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