface warrantedPaved Traffic I T4 100 300 200 2-lane warranted Gravel warranted
Traffic II T5 300 1,000 650 2-lane warranted Paved Surface warrantedTraffic III T6 1,000 3,000 2,000 2-lane warranted Paved Surface warrantedTraffic IV T7 3,000 10,000 6,500 2-lane warranted Paved Surface warranted
Traffic V T8 10,000 30,000 20,000 4-lane warranted Paved Surface warranted- Standard given for illustration purposes. Proper standards are country specific.- AADT of motorized 4-tires or more 2-way traffic
Les catégories de trafic varient en fonction des types de surface
• Excellent : Nécessite que des travaux d’entretien courant
• Bon : Nécessite des travaux d’entretien courant et préventif ou de rechargement partiel /point à temps
• Acceptable : Nécessite des travaux d’entretien courant et périodique
• Mauvais : Nécessite des travaux d’entretien, ainsi que de renforcement ou de reconstruction partielle
• Médiocre : Nécessite des travaux d’entretien et des travaux complets de reconstruction
Qualité de l’état de la route par catégorie
• Longueur des tronçons (par catégorie, volume de trafic, état)
• Coûts unitaires des travaux routiers • Données pays (taux d’actualisation,
prix du carburant, salaires, parc de véhicules, taux de croissance du trafic…)
RONET Principales données d’entrée
Calcul de la valeur actuelle du patrimoine routierType de État actuel route Coût unitaire de la valeur patrimoniale à court terme Routes revêtues Excellent Coût unitaire de l'ouvrage
Bon Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire du traitement préventif
Acceptable Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire de renouvellement de couche de surface
Mauvais Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire du renforcement
Médiocre Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire de la reconstruction complète
Routes non revêtues Excellent Coût unitaire de l'ouvrage
Bon Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire du rechargement partiel
Acceptable Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire du rechargement
Mauvais Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire de la reconstruction partielle
Médiocre Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire de la reconstruction complète
Routes en terre Excellent Coût unitaire de l'ouvrage
Bon Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire des réparations localisées
Acceptable Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire de régalage lourd
Mauvais Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire de la reconstruction partielle
Médiocre Coût unitaire de l'ouvrage - Coût unitaire de la reconstruction complète
Évaluation des performances
Divers scénarios budgétaires et leurs conséquences
RONET évalue les différentes normes de travaux d’entretien et de réhabilitation pour chaque classe de route
Normes de travaux routiers
Code StandardA Très élevéB ÉlevéC MoyenD FaibleE Très faibleF Faire le minimumG Ne rien faire
Routes revêtues en bi-couche
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
Pres
ent V
alue
Cos
ts (M
$)
Road Agency Costs Road User Costs
Total Society Costs
Norme optimale
Least Total SocietyCosts
RONET détermine la norme optimale pour chaque classe de route
Scénarios budgétairesOptimal + 2 Deux normes au-dessus de la norme optimale par classe
de route
Optimal + 1 Une norme au-dessus de la norme optimale par classe de route
Optimal Norme optimale par classe de route
Optimal – 1 Une norme en-dessous de la norme optimale par classe de route
Optimal – 2 Deux normes en-dessous de la norme optimale par classe de route
Optimal – 3 Trois normes en-dessous de la norme optimale par classe de route
Faire le minimum Faire le minimum sur toutes les classes de routes
Ne rien faire Ne rien faire sur toutes les classes de routes
Référence Norme défini par l’usager pour chaque type de route et catégorie de trafic
Road Agency Costs Breakdown (Years 1-20)Annual Costs Years 1-20, M$/year
Network Scenario Rehabilitation Periodic Maint. Recurrent Maint. Road AgencyTotal Optimal +2 28.6 27.6 10.6 66.8Network Optimal +1 25.4 19.6 10.1 55.1
Optimal 19.6 18.4 7.7 45.7Optimal -1 21.5 11.2 8.1 40.8Optimal -2 17.9 10.5 8.5 36.8Optimal -3 16.1 11.9 3.4 31.4Do Minimum 6.9 8.5 2.4 17.7Do Nothing 0.0 0.0 0.0 0.0Custom 16.6 24.9 7.4 48.8
Un exemple de conséquences budgétaires pour l’administration routière
Unit Road User CostsUnit Road User Costs ($/vehicle-km)
Network Scenario Current Years 5 Years 10 Years 20Total Optimal +2 0.328 0.298 0.298 0.296Network Optimal +1 0.328 0.299 0.301 0.306
Optimal 0.328 0.301 0.301 0.308Optimal -1 0.328 0.309 0.313 0.325Optimal -2 0.328 0.318 0.326 0.339Optimal -3 0.328 0.335 0.339 0.352Do Minimum 0.328 0.355 0.369 0.397Do Nothing 0.328 0.362 0.376 0.420Custom 0.328 0.312 0.315 0.311
Conséquences pour les usagers
Society Costs (Total Costs Years 1-20)Total Costs Years 1-20, M$
Network Scenario Road Agency Road Users SocietyTotal Optimal +2 1,335 17,698 19,033Network Optimal +1 1,102 17,936 19,038
Optimal 913 18,026 18,939Optimal -1 817 18,794 19,610Optimal -2 735 19,491 20,226Optimal -3 629 20,360 20,989Do Minimum 354 22,027 22,381Do Nothing 0 22,896 22,896Custom 977 18,635 19,612
Conséquences pour la société
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
Optimal +2 Optimal +1 Optimal Optimal -1 Optimal -2 Optimal -3 Do Minimum Do Nothing Custom
Scenario
Current Year 5 Year 10 Year 20
Effets sur l’état du réseau routier : Uni (IRI en m/km)
Détail des travaux routiers (M$)($/km-an)($/véh-km)(km/an)
par catégorie et type de surface
Years 1-5 Years 6-20Road Agency Costs (M$/year) Road Agency Costs (M$/year)Network Paved Unpaved Total Percent Network Paved Unpaved Total PercentMotorways 0.0 0.0 0.0 0% Motorways 0.0 0.0 0.0 0%Primary 27.0 2.7 29.8 33% Primary 10.4 1.5 11.9 39%Secondary 11.1 23.0 34.1 38% Secondary 3.1 10.1 13.2 43%Tertiary 0.0 27.1 27.1 30% Tertiary 0.0 5.4 5.4 18%Total 38.2 52.9 91.0 100% Total 13.5 17.0 30.5 100%Percent 42% 58% 100% Percent 44% 56% 100%Rehabilitation Costs (M$/year) Rehabilitation Costs (M$/year)Network Paved Unpaved Total Percent Network Paved Unpaved Total PercentMotorways 0.0 0.0 0.0 0% Motorways 0.0 0.0 0.0 0%Primary 13.1 2.3 15.3 24% Primary 3.2 0.0 3.2 65%Secondary 9.2 16.7 25.9 41% Secondary 1.7 0.0 1.7 35%Tertiary 0.0 22.5 22.5 35% Tertiary 0.0 0.0 0.0 0%Total 22.2 41.5 63.7 100% Total 4.9 0.0 4.9 100%Percent 35% 65% 100% Percent 100% 0% 100%Periodic Maintenance Costs (M$/year) Periodic Maintenance Costs (M$/year)Network Paved Unpaved Total Percent Network Paved Unpaved Total PercentMotorways 0.0 0.0 0.0 0% Motorways 0.0 0.0 0.0 0%Primary 12.1 0.2 12.2 63% Primary 5.4 1.2 6.5 36%Secondary 1.4 3.0 4.4 22% Secondary 0.9 6.8 7.7 43%Tertiary 0.0 2.9 2.9 15% Tertiary 0.0 3.8 3.8 21%Total 13.4 6.1 19.6 100% Total 6.2 11.8 18.0 100%Percent 69% 31% 100% Percent 35% 65% 100%Recurrent Maintenance Costs (M$/year) Recurrent Maintenance Costs (M$/year)Network Paved Unpaved Total Percent Network Paved Unpaved Total PercentMotorways 0.0 0.0 0.0 0% Motorways 0.0 0.0 0.0 0%Primary 1.9 0.3 2.2 28% Primary 1.9 0.3 2.1 28%Secondary 0.5 3.3 3.8 50% Secondary 0.5 3.3 3.8 50%Tertiary 0.0 1.7 1.7 22% Tertiary 0.0 1.7 1.7 22%Total 2.5 5.2 7.7 100% Total 2.4 5.2 7.6 100%Percent 32% 68% 100% Percent 31% 69% 100%
Redevance d’usage
Road User ChargesPerformance Assessment Fuel Consumption
Vehicle Registration FeesLicense FeesRoad Damage Fees
Routine Maintenance Distance Travel FeesPeriodic Maintenance International Transit Revenues
Rehabilitation Toll Revenues+ Foreign Vehicle Permit Revenues
Administration Vignettes RevenuesImprovements Carbon Taxes Revenues
Other Traffic Enforcement Revenues= Other Fees and Taxes Revenues
Total Funding Needs Total Revenues
Funding Gap
• Se familiariser avec le guide RONET• Procéder à l’exercice interactif de
familiarisation avec RONET • Obtenir les données aussi réalistes que
possible sur un réseau routier de chaque pays participant
• Développer un programme optimal de travaux d’entretien et de réhabilitation
• Préparer un rapport présentant les résultats en bref
Étapes suivantes
Road Network Two-lane Equivalent: Length, condition
and traffic levelsLength, kmPrimary Good Fair Poor Good Fair Poor
5000 1000 2500 1500
Asphalt 300 750 450 Surf Treat 700 1750 1050vpd300-1000 60 150 90 140 350 2101000-3000 240 600 360 560 1400 840
Example of calculations for Primary Roads