Système HERS-ST

Les modèles de coûts aux usagers du HERS-ST ont été développés au niveau de l’administration fédérale des routes des États-Unis (FHWA) afin de quantifier l’effet de l’état du réseau routier sur les usagers. Ils reposent sur les recherches initialement effectuées pour le compte de la FHWA et publiées en 1982 (Zaniewski, 1982). Ces modèles ont été actualisés dans les années 1995-2000 par plusieurs études dont celles réalisées par la firme Cambridge Systematics Inc. (Cambridge Systematics, 1997). Ces études portaient sur une révision des modèles inclus dans l’étude publiée par Zaniewski (1982) et sur le modèle de prédiction de la vitesse en écoulement libre de la Banque Mondiale.

5 _{Les coûts à la société réfèrent à la somme des coûts à l’administration, aux usagers et à la} collectivité en général.

2.2.1 Rapport technique de 1982 (FHWA)

L’étude de Zaniewski (1982), réalisée pour le compte de la FHWA, consistait en une compilation et une mise à jour des tableaux de coûts d’exploitation des véhicules utilisés à l’époque par différentes administrations routières américaines. Ces tableaux de coûts reposaient principalement sur des méthodologies adoptées pour la réalisation de deux études antérieures portant sur les coûts d’exploitation des véhicules et les vitesses de déplacement des véhicules (Claffey et al., 1971 et Winfrey, 1969). Les paramètres étudiés par Zaniewski (1982) sont la vitesse de déplacement, les coûts de fonctionnement, les émissions et les accidents des véhicules.

La présente section traite principalement des coûts d’exploitation des véhicules ainsi que de la consommation de carburant puisque le traitement des autres composantes du fonctionnement des véhicules n’est pas pertinent dans le cadre d’une revue des modèles du système HERS-ST puisqu’ils n’y ont pas été retenus dans celui-ci.

2.2.1.1 Classes de véhicules

Les classes de véhicules adoptées pour l’étude représentent la flotte de véhicules circulant sur les routes des États-Unis à l’époque. Ces classes, au nombre de huit, sont les suivantes :

• automobile compacte (Small car); • automobile intermédiaire (Medium car); • automobile grand format (Large car); • camionnette (Pick-up);

• camion porteur comportant 2 essieux (2A-SU); • camion porteur comportant 3 essieux (3A-SU); • semi-remorque comportant 4 essieux (2-S2); • semi-remorque comportant 5 essieux (3-S2).

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2.2.2 Consommation de carburant

En vue d’effectuer les essais de mesure, huit véhicules représentatifs ont été sélectionnés en fonction de leurs caractéristiques mécaniques et physiques. Aussi, deux véhicules différents ont été utilisés afin d’estimer la consommation de carburant pour la classe de voiture moyenne et aucun véhicule de la classe des camions articulés à 5 essieux (3-S2) n’a été utilisé (Zaniewski, 1982).

Des expériences ont donc été réalisées afin de mesurer la consommation d’essence à l’aide d’appareils conçus à cet effet. Douze sections de routes homogènes constituées de différentes déclivités (pentes), différentes valeurs de PSR (Present Serviceability Rating) et différents types de revêtement ont été utilisées pour les essais. Les effets des rayons de courbure ont été mesurés dans un stationnement pour les véhicules les plus légers. Les résultats des consommations pour les camions articulés à 5 essieux (3-S2) ont été déduits à partir des résultats actualisés de l’étude réalisée par Winfrey (1969).

La consommation à vitesse constante et lors des accélérations a été mesurée par incrément de 10 mph pour des vitesses allant de 10 mph à 70 mph. La modélisation d’un cycle de changement de vitesse consistait en une phase accélération d’une vitesse initiale jusqu’à une vitesse maximale suivie d’une phase de décélération à la vitesse initiale. Selon Zaniewski (1982), pour la plage de valeurs de l’indice PSR caractérisant les sections d’essais, l’uni avait une influence relative sur la consommation de carburant.

2.2.3 Autres coûts d’exploitation des véhicules

À une exception près, les coûts reliés aux autres composantes de l’opération des véhicules ont été établis par des sondages menés auprès des opérateurs de flottes de véhicules ainsi qu’à partir d’études antérieures. En effet, les coûts reliés à l’utilisation des pneus ont été déterminés à l’aide d’un modèle existant. En tout, 15 exploitants de véhicules lourds en charge de la gestion de plus de 12 000 camions ont été sondés (Zaniewski, 1982).

Les coûts en matière de consommation de lubrifiants, inclus dans l’étude réalisée par Winfrey (1969), ont également été actualisés. Par rapport à 1969, une baisse moyenne de

la consommation de l’ordre de 34% avait été déterminée en 1982 (Zaniewski, 1982). Enfin, la modélisation des effets de l’uni sur la consommation de lubrifiant est dérivée d’une phase préliminaire de l’étude Brésilienne réalisée à la fin des années 70 (GEIPOT, 1982).

La modélisation de l’usure des pneus et des coûts qui en sont tributaires découle de l’utilisation du slip-energy model développé par le Département fédéral des forêts (Zaniewski, 1982). Celui-ci a été préféré aux tableaux de coûts développés par Winfrey (1969). Le modèle adopté permettait une évaluation des coûts de l’usure des pneus à vitesse constante ainsi que des coûts marginaux reliés aux courbes et aux changements de vitesse. En ce qui a trait à la prédiction de l’impact de l’état du revêtement sur l’usure des pneus, bien qu’il fût possible d’utiliser ce modèle sur l’usure des pneus, les données obtenues de l’étude Brésilienne (GEIPOT, 1982) ont été préférées.

Les coûts inclus dans les tableaux portant sur l’entretien et les réparations des véhicules selon la vitesse, la géométrie de la route et les cycles de changements de vitesse ont été dérivés de ceux produits par Winfrey (1969). Un ajustement linéaire (proportionnel) des coûts totaux d’entretien et de réparation a été effectué par une répartition de ces derniers selon différents groupes de composantes mécaniques. Des modifications des coûts des différentes composantes ont été effectuées pour tenir compte de l’évolution de la technologie et de l’augmentation généralisée des coûts. La distribution des coûts a été établie en fonction des composantes du système de freinage, du groupe motopropulseur et des autres systèmes du véhicule, avant d’être agrégés en vue de la production des tableaux des coûts totaux (Zaniewski, 1982).

La détermination des coûts de dépréciation repose sur une méthodologie précédemment développée en Angleterre par Daniels (1974). Celle-ci présente une différenciation entre la dépréciation reliée à l’âge d’un véhicule et à celle liée à l’utilisation. Cette dernière composante des coûts a été utilisée dans le cadre de l’étude de Zaniewski (1982) pour le calcul de la perte de valeur d’un véhicule circulant sur le réseau routier américain.

Bien que certaines des bases de calculs aient été révisées dans le cadre d’études ultérieures, l’étude de Zaniewski (1982) s’avère être le fondement de la philosophie de la modélisation des coûts d’exploitation de véhicules inclus dans le systèmes HERS-ST. Des

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tableaux de coûts y ont été produits à partir de données empiriques et en fonction des différents paramètres liés à la route. Parmi ceux-ci, l’influence de l’uni sur les coûts de fonctionnement des véhicules a été déterminée à partir de données recueillies au Brésil7 (FHWA, 2003). Bien que ces données n’étaient pas directement transposables au réseau routier visé par l’étude de Zaniewski (1982), cette approche représentait la meilleure alternative disponible pour caractériser l’influence de l’état du revêtement de la chaussée sur les coûts d’exploitation des véhicules. Il ressortait, pour les plages d’uni rencontrées, que la consommation de carburant n’était pas corrélée à l’état du revêtement dans les conditions observées aux É.U. alors qu’une influence plus importante a été établie pour les autres composantes des coûts d’exploitation de véhicules.