Et si les opérateurs de transports publics, et leurs autorités de tutelle, s’intéressaient davantage aux piétons ?

Avant et après son voyage, l’utilisateur des transports publics est nécessairement un piéton. Et ces piétons qui montent et descendent d’un bus ou d’un train, ceux qui attendent une correspondance ou ceux qui accompagnent ces voyageurs, créent des flux parfois denses et des files parfois longues, vu le nombre croissant d’utilisateurs des transports publics. En découlent des questions de sécurité, de convivialité, d’accessibilité et de performance des transports publics. Petite leçon sur l’hydraulique des personnes.

Il est assez courant en Belgique d’entendre parler de la saturation d’un axe routier, de la capacité d’une voirie ou de kilomètres de bouchons de voitures. On mesure plus rarement la capacité piétonne d’un tunnel sous-voie, la densité moyenne sur les quais d’une gare ou la performance des connexions piétonnes dans un pôle multimodal. Pourtant, cette discipline, que l’on peut nommer l’hydraulique des personnes, a beaucoup d’intérêt dans le cadre de la construction ou de la rénovation d’installations de transports publics. Pensons à la gare de Mons en pleine construction, à la rénovation de celle d’Ottignies tant attendue ou aux arrêts du futur tram de Liège.

L’homme, un véhicule comme un autre ?

En matière de transport, on s’intéresse souvent aux caractéristiques techniques des véhicules : poids, capacité d’accélération, vitesse de pointe, distance de freinage, consommation d’énergie, etc. Qu’en est-il de l’homme en tant que moyen de déplacement ? La manière dont une personne se déplace est influencée par plusieurs éléments.

Tableau synthétique des facteurs d’influence de la vitesse d’un piéton[[Source : Formation CFF « hydraulique des personnes », adaptation CCRR (Suisse)]]

Dans le cadre d’études de dimensionnement d’installations piétonnes, ce sont bien entendu des valeurs moyennes de vitesse qui sont utilisées, mais il y a lieu de ne pas perdre de vue la variabilité existante autour de ces moyennes. Et il est souvent utile de tester des cas de figures avec des valeurs extrêmes, pour vérifier par exemple les possibilités d’évacuation dans des délais suffisants même en cas de charges de trafic exceptionnelles.

Indices de marche : fourchettes de valeurs moyennes[[Sources : Formation CFF « hydraulique des personnes », adaptation CCRR (Suisse)]]

Au-delà des caractéristiques individuelles des piétons et des indices moyens de marche qui peuvent en découler, un élément essentiel pour les études de dimensionnement des installations est celui du nombre de piétons attendus, c’est-à-dire les densités escomptées et l’influence de celles-ci sur les vitesses de déplacement.

Vitesse, flux de personnes, densités de personnes et mesure de performances

De manière très logique, plus il y a de monde, plus on avance lentement.

Graphique illustrant la relation entre vitesse de marche (en ordonnée) et densité de piéton (en abscisse)[[Source : Formation CFF « hydraulique des personnes » (Suisse)]]

Ainsi, au-delà de 5 personnes par m2, nous sommes à l’arrêt. La vitesse de déplacement est une mesure importante dans le cas de dimensionnement d’installations piétonnes autour des transports publics puisqu’il y a des horaires contraignants et les temps de correspondances proposés doivent être tenables.

Issu d’une thèse réalisée par le Professeur Weidmann (Suisse), ce diagramme fondamental en matière de capacité d’installation piétonne illustre la performance maximale d’une installation dans des conditions idéales, à savoir une densité de 1,75 p/m2 avec une vitesse moyenne de 0,7 m/s. Dans ces conditions théoriques, un espace d’une largeur de 2,45 m peut laisser passer 3 personnes par seconde.

Diagramme fondamentale qui détermine la capacité maximale d’une installation piétonne (performance)[[Ibidem]]

On comprend que la capacité d’une installation piétonne varie directement en fonction de ses dimensions bien entendu, de la densité piétonne qui y circule et aussi de la vitesse de circulation de ces piétons. Cette vitesse – moyenne – ne varie pas seulement en fonction des caractéristiques des individus et de la densité de piétons mais aussi des caractéristiques des lieux, comme l’indique le tableau plus haut. Ainsi, la performance, même théorique, d’un couloir plat n’est pas la même que celle d’un escalier ou d’une rampe de même dimension et avec le même flux piéton. Et dans une gare par exemple, ces différentes configurations se succèdent pour influencer le niveau de capacité globale. La performance de l’endroit dépendra de son maillon le plus faible.

Ce qu’il faut retenir du diagramme fondamental plus haut est qu’au-delà de cette performance maximale, la situation se dégrade rapidement. Le flux devient instable et le risque de bouchon est grand. Il ne faut donc pas dimensionner une installation en visant cette performance maximale, il vaut mieux se situer sur le côté gauche de la courbe.

Mais cela reste théorique, car pour des raisons physiques, techniques mais aussi économiques, on ne peut pas systématiquement aménager des installations en visant une capacité maximale. Il faut considérer une certaine rentabilité de l’utilisation.

L’important est de définir le niveau de service souhaité dans les différents cas de figure habituellement rencontrés. On parle de « Level Of Service » (LoS) pour caractériser une situation en fonction de la manière dont on peut s’y déplacer.

Description des différents niveaux de qualité (Level Of Service)[[Ibidem]]

Ce niveau de service que l’on souhaite avoir, ou mesurer dans le cas d’une installation existante, est estimé dans différents cas de figure. Ce sont les « schémas de charges ». Dans le domaine des transports publics, il s’agit des moments clés liés à l’activité particulière du lieu, comme l’arrivée des trains en gare.

Description des différents schémas de charge habituels en gare[[Source : Formation CFF « hydraulique des personnes », adaptation CCRR (Suisse)]]

Mesurer la capacité d’une installation piétonne complexe

Dans le cas d’une gare d’une certaine importance, avec des rampes, des escaliers, des éléments qui pourraient faire obstacle aux flux (distributeurs, tableaux d’affichage, etc.), des espaces d’attente, et des multitudes d’itinéraires possibles pour passer d’un point A à un point B, avec des pics de fréquentation très élevés et concentrés,… il devient très difficile de calculer théoriquement la performance de l’installation globale dans les différents schémas de charge possibles ou d’estimer les besoins de dimensionnement de nouveaux aménagements. C’est pourquoi il existe des logiciels de simulation qui permettent de mesurer les niveaux de service attendus en fonction des flux escomptés et des dimensionnements envisagés. Il est possible de faire varier les paramètres, de voir les résultats obtenus.

Résultats de la performance d’une gare en matière de circulation piétonne illustrée sous forme cartographique[[Source : Formation CFF « hydraulique des personnes » (Suisse)]]

Ces simulations ont l’avantage de pouvoir intégrer des éléments de la réalité plus complexe, comme la présence de PMR ou l’existence de contre-flux. Ce type de logiciel coûte bien évidemment très cher. Certains bureaux d’études en possèdent et peuvent réaliser les études souhaitées, ce qui se paye aussi.

Que retenir ?

L’approche théorique présentée reste donc très intéressante pour une estimation approximative d’une infrastructure complexe (rédaction d’un cahier des charges) mais surtout pour l’estimation d’une installation isolée ou plus simple. Par exemple, pour la rénovation d’une rampe ou l’aménagement d’une nouvelle sortie de gare. Cela permet aussi de mieux diagnostiquer une situation jugée problématique, et de pouvoir envisager des solutions pour y remédier.

Parfois, des infrastructures légères ou de simples marquages au sol permettent d’améliorer fortement la performance d’une installation grâce à la maîtrise des flux et contre-flux.

Marquage au sol interdisant d’attendre sur certaines zones afin de fluidifier la descente du train des voyageurs[[Photo gare de Berne, section réseau métrique, source JW.]]