Quand les voitures font passer les feux au vert

C’est arrivé à tout le monde un jour ou l’autre. On est arrêté au feu rouge à un carrefour, avec dix autres voitures, et, dans la rue perpendiculaire, le vert flamboie comme une sucette à la menthe radioactive mais il n’y a personne pour en profiter… Les feux de circulation dictent leur loi, parfois très bêtement, aux automobiles. Et si c’était le contraire ? Evidemment, il n’est pas question que tout un chacun se bricole une télécommande à feu vert, comme l’invente Fantasio dans Vacances sans histoire. On imagine déjà le monstrueux embouteillage sur les grands boulevards, avec des feux passant frénétiquement du rouge au vert trois fois par seconde…

L’idée qu’ont eue deux spécialistes de la question, Stefan Lämmer (Université de technologie de Dresde, Allemagne) et Dirk Helbing (Ecole polytechnique fédérale de Zurich, Suisse), est nettement plus intelligente. Ils ont d’abord analysé le fonctionnement du système. A l’instar des machines à laver le linge, les feux tricolores sont en général programmés sur un cycle censé optimiser le flux des voitures. Le problème, c’est que les critères retenus pour cette optimisation restent la plupart du temps virtuels. Comme l’explique Dirk Helbing, “en raison de la grande variabilité du nombre de voitures présentes derrière chaque feu rouge, même si nous disposons d’un schéma optimal, il est optimal pour une situation qui ne se présente pas.” Certes il existe des solutions un peu plus sophistiquées (comme la vague verte où les feux successifs sont synchronisés pour permettre un écoulement rapide des voitures sur les grandes artères), mais l’ordre de passer au rouge vient toujours d’en haut et reste indépendant ce qui se déroule au niveau du macadam. Nos deux chercheurs ont donc conçu le modèle inverse, un modèle souple, autogéré et non imposé, réagissant en temps réel aux conditions tout aussi réelles de circulation, lesquelles commanderaient en direct les feux tricolores, loin de tout cycle imperturbablement pré-établi. Le critère principal consiste à se soumettre rapidement à la pression de la circulation, quitte à ce que les plages de feu vert soient plus courtes mais aussi plus fréquentes. Pour schématiser : dès que des voitures commencent à s’amasser derrière un feu, celui-ci passe au vert.

Pour tester leur idée, Stefan Lämmer et Dirk Helbing ont modélisé le centre ville de Dresde, un quartier que les spécialistes locaux de la circulation jugent particulièrement ardu à contrôler et où les problèmes de coordination sont fréquents. On y trouve : 13 carrefours gérés par des feux tricolores ; deux routes principales qui encadrent une gare utilisée chaque jour par 13 000 personnes ; 7 lignes de bus et de tramways traversant chacune le réseau routier toutes les dix minutes, dans les deux directions ; et, pour finir, 68 passages cloutés, car les deux chercheurs ont choisi de mesurer aussi l’impact de leur modèle sur les piétons ! Précisons que les feux du quartier sont gérés selon un schéma de vague verte assez complexe. Faire mieux relevait donc de la gageure.

Les deux modèles, les deux philosophies, ont donc été comparés : d’un côté le contrôle programmé, de l’autre la flexibilité à la volée. Comme l’écrivent Stefan Lämmer et Dirk Helbing dans leur étude, “le premier essaie d’obtenir des flux de réseau routier globalement coordonnés, tandis que le second vise à minimiser localement le temps d’attente de tous les modes de transport”. Dans les trois domaines étudiés (transports en commun, voitures et camions, piétons), le modèle adaptatif a été le plus performant. En traversant le quartier, bus et tramways ont vu leur temps d’attente aux feux baisser de 56 % (44 secondes contre 101). Pour les piétons, le gain a été de 36 % (38 s contre 59). Dans le cas des voitures et des camions, qui étaient particulièrement favorisés par le modèle de la vague verte en place, l’amélioration a été faible mais réelle : 9 % (soit 45 s au lieu de 49). Les 24 séances de simulation ont montré que la vague verte handicapait les transports en commun, lesquels avaient très peu d’occasions de traverser les carrefours critiques. Ce modèle a également tendance à fabriquer de gros pelotons de voitures derrière chaque feu rouge, qui déferlent en paquets espacés de longs temps morts, tandis que le modèle à la carte, avec ses feux verts plus fréquents mais plus courts, engendre des pelotons plus petits qui circulent plus fréquemment. Pour tenter une comparaison textile, la vague verte tricote la circulation avec de grosses aiguilles, lui conférant une trame épaisse mais lâche, alors que le modèle autogéré la tricote avec de petites aiguilles, ce qui crée une trame plus fine où les fils se croisent plus souvent.

Evidemment, un tel modèle de fluidification de la circulation nécessite d’installer des capteurs à chaque carrefour, ainsi que des moyens pour les feux de communiquer entre eux. Le coût n’est pas chiffré mais on peut en revanche parier que la technologie nécessaire n’est pas loin, lorsqu’on sait que Siemens travaille sur des feux tricolores mettant les voitures en réseau grâce à du wifi et leur envoyant des informations sur les conditions de circulation. Par ailleurs, s’il faut parler gros sous, un récent rapport sur la mobilité urbaine aux Etats-Unis indiquait qu’en 2007 les Américains avaient perdu 4,2 milliards d’heure dans les embouteillages (pas tous dus, je le concède, aux feux rouges). Ce qui représentait la combustion de 10,6 milliards de litres d’essence (et l’émission conséquente de dioxyde de carbone). Quant au coût de ces embouteillages, basé sur le prix du carburant consommé et la productivité perdue, il était estimé, toujours pour 2007, à la bagatelle de 87,2 milliards de dollars, soit environ 750 dollars par conducteur… De quoi faire réfléchir à une régulation plus intelligente de la circulation automobile.

Pierre Barthélémy