circulation (suite)
Deux autres variables sont essentielles dans le calcul des capacités de circulation : la vitesse des voitures et leur espacement. Sur route, la vitesse optimale est de 50 km/h ; en deçà et au-delà de cette vitesse, le débit diminue. Aux États-Unis, sur le « D. Eisenhower » (expressway de Chicago), on a déterminé trois régimes de fonctionnement suivant le taux d’occupation :
taux d’occupation inférieur à 15 p. 100 : le débit est représenté par une fonction précise suivant laquelle la vitesse du flot baisse quand le taux augmente ;
taux d’occupation compris entre 15 et 25 p. 100 : la même fonction reste relativement précise, mais très sensible au moindre incident (phénomène des ondes de choc) ;
taux d’occupation supérieur à 25 p. 100 : zone d’instabilité avec débit réduit.
Le but du contrôle est d’éviter que le troisième cas ne se produise et de calculer les phases des feux qui commandent l’entrée de l’expressway en fonction du débit recherché. En ville, les intersections nombreuses et rapprochées commandent le débit.
En calculant la capacité horaire des routes, leur débit journalier moyen admissible et d’autre part l’intensité réelle de la circulation sur ces routes, on peut apprécier leur degré de saturation, la capacité des carrefours équipés de signaux lumineux et déterminer certaines mesures à prendre, comme la priorité à donner à certaines artères, comme l’interdiction de tourner à gauche, qui augmentent le débit de certains carrefours de 30 à 60 p. 100.
Les théories de la circulation
De véritables théories de la circulation s’élaborent et s’affrontent.
Les uns sont partisans des théories microscopiques, qui considèrent le couple véhicule-conducteur en un point x à un moment t et lui appliquent la probabilité de se trouver dans une situation y en ayant n chances d’avoir une réaction z. Le résultat donne des fonctions assez complexes qui ont été utilisées notamment pour l’élaboration de la théorie des files d’attente aux feux. C’est dans ce genre d’études que l’on peut classer celle de P. L. Hennequin, Étude élémentaire de la circulation d’une file de voitures (freinage d’un véhicule, distance minimale entre deux véhicules, démarrage d’une file de voitures à un feu tricolore, passage du feu vert au rouge), qui permet de mettre en évidence l’existence d’un débit maximal, l’influence de la durée du feu vert sur le débit, la propagation de l’arrêt dans la file et l’influence du croisement sur le débit.
Plus nombreux peut-être sont les tenants des théories macroscopiques — aboutissement naturel des études statistiques. Ces théories considèrent un débit Q (nombre de voitures qui passent en un temps donné) pour une concentration K (nombre de voitures qui circulent sur une portion de route donnée) et une vitesse moyenne V : en tout point x de la route et à tout moment on a les fonctions Q (x,t) et K(x,t) ; Lighthill et Whitham ont trouvé qu’il existait en tout point x une relation très simple entre débit et concentration.
D’autres fonctions permettant d’étudier les phénomènes de la circulation routière ont pu être mises en évidence ; les travaux de Greenberg en particulier ont établi qu’il existait un singulier parallélisme entre les lois de la circulation et celles qui régissent la mécanique des fluides compressibles. On a constaté également que la loi d’attraction des masses s’applique parfaitement à la circulation entre deux centres de population.
La technique de la circulation routière
Artères à voies multiples
Chaussées à deux voies. Beaucoup de routes sont encore à deux voies (une pour chaque sens). Sur ces routes, le dépassement n’est rendu possible que si l’espacement des véhicules de la voie adverse est suffisant. En France, une route à deux voies permet un trafic moyen journalier, calculé sur une année, de 4 800 véhicules dans les deux sens.
Chaussées à trois voies. En France, elles autorisent un trafic moyen journalier de 7 800 véhicules dans chaque sens, soit 60 p. 100 de plus qu’une chaussée à deux voies. Par leur voie centrale, elles ont l’avantage de permettre des dépassements même quand la densité de circulation sur les deux voies latérales est très élevée. La voie centrale ne doit servir que pour les dépassements. L’avantage de cette disposition est de pouvoir transformer une chaussée à deux voies en chaussée à trois voies tout en restant dans les emprises existantes, ce qui n’est pas possible pour passer de la route à deux voies à la route à quatre voies.
Chaussées à quatre voies. L’intensité de circulation peut y être très supérieure à celle des chaussées à deux et à trois voies : 17 000 véhicules par jour dans les deux sens, en moyenne sur une année. En outre, les chaussées à quatre voies sont plus sûres, les collisions de front n’y étant normalement pas à craindre. En contrepartie, l’aménagement à quatre voies d’une chaussée à deux voies nécessite de nouvelles emprises, et coûte exactement le double de son aménagement à trois voies.
Circulation et sécurité routières
Il se produit actuellement, sur les routes françaises, un accident mortel toutes les 40 minutes. Les études sur la circulation fondées sur des comptages exploités statistiquement doivent donc faire une large part à tout ce qui peut accroître la sécurité des usagers. En particulier, les études et les recherches doivent porter sur :
— l’aménagement des « points noirs » ;
— l’élargissement à 10,50 m de routes de 9 m de large ;
— l’abattage éventuel des arbres en bordure des routes ;
— le cas échéant, la limitation des vitesses.
Pour réduire les nombreux accidents qui se produisent dans les courbes, par suite de virages « manques », il convient d’éviter le passage brusque de la ligne droite à une courbe de rayon déterminé : le passage doit être progressif. De même pour le dévers en courbe, la progressivité est indispensable.
En mauvaise saison et en montagne, les principales entraves à la circulation sont les enneigements et les congères, ou accumulations de neige au fond des vallées, ainsi que les routes verglacées. On déblaie les routes enneigées au moyen de camions équipés d’étraves et de lames biaises ; dans le cas de très forts enneigements, il faut recourir à des groupes équipés de fraises ou de turbines. Le « déverglaçage » s’effectue soit par des sablages et des gravillonnages, soit par projection de sel marin ou de chlorure de calcium. La lutte contre les effets désastreux du dégel consiste dans l’établissement de barrières de dégel durant deux semaines au moins, que les poids lourds ne peuvent pas franchir, ce qui entraîne une gêne considérable dans le transport des marchandises. Aussi, dans les régions sujettes aux gelées prolongées, est-on amené à mettre progressivement les chaussées « hors gel » : pour cela, on les constitue avec des matériaux non gélifs et insensibles aux effets du gel et du dégel jusqu’à 1 m ou 1,20 m de profondeur, la frange congelée ne s’établissant jamais au-dessous de 1,20 m dans notre pays.