Que nous apprend l’expérience américaine des voies de covoiturage ?

Charles Raux (CNRS, LAET).

Afin de maîtriser ou réduire le trafic automobile en développant le covoiturage, plusieurs agglomérations en France s’intéressent à la mise en place de voies réservées au covoiturage, certaines comme Grenoble ou Lyon étant très avancées dans leurs projets. L’expérience américaine de ces voies réservées peut être très instructive et nous en tirons quelques enseignements.

Les voies HOV

Nous conserverons les acronymes américains étant donné leur facilité d’usage. Les HOV sont les « high occupancy vehicles » dont la définition précise varie selon les conditions locales : soit deux occupants au minimum (HOV-2+), soit trois (HOV-3+), y compris le conducteur. Cela inclut évidemment les minibus et les bus classiques. Les LOV désignent les « low occupancy vehicles », c’est-à-dire ceux qui ne rentrent pas dans la catégorie des HOV (donc la voiture solo la plupart du temps). Les voies HOV sont les voies réservées aux HOV, par opposition aux voies générales ouvertes à tous les véhicules (les voies classiques telles que nous les connaissons sur les autoroutes en Europe). Les voies HOT (high occupancy/toll lane) sont les voies HOV où sont également acceptés les usagers LOV acceptant de payer un péage).

Les voies HOV aux Etats-Unis sont apparues d’abord sous la forme de voies réservées aux bus puis ultérieurement aux minibus partagés (« vanpool »). L’extension au covoiturage (« carpool ») tel qu’on l’entend communément aujourd’hui (voiture particulière avec trois occupants au minimum à l’origine, deux la plupart du temps maintenant) est devenue prépondérante dans les années 70-80. L’administration fédérale des routes soutient financièrement le développement des voies HOV par les états. Elle encourage également la conversion en voie HOT là où les voies HOV disposent de capacité non utilisée. L’objectif premier d’une voie HOV est d’accroître le flux de personnes (et non de véhicules) à travers un corridor congestionné. L’incitation tient en deux aspects, un temps de trajet réduit d’une part, fiable et prédictible d’autre part.

Deux douzaines d’états aux USA disposent de voies HOV, le principal d’entre eux étant, et de loin, la Californie avec environ 2860 km en 2017. En dehors des Etats-Unis des voies réservées existent dans quelques unes des principales agglomérations canadiennes, tandis qu’elles ne dépassent pas la dizaine en Europe et ailleurs dans le monde.

L’expérience des voies HOV a commencé par un échec retentissant, celui de la Santa Monica Freeway, un échec instructif dont nous racontons l’histoire ci-après

L’échec des voies HOV sur la Santa Monica Freeway

Il s’agit d’une des toutes premières expériences de transformation de voies existantes en voies HOV (Billheimer, 1978), ouvertes en mars 1976. La « Santa Monica Freeway » relie Santa Monica sur la côte Pacifique (à l’ouest) au centre des affaires de Los Angeles (à l’est), sur 12 miles (19 km), avec quatre voies dans chaque sens et, à l’époque, un trafic de plus de 100.000 véhicules par jour (dans les deux sens). La voie la plus à gauche dans chaque sens fut transformée en voie HOV réservée aux véhicules transportant au moins trois personnes. Il n’y avait pas de barrière de séparation, seulement des panneaux indicateurs et un signe distinctif (losange) à la peinture sur la voie à intervalles réguliers. Cette ouverture fut accompagnée d’un renforcement significatif de l’offre de bus express empruntant ces voies (une multiplication de l’offre par quatre entraînant la même croissance dans leur usage).

Les promoteurs du projet savaient qu’ils allaient rencontrer des oppositions et avaient engagé une intense campagne marketing en amont. Tous les usagers réguliers de l’autoroute étaient donc a priori au courant de l’ouverture des voies HOV. Et pourtant, le premier jour de l’ouverture fut un désastre avec des embouteillages monstres, de longues files d’attentes sur les bretelles d’accès, de nombreux accidents et des conducteurs furieux, le tout générant des articles railleurs dans les medias. Le chaos initial s’explique en partie par des ajustements effectués à la dernière minute sur la régulation des accès à l’autoroute.

Les objectifs fixés aux voies HOV furent malgré tout atteints. On observa une augmentation de 65% des déplacements en véhicule partagé, dont une bonne part par les bus. Les vitesses sur les voies HOV étaient plus élevées et plus régulières tandis que celles sur les voies classiques étaient plus faibles et erratiques. Mais en même temps les « non-carpoolers » perdaient beaucoup plus de temps que ce que gagnaient les « carpoolers » (six à sept minutes supplémentaires sur l’ensemble de la section à l’heure de pointe du matin selon les mesures de trafic, les temps perçus déclarés étant plus élevés).

Concernant les gains de temps, l’essentiel se passait aux bretelles d’entrée. Sur une trentaine d’entre elles une régulation d’accès par feux tricolores avait été mise en place dans les deux ans avant l’ouverture des voies HOV. Cette régulation d’entrée avait grandement amélioré les vitesses sur l’autoroute, ce qui compensait les délais d’attente sur les bretelles (deux minutes en moyenne). En outre, sur une douzaine d’entre elles une voie d’accès réservée aux HOV permettait de contourner la régulation d’accès. Le gain de temps par cet accès prioritaire s’est révélé supérieur à celui offert par la voie HOV elle-même.

Malgré les améliorations apportées au fur et à mesure de l’expérience, les accidents sont restés un problème majeur. La cause majeure des accidents venait de la différence de vitesse entre la voie HOV (avec 300 à 500 véhicules par heure aux heures de pointe, dont une grande part de bus) et la voie classique adjacente (environ 1800 véhicules par heure), où le trafic était sujet au « stop and go ». Les véhicules entrant sur l’autoroute cherchaient à s’insérer sur la voie HOV tandis que les véhicules sortant cherchaient à la quitter. Ce phénomène était amplifié par les nombreuses entrées-sorties sur l’autoroute.

La différence apparente de volume de trafic (en nombre de véhicules et non de passagers) entre les voies classiques et la voie HOV adjacente faisait apparaître cette dernière comme vide à côté des autres voies encombrées. S’ajoutant au problème récurrent des accidents cette vision a fait que l’opinion et les médias devenaient de plus en plus hostiles. 86% des automobilistes empruntant le corridor (y compris ceux en covoiturage) avaient une appréciation négative de l’expérience. De plus, la multiplicité des agences intervenantes que ce soit en matière de financement, de planification ou de gestion du trafic, certaines d’entre elles étant critiques sur le projet, a produit un front désuni face aux médias et au public. Les voies HOV furent rendues à l’usage indifférencié des véhicules en août 1976, soit au bout de 21 semaines d’expérimentation.

Mais ce ne fut pas le seul échec en matière de voies HOV (Schofer et Czepiel, 2000).

Les voies HOV sont-elles toujours efficaces ?

L’échec de la Santa Monica Freeway n’a pas empêché le développement ultérieur des voies HOV sur d’autres autoroutes, notamment en Californie. Il est motivé, outre la question de la congestion, par le désir de réduire le trafic automobile afin de lutter contre la pollution atmosphérique locale à la suite des lois sur l’air (Clean Air Act) dès 1970. Cependant, de nombreuses critiques continuaient à être émises du fait d’une sous-utilisation apparente des voies HOV dans certaines situations et de la pénalisation, perçue comme excessive, des LOV continuant à circuler sur les voies générales. Ces considérations ont généré de nombreux travaux de recherche se penchant sur la question de la capacité d’écoulement comparée de différents types de voie et sur les mesures d’ingénierie du trafic pouvant être mises en œuvre.

Il convient de distinguer deux cas, celui de la conversion d’une voie existante en voie HOV – où l’on redistribue une capacité d’écoulement donnée entre les différentes catégories d’usagers, de celui de l’ajout d’une nouvelle voie – où la capacité d’écoulement est augmentée mais la nouvelle voie est réservée aux HOV.

Les premiers travaux théoriques ont conclu que les voies HOV étaient en général peu efficaces et qu’il valait mieux les laisser ouvertes au trafic général. A l’aide d’un modèle théorique combinant la théorie de la file d’attente et le choix modal entre HOV et non HOV, Dahlgren (1998) montre que la conversion d’une voie existante en voie HOV est efficace si la part initiale des HOV dans le total des véhicules est d’au moins 10% mais devient inefficace si cette part initiale est supérieur à 30%. L’ajout d’une voie HOV est moins efficace que l’ajout d’une voie générale sauf si la part initiale des HOV est d’au moins 20% et si la congestion est forte (au moins 35 mn de retard initialement). Le même auteur étudie en 2002 la question de l’ajout d’une nouvelle voie, sous forme soit de voie HOV, de voie HOT ou de voie générale. Si la congestion est forte l’ajout d’une voie générale est plus efficace pour la fluidité que les autres formes de voie. Si la congestion est forte et si la proportion initiale de HOV n’est pas très élevée alors la voie HOT est plus efficace pour réduire la congestion qu’une voie HOV.

La sous-utilisation des voies HOV est mise en évidence empiriquement par Kwon et Varaiya (2008) par leur analyse des 1171 miles (1885 km) de voies HOV californiennes à l’époque. 81% des détecteurs mesurent des flux inférieurs à 1400 véhicules par heure alors que les voies classiques ont des flux de plus de plus de 2000 véhicules par heure à 60 miles/heure (97 km/h). Ils expliquent cette faiblesse des flux par la présence de véhicules « escargots » que les véhicules HOV plus rapides ne peuvent dépasser car les voies classiques adjacentes sont occupées1. Ils préconisent l’activation dynamique des voies HOV uniquement quand il y a congestion.

Un contrepoint est apporté par Menendez et Daganzo (2007) qui montrent, à l’aide d’un modèle de simulation, que des voies HOV mises en œuvre de manière appropriée n’aggravent pas la congestion des véhicules : il y a seulement une redistribution des retards subis des véhicules HOV vers les véhicules LOV. Selon les auteurs, le principal risque lié à la mise en place d’une voie HOV est, par la remontée de queue en amont d’un bouchon, de bloquer les sorties en amont, perturbant le trafic sur les routes secondaires. Ce risque peut être évité en limitant par exemple les voies HOV aux axes autoroutiers entrant dans une agglomération, la remontée de queue sur les voies pouvant se faire sur ces axes (Daganzo et Cassidy, 2008). Au total, la congestion subies par les personnes est significativement réduite (le temps passé collectivement par les personnes dans le navettage est réduit).

Il peut même y avoir amélioration de l’écoulement du trafic de véhicules dans certains cas (« smoothing » ou lissage), qui découle de l’interdiction des changements de voie. En effet, les changements de voie intempestifs provoquent des à-coups dans les flux de véhicules en phase de saturation. Cet effet de lissage est confirmé par Cassidy et al (2010) sur des observations du réseau de voies HOV dans la zone de baie de San Francisco. Ils montrent que même si une voie HOV est sous-utilisée il y a un effet bénéfique sur le trafic total : baisse du temps perdu par les véhicules quel que soit leur statut et baisse encore plus forte du temps perdu par les personnes. Selon les auteurs, l’effet de lissage devrait être encore plus fort sur les autoroutes plus étroites (à deux ou trois voies).

Un autre facteur d’efficacité résulte d’un comportement a priori non désiré, celui des « tricheurs », point mis en évidence dans un billet de blog par Brad Templeton (2019). En empruntant illégalement la voie HOV sous-utilisée, ces tricheurs délestent d’autant les voies classiques et contribuent à fluidifier la circulation d’ensemble. Selon l’auteur, on estime que 39% de véhicules circulent en fraude sur les voies HOV de Californie (il faut dire que l’amende varie de 300 à 500$ et que la probabilité de se faire prendre semble faible).

Cependant, face à la croissance continue du trafic automobile en Californie, état connaissant un dynamisme économique certain, les voies HOV sont soumises à de forts niveaux de congestion. Sur les 1778 miles de voies HOV en Californie en 2018, 1322 sont évalués2 (CalTrans, 2018), 951 sont considérées comme « dégradés » du point de vue de leur capacité d’écoulement soit 72%.3. Le niveau 1 de dégradation correspond à une dégradation constatée 3 à 9 jours de semaine par mois. Le niveau 4 correspond à 16 jours ou plus par mois (c’est-à-dire les trois-quarts du temps). 400 miles de voie HOV (soit 30%) sont considérées dégradées au niveau 4 et sont concentrées dans les régions de la baie de San Francisco et de Los Angeles. Outre le fait que dans ces régions la demande de circulation dépasse la capacité des voies HOV, il y aurait selon l’administration des niveaux élevés de véhicules empruntant ces voies en fraude.

L’enjeu de la formation des groupes de covoitureurs

Si les Etats-Unis font référence en matière de pratique du covoiturage, sa pratique est en fait en déclin continu depuis les années 70 (AASHTO, 2013). Cela s’explique en grande partie par la baisse tendancielle du coût d’équipement et d’usage de l’automobile relativement à la hausse des revenus – une tendance mondialement observée. Kwon et Varaiya (2008) citent une étude de l’enquête ménages-déplacements nationale de 2001 par McGuckin and Srinivasan (2005) qui montrent que plus de 80% des groupes de covoitureurs sur les trajets domicile-travail sont formés de membres d’une même famille (« fampools »). Le succès du covoiturage dans ce pays dépend donc largement des lieux de travail respectifs des membres du ménage mais le carpool continue son déclin selon les plus récentes données de 2018 (Poole, 2020).

Il y aurait donc beaucoup de covoiturage « naturel », préexistant à toute mesure explicite d’incitation au covoiturage : les couples qui vont ensemble au travail ou faire des achats, un parent qui emmène son enfant, etc. Les voies réservées opéreraient une simple redistribution des véhicules entre les voies, sans changer réellement la donne actuelle du trafic de véhicules.

La formation de groupes de covoitureurs peut se faire de manière dynamique, en instantané, et de manière informelle. Un bon exemple est celui des « slug lines » à Washington, files d’attente de candidats passagers (les « slugs »), qui attendent des conducteurs de véhicules en des lieux positionnés de manière informelle (souvent près des arrêts de bus avec lesquels ils rentrent en concurrence). Tout le monde y gagne, le conducteur qui emprunte les voies HOV et les passagers qui ne paient rien et notamment évitent le bus surchargé et payant. Ce système informel, animé à travers un site web, est reconnu officiellement par le ministère des transports de Virginie qui administre les voies d’accès au sud de Washington. Les voies HOV sont d’ailleurs devenues HOT4 et acceptent gratuitement les véhicules HOV-3+.

Points critiques pour le succès

Du point de vue de l’acceptabilité de la mise en œuvre d’une voie de covoiturage, il existe une différence essentielle entre d’une part la conversion d’une voie existante en voie réservée au covoiturage, d’autre part l’ajout d’une nouvelle voie qui sera réservée au covoiturage. Dans le premier cas, le risque évident est d’accroître fortement la congestion sur les voies restantes, provoquant ainsi un rejet de la part des automobilistes. Dans le second cas, si le rejet de la part des automobilistes peut être évité, les oppositions peuvent émerger en amont sur la base de l’idée que l’on accroît la capacité des routes, suscitant ainsi plus de trafic automobile et plus d’atteintes à l’environnement5. Le choix est donc politiquement difficile.

L’une des clés du succès est d’éviter le « syndrome de la voie vide », c’est-à-dire la sous-utilisation apparente de la voie réservée, source de ressentiment de la part des automobilistes restant dans les embouteillages (même si en réalité il se peut que plus de passagers soient transportés par moins de véhicules). Cependant, il faut qu’il y ait une relative sous-utilisation par rapport aux voies classiques adjacentes afin d’offrir un avantage de différentiel de vitesse (ou de régularité) et donc une incitation à covoiturer.

Ces deux objectifs viennent se contredire et l’équilibre est difficile à maintenir en permanence, d’où l’importance des mesures de régulation du trafic. L’activation dynamique de la voie en fonction du niveau de congestion est une première réponse possible, ou encore une séparation physique entre voies pour lisser le trafic. Mais comme le montre l’exemple de la Santa Monica Freeway, d’autres mesures peuvent être mises en œuvre, avant même la mise en place d’une voie HOV, comme la régulation des accès aux entrées d’autoroute (« ramp metering ») ou même des accès prioritaires réservés aux véhicules HOV.

La sous-utilisation peut être combattue, on l’a vu, en acceptant des véhicules LOV sur la voie réservée moyennant péage (voie HOT). Mais un autre paramètre de réglage est le seuil du nombre d’occupants à partir duquel un véhicule est considéré comme HOV. Il faut qu’il y ait des covoitureurs… ni trop, ni pas assez. Le covoiturage « naturel », familial, à deux, semble assez répandu déjà et l’ouverture d’une voie HOV ne ferait que redistribuer le trafic de véhicules actuel. Ce serait d’autant plus le cas pour une voie aménagée sur un axe traversant utilisé par les vacanciers, déjà naturellement à deux et plus dans leur voiture, ce qui serait une aubaine pour le trafic traversant l’agglomération. La fixation du seuil à trois occupants (HOV 3+) permettrait d’éviter partiellement les deux inconvénients précédents. De plus, l’expérience américaine des « slug lines » avec HOV-3+ montre que le fait de faire voyager ensemble deux passagers (et surtout passagères) est plus sécurisant pour ces derniers, ce qui facilite le covoiturage instantané entre inconnus.

On voit donc que l’autre clé du succès en France est de générer de nouveaux usages du covoiturage. Les plateformes de mise en relation ont évidemment leur rôle à jouer, en témoigne le succès de Blablacar sur la longue distance. Le covoiturage de courte distance pourrait être fortement stimulé avec les voies réservées. Cependant, l’expérience étasunienne et la discussion précédente sur les paramètres montrent que les mots d’ordre sont l’anticipation, l’adaptabilité, la souplesse et la réactivité dans les mesures de régulation… et surtout pas de rigidité bureaucratique.

Charles Raux, LAET, CNRS, Université de Lyon

Image : Clker-Free-Vector-Images de Pixabay

Pour citer ce billet : Raux, Charles (2020). Que nous apprend l’expérience américaine des voies de covoiturage ? Carnet Transports, mobilités, territoires. https://tmt.hypotheses.org/1602


Références

AASHTO, 2013. Commuting in America 2013. The National Report on Commuting Patterns and Trends. Brief 10. Commuting Mode Choice. 32 p. https://traveltrends.transportation.org/

Billheimer, J W, 1978. The Santa Monica Freeway Diamond Lanes: Evaluation Overview. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. Issue Number: 663, pp. 9-16. https://trid.trb.org/view/74122

CalTrans, 2018. 2017 California High-Occupancy Vehicle Facilities Degradation Report and Action Plan. California Department of Transportation.

Cassidy, M.J., Jang, K., Daganzo, C.F., 2010. The smoothing effect of carpool lanes on freeway bottlenecks. Transportation Research Part A 44 (2010) 65–75. https://doi.org/10.1016/j.tra.2009.11.002

Daganzo, C.F., Cassidy, M.J., 2008. Effects of high occupancy vehicle lanes on freeway congestion. Transportation Research Part B 42 (2008) 861–872. https://doi.org/10.1016/j.trb.2008.03.002

Dahlgren, J, 1998. High occupancy vehicle lanes: Not always more effective than general purpose lanes. Transportation Research Part A: Policy and Practice. Volume 32, Issue 2, February 1998, Pages 99-114. https://doi.org/10.1016/S0965-8564(97)00021-9

Dahlgren, J, 2002. High-occupancy/toll lanes: Where should they be implemented? Transportation Research Part A: Policy and Practice, 2002, 36(3), pp. 239-255. https://doi.org/10.1016/S0965-8564(00)00047-1

FHWA, 2016. Federal-Aid Highway Program Guidance on High Occupancy Vehicle (HOV) Lanes. September 2016. https://ops.fhwa.dot.gov/freewaymgmt/hovguidance/

Kwon, J., Varaiya, P., 2008. Effectiveness of California’s High Occupancy Vehicle (HOV) system. Transportation Research Part C 16 (2008) 98–115. https://doi.org/10.1016/j.trc.2007.06.008

McGuckin, N., Srinivasan, N., 2005. The Journey-to-Work in the Context of Daily Travel. Census Data for Transportation Planning Conference.

Menendez, M., Daganzo, C.F., 2007. Effects of HOV lanes on freeway bottlenecks. Transportation Research Part B 41 (2007) 809–822. https://doi.org/10.1016/j.trb.2007.03.001

Poole, R., 2020. The Impact of HOV and HOT Lanes on Congestion in the United States. Discussion Paper. ITF Roundtable 183.

Schofer, J.L., Czepiel, E.J., 2000. Success Factors and Decision Issues for High-Occupancy Vehicle Facilities. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. Volume: 1711 issue: 1, page(s): 13-22. https://doi.org/10.3141/1711-03

Spielberg, F., Shapiro, P., 2000. Mating Habits of Slugs: Dynamic Carpool Formation in the I-95/I-395 Corridor of Northern Virginia. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. Volume: 1711 issue: 1, page(s): 31-38. https://doi.org/10.3141/1711-05

Templeton, B., 2019. Carpool Cheats May Be Helping Traffic; How HOV Lanes Can Fail. https://www.forbes.com/sites/bradtempleton/2019/08/06/carpool-cheats-may-be-helping-traffic-how-hov-lanes-can-fail


  1. ce qui n’arrive pas s’il existe deux voies parallèles HOV dans le même sens []
  2. Dans le cadre de l’aide financière fédérale, si les voies sont des voies HOT – donc accessibles aux véhicules LOV moyennant péage – ou si des véhicules LOV mais électriques peuvent emprunter la voie HOV, l’autorité locale est tenue de produire régulièrement des rapports de performance sur le fonctionnement de la voie HOV. Si un minimum de vitesse moyenne du trafic n’est pas atteint la majeure partie du temps en heure de pointe, des mesures doivent obligatoirement être engagées : soit un retour strict à la voie HOV, une augmentation du seuil HOV (exemple passer de deux à trois passagers par véhicule), l’abandon des exemptions pour les véhicules électriques ou encore une hausse du péage sur les voies HOT. []
  3. La dégradation sur un jour est constatée sur un segment de route quand la vitesse en pointe du matin ou du soir inférieure à 45 miles/h (environ 72 km/h) pour une vitesse maximale autorisée de 50 mph (80 km/h). Ce seuil de performance peut être considéré comme élevé d’un point de vue européen (remarquons toutefois que les voies HOV sont pour la plupart implantées dans des tissus urbains de faible densité) []
  4. Express Lanes sur 85 km dans cette région, dont 13 km avec 3 voies réservées réversibles sur la I-395 vers le nord en pointe du matin et en sens inverse le soir. Une partie des recettes de péage vont directement au financement du transport public []
  5. une voie supplémentaire hybride réservée en priorité au passage des bus et ouverte aux HOV peut toutefois répondre à ce souci []

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