Solution proposée/solution sans compromis

Avant de proposer un modèle sans compromis, il est nécessaire d’envisager les caractéristiques d’un tel modèle. Le choix de ces caractéristiques découle des conclusions de ce rapport et est basé sur cinq grands principes. Premièrement, un modèle sans compromis doit offrir certaines fonctions indispensables à un modèle intégré. Deuxièmement, un modèle sans compromis doit intégrer le plus grand nombre possible de facteurs influençant les systèmes urbains ayant été identifiés dans la littérature étudiée. Troisièmement, ce modèle doit tenir compte du plus grand nombre possible de phénomènes/schémas/tendances identifiés.

Quatrièmement, les fonctions de ce modèle doivent répondre aux besoins du MTQ concernant la partie transports d’un modèle intégré. Cinquièmement, un modèle sans compromis doit correspondre à la conception que se fait son utilisateur du principe d’équilibre.

Premièrement, si l’on part de la recension de la littérature – sur la localisation des ménages et des emplois, les mesures d’accessibilité et les modèles opérationnels – la liste des fonctions

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essentielles d’un modèle intégré de transport et d’utilisation du sol est étonnamment courte. Du côté transport, un modèle sans compromis doit offrir une représentation exacte des performances du système de transport dans différents cas de figure (il s’agit principalement de représenter les temps de déplacements intra-urbains à une échelle aussi fine que possible).

Dans l’idéal, il s’agit d’une représentation comportementale permettant de modéliser des scénarios de système de transport de plus en plus complexes. Ceci inclut aussi des scénarios plus classiques de modification de la demande et du système de transport au moyen de techniques de prévision traditionnelles. Le modèle doit aussi tenir compte des effets des performances du système sur la demande (c’est-à-dire, de la demande induite) ainsi que des effets de scénarios d’intervention publique de plus en plus sophistiquée sur la demande de transport (par exemple, l’impact de l’introduction d’une taxe sur la congestion, péages routiers, etc.). Du côté de l’utilisation du sol, la fonction indispensable du modèle est sa capacité à expliquer et à prévoir la localisation des ménages, des entreprises, et des développements immobiliers en fonction, entre autres choses, des performances du système de transport.

Deuxièmement, en plus de ces fonctions essentielles, un modèle sans compromis devrait tenir compte du plus grand nombre possible de facteurs parmi les suivants pour localiser les entreprises/emplois et les ménages :

 les caractéristiques locales explicites (loyer/prix du terrain, taille, zonage, régime fiscal);

 les caractéristiques de la zone environnante (par exemple, présence d’entreprises ou d’aménités);

 les caractéristiques ayant trait au transport; et

 l’accessibilité (des emplois, des ménages, etc.).

Troisièmement, il ne suffit pas que le modèle sans compromis prenne correctement en compte les facteurs précédemment cités, mais il faut aussi que ces facteurs représentent fidèlement les phénomènes, schémas et tendances identifiés dans la littérature. Bien que ces phénomènes, schémas et tendances se chevauchent partiellement pour ce qui est des entreprises et des ménages, nous les présentons ici séparément :

Pour les entreprises, les phénomènes pertinents sont : la décentralisation des emplois, les agglomérations d’emplois, et l’importance de la proximité de leur implantation antérieure lorsqu’elles se relocalisent. De plus, un modèle sans compromis devrait être suffisamment flexible pour représenter la localisation des entreprises par type d’entreprise, ainsi que le caractère endogène des choix de localisation des entreprises et des ménages.

En ce qui concerne les ménages, les principaux phénomènes à prendre en compte sont : la décentralisation, le polycentrisme, le rôle critique des promoteurs en matière d’offre de logement, et l’agglomération résidentielle. En outre, un modèle sans compromis devrait être suffisamment flexible pour saisir la mobilité des ménages, les différences de localisation résidentielle entre différents types de ménages, ainsi que le caractère endogène des choix de localisation des entreprises et des ménages.

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Quatrièmement, les principes du modèle sans compromis doivent être compatibles entre les parties déplacements et utilisation du sol. Comme décrit dans la section Objectifs du MTQ - Précision du mandat de recherche du rapport, le MTQ s’intéresse au développement des aspects comportementaux et prédictifs de la demande de transport. Néanmoins, le MTQ ne souhaitait pas adopter une approche traditionnelle centrée sur les déplacements. Ainsi, l’approche correspondant aux besoins du MTQ en est une centrée sur les activités. Les approches centrées sur les activités sont par nature désagrégées et reposent donc sur des agents individuels. Dans ces modèles, les agents fondamentaux sont les ménages et les individus. Un modèle sans compromis devrait aussi adopter ces principes dans sa partie utilisation du sol. Ceci suppose donc également que le modèle soit centré sur les agents dans sa partie utilisation du sol. Afin de représenter fidèlement les dynamiques du système urbain, le modèle sans compromis devrait inclure au minimum les agents suivants : entreprises, ménages, individus, et entreprises spécifiques pour le secteur immobilier.

Cinquièmement, et il s’agit de l’élément le plus théorique de la définition, il convient d'aborder la question d'équilibre. L’équilibre est un concept économique signifiant que l’offre est égale à la demande sur un marché. L’équilibre général est un équilibre dans lequel la demande est égale à l’offre sur tous les marchés à la fois. Certains modèles d’utilisation du sol postulent un équilibre général, d’autres non. L’équilibre des marchés est un postulat simplificateur, et pourtant, une hypothèse forte dans un contexte urbain. Toute forme de modélisation doit par nature arbitrer entre représentation fidèle de la réalité et utilisation d’un modèle malléable.

Fondamentalement, le choix de postuler ou non l’équilibre des marchés revient à déterminer si la simplicité offerte est plus importante que l’irréalisme engendré. À nos yeux, l’hypothèse d’équilibre est trop forte pour être retenue. Ainsi, nous pensons qu’un modèle sans compromis ne devrait pas l’utiliser.

Évaluation des modèles présentés

Cette partie évalue les modèles présentés au vu des critères décrits dans la partie précédente.

Pour conduire cette évaluation, les modèles ont été regroupés selon les catégories ayant servi à les présenter. C’est-à-dire qu’ITLUP est classé comme modèle d’interaction spatiale;

MEPLAN, TRANUS et PECAS sont classés comme modèles intrants-extrants; MUSSA comme modèle de marché foncier; et ILUTE et UrbanSim comme modèles de microsimulation. Ce classement est résumé dans le tableau suivant :

Tableau 1– Classement des modèles présentés

Modèle Type de modèle ITLUP Interaction spatiale MEPLAN Intrants-extrants TRANUS Intrants-extrants PECAS Intrants-extrants

MUSSA Marché foncier

RELU-TRAN

Équilibre général calculable UrbanSim Microsimulation

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ILUTE Microsimulation

Quatre tableaux résumant les caractéristiques de ces modèles sont présentés plus bas. Les trois premiers tableaux indiquent si le type de modèle est capable de saisir les différents phénomènes pertinents identifiés plus haut et si le type de modèle est capable d’incorporer les facteurs importants identifiés pour localiser les entreprises et les ménages. Le quatrième tableau caractérise les différents types de modèles selon : la représentation des comportements au niveau des agents individuels; leur représentation du marché foncier; l’hypothèse d’équilibre des marchés; le caractère explicite des mesures d’accessibilité qu’ils emploient; et la dérivation explicite de la demande de transport à partir du modèle d’utilisation du sol. Bien sûr, tous les modèles étudiés comprennent des mécanismes de localisation des ménages et des entreprises, qui dépendent en partie des performances du système de transport.

Modèles d’interaction spatiale

Les modèles d’interaction spatiale ont les capacités de représentation les plus limitées. En matière de localisation des entreprises, ils peuvent saisir les phénomènes de décentralisation et d’agglomération. Ils incorporent aussi différents schémas de localisation pour différents types d’entreprises. Néanmoins, ils ne sont pas en mesure de saisir le caractère endogène observé de la localisation des entreprises et des ménages, ni de la relocalisation des entreprises, et donc de l’importance de la proximité de l’implantation antérieure. Enfin, ils n’incorporent pas d’autres facteurs que les coûts de transport et la localisation des autres ménages ou entreprises dans leurs mécanismes de distribution spatiale des entreprises.

Tableau 2- Phénomènes et facteurs clés pour la localisation des emplois/firmes Type de

modèle Décentralisation Causalité Intègre de nombreux facteurs

Typologie des

entreprises Agglomération Proximité de relocalisation Interaction

spatiale OUI NON NON OUI OUI NON

Intrants-extrants OUI OUI NON OUI OUI NON

Marché

foncier OUI OUI OUI OUI OUI OUI

Équilibre général calculable

OUI OUI OUI OUI OUI NON

Microsimulat

ion OUI OUI OUI OUI OUI OUI

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Tableau 3- Phénomènes et facteurs clés pour la localisation des ménages (1) Type de

modèle Décentralisation Double salaire

Polycentrism e

Offre de logement

Influence des promoteurs

Intègre de nombreux facteurs Interaction

spatiale OUI NON OUI NON NON NON

Intrants-extrants OUI NON OUI NON NON NON

Marché foncier OUI OUI OUI NON NON OUI

Équilibre général calculable

OUI NON NON OUI OUI OUI

Microsimulatio

n OUI OUI OUI OUI OUI OUI

Tableau 4- Phénomènes et facteurs clés pour la localisation des ménages (2)

Type de modèle Agglomération Typologie des ménages

Mobilité des ménages

Interaction spatiale OUI OUI NON

Intrants-extrants OUI OUI NON

Marché foncier OUI OUI NON

Équilibre général calculable OUI OUI NON

Microsimulation OUI OUI OUI

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Tableau 5– Autres critères

Type de modèle Centré sur

les agents Équilibre Marchés

fonciers Accessibilité

Transport de passagers

Transport de marchandises

Interaction

spatiale NON OUI NON OUI OUI NON

Intrants-extrants NON OUI OUI OUI OUI OUI

Marché foncier NON OUI OUI OUI NON NON

Équilibre général

calculable OUI OUI OUI OUI OUI NON

Microsimulation OUI NON OUI OUI NON NON

En matière de localisation des ménages et des entreprises, les modèles d’interaction spatiale sont capables de représenter les phénomènes de décentralisation, d’agglomération et de polycentrisme. Ils peuvent aussi représenter les différences de localisation entre différents types de ménages. Cependant, ils ne peuvent pas saisir les autres phénomènes pertinents cités plus haut et se contentent de traiter les facteurs de localisation des ménages les plus basiques (coûts de transport, localisation des emplois et espace résidentiel disponible).

En ce qui concerne les autres critères, les modèles d’interaction spatiale ne sont pas centrés sur les agents; ils postulent l’équilibre des marchés; et ne représentent pas les marchés fonciers. Ces modèles, par leur construction, génèrent une demande de transport de passagers, mais pas de demande de transport de marchandises. Le fait qu’ils reposent sur des modèles gravitaires implique cependant qu’ils utilisent certaines mesures d’accessibilité.

Modèles intrants extrants

Les modèles intrants-extrants sont plus flexibles et ont des capacités plus étendues que les modèles d’interaction spatiale. La principale différence en matière de localisation des entreprises est qu’ils sont capables de saisir la relation endogène liant les choix de localisation des entreprises et des ménages. Ceci dit, ils n’intègrent pas les relocalisations d’entreprises et incorporent un nombre limité de variables dans les choix de localisation des entreprises.

En ce qui concerne les choix résidentiels des ménages, les modèles intrants-extrants ont des capacités similaires aux modèles d’interaction spatiale (à l’exception de PECAS qui modélise explicitement la localisation des développements immobiliers à une échelle fine).

En ce qui concerne les autres critères, les modèles intrants-extrants sont similaires aux modèles d’interaction spatiale, sauf par deux aspects importants. Tout d’abord, puisqu’ils reposent sur des tableaux régionaux intrants-extrants, ils tiennent compte des migrations de main d’œuvre, d’intrants et d’extrants entre les zones du modèle – ce qui produit explicitement une demande de transport de passagers et de marchandises. De plus les modèles

intrants-98

extrants prennent clairement en compte le marché foncier et les prix de la terre. Tout comme les modèles d’interaction spatiale, ils ne sont pas centrés sur les agents.

Modèles de marché foncier

Cette catégorie ne compte que le modèle d’utilisation du sol MUSSA, aujourd’hui incorporé à CUBE Land. Puisque ce modèle repose sur la théorie « offre-choix » de localisation des entreprises et des ménages – et donc sur l’estimation empirique du consentement à payer (ou fonction d’offre de prix) – il est très flexible en matière de phénomènes représentés, de variables incorporées et de typologie des entreprises intégrées. De fait, grâce au paramétrage des fonctions de consentement à payer, il peut représenter tous les phénomènes de localisation des entreprises et tous les facteurs identifiés – cela est aussi vrai pour la localisation des ménages. Le seul phénomène ou facteur que les modèles de marché foncier ne peuvent pas représenter est la mobilité des ménages.

En ce qui concerne les autres critères, ces modèles sont similaires aux modèles intrants-extrants, à l’exception de la manière dont ils traitent la demande de transport. Puisque le modèle de marché foncier est principalement un modèle d’utilisation du sol et qu’il n’est pas centré sur les agents, mais fonctionne au niveau des types de ménages (et d’entreprises), il ne produit pas automatiquement de demande de transport – de passagers comme de marchandises. Alors que les modèles d’interaction spatiale et intrants-extrants ont implicitement recours à des mesures d’accessibilité dans leur fonctionnement, MUSSA offre beaucoup plus de flexibilité quant aux types de mesures d’accessibilité pouvant être intégrées à ses fonctions de consentement à payer. Enfin, l’hypothèse d’équilibre de MUSSA est nuancée – il s’agit d’une hypothèse d’équilibre partiel sur le marché foncier.

Modèles d’équilibre général calculable

Les modèles d’équilibre général calculable répondent bien à de nombreux critères et reposent sur des fondements théoriques forts. La localisation des ménages se fait par des équations maximisant l’utilité des locations basée entre autres sur l’accessibilité au lieu de travail et la localisation des entreprises de chaque type varie en fonction du marché foncier et la proximité d’entreprises complémentaires.

Les modèles d’équilibre général calculable sont fondés sur une approche microéconomique et sur des choix discrets pris par les acteurs économiques fondamentaux. Ils ont démontré une bonne performance dans la représentation des réalités sociales, économiques et démographiques régionales, mais doivent prouver leur utilité dans la simulation de réseau de transport complet. En effet, le plus utilisé de ce type de modèle, RELU-TRAN, n’intègre que les déplacements automobiles dans son sous-modèle TRAN. De plus, les modèles d’équilibre général calculable n’intègrent pas les interactions ne provenant pas du marché ni les externalités inhérentes à celui-ci.

Modèles de microsimulation

Les modèles de microsimulation – centrés sur les agents et utilisant des modèles empiriquement estimés (en particulier, de choix discret) – offrent une flexibilité extraordinaire.

En conséquence, selon la manière dont ils sont paramétrés, ils peuvent saisir tous les

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phénomènes et facteurs identifiés affectant les choix de localisation des entreprises et des ménages.

Pour ce qui est des autres critères, tels que ceux évoqués ci-dessus, les modèles de microsimulation sont centrés sur les agents. En outre, leur structure flexible permet d’incorporer des mesures d’accessibilité variées. Bien qu’ils ne postulent pas d’équilibre (sur aucun des marchés), ils opèrent en équilibre dynamique (ou « recherche d’équilibre ») sur le marché foncier. Ainsi, les prix des terrains et l’offre immobilière répondent de manière dynamique aux évolutions des caractéristiques des systèmes de transport et d’utilisation du sol. En ce qui concerne les déplacements, les modèles de microsimulation d’utilisation du sol sont connectés à des modèles de transport. Ce sont donc les caractéristiques des modèles de transport qui déterminent s’ils incorporent ou non le transport de marchandises. Il faut mentionner qu’ILUTE comprend un sous-modèle centré sur les activités qui détermine les choix résidentiels des ménages ainsi que la localisation des emplois. Par conséquent, ce modèle offre la structure fondamentale nécessaire pour modéliser le transport de passagers.

Le modèle sans compromis

À partir de cette recension de la littérature sur la localisation des entreprises et des ménages, l’accessibilité, et les modèles intégrés, les auteurs du présent rapport livrent les conclusions suivantes concernant le modèle urbain du MTQ.

Pour ce qui est de l’utilisation du sol, une approche de microsimulation centrée sur les agents constitue à nos yeux le cadre de modélisation sans compromis. Par ailleurs, le système de transport devrait être modélisé dans un cadre centré sur les activités. Vu l’importance croissante du transport de marchandises dans la performance globale des systèmes de transport, ce facteur devrait être explicitement représenté dans le modèle. Tout comme les systèmes d’utilisation du sol et de transport de passagers, le système de transport de marchandises sans compromis devrait être explicite sur le plan comportemental et centré sur les agents. Enfin, le modèle sans compromis devrait être à même d’intégrer la progression économique d’un système urbain afin qu’il existe une interaction entre système de transport et système économique. Ceci permettrait de saisir, par exemple, l’impact d’une évolution du système de transport sur la croissance économique et l’emploi. À notre connaissance, il n’existe pas de modèle en mesure de saisir ce dernier phénomène, puisque la plupart des modèles utilisent des données économiques exogènes, produites par des modèles extérieurs de prévision économique.