Pourquoi y a-t-il toujours autant de congestion dans les métropoles ?

Les encombrements dans les transports aux heures de pointe sont un état d’équilibre inéluctable dans les grandes métropoles urbaines. Ils sont même le signe de leur vitalité économique et sociale. Qui plus est, toute augmentation de capacité routière, destinée a priori à restaurer la fluidité du trafic, aboutit immanquablement à un nouvel équilibre de congestion aux heures de pointe.

Les embouteillages sur les réseaux routiers des métropoles sont un sujet récurrent dans les médias. Chaque année sont publiés des indicateurs calculés par des opérateurs (producteurs de données de trafic et d’applications de guidage GPS) calculant des « heures perdues » dans les embouteillages. Les chiffres sont impressionnants : selon un opérateur bien connu, dans les principales agglomérations françaises comme Paris, Lyon ou Marseille, les automobilistes auraient perdu en 2019 en moyenne plus de 150 heures dans les embouteillages (soit plus de 6 jours). Il apparaît que ce calcul de temps « perdu » prend pour base le temps de parcours à vide (ce qui en général arrive en pleine nuit, vers 3h du matin, heure à laquelle la plupart des gens dorment). L’absurdité de ce calcul saute donc aux yeux. Personne n’imagine sciemment de transformer chaque métropole en une gigantesque autoroute pour offrir en pleine journée aux centaines de milliers d’automobilistes les mêmes conditions de fluidité qu’au cœur de la nuit.

Il n’empêche que des voix s’élèvent régulièrement pour réclamer l’expansion des routes pour se libérer de la congestion. Ce faisant, elles ignorent les résultats bien établis par la recherche, qui expliquent le caractère inéluctable de ce phénomène. L’explication théorique date des années 60, validée depuis par l’accumulation continuelle d’études empiriques.

La loi de la congestion autoroutière en heure de pointe

Cette « loi » a été énoncée pour la première fois par Anthony Downs1 dans un article de 1962 : « Sur les autoroutes urbaines utilisées par les navetteurs l’encombrement de la circulation aux heures de pointe croît jusqu’à atteindre la capacité maximale »2.

Bien que l’auteur étudie les différents cas de concurrence, entre différentes itinéraires routiers ou entre modes (voiture particulière, bus et transports ferrés) avec leurs implications délétères en termes de partage modal, contentons-nous pour l’instant de traiter le cas des automobilistes (nous revenons sur les autres cas dans un autre billet).

L’ouverture d’une nouvelle autoroute (péri)urbaine (ou l’ajout de voies supplémentaires sur une autoroute existante) va provoquer l’afflux d’automobilistes navetteurs qui utilisaient auparavant les autres routes et qui vont gagner du temps. Cela commence à se savoir, et rapidement aujourd’hui avec les outils de guidage GPS, et de plus en plus de navetteurs empruntent les nouvelles voies. Le niveau de circulation y augmente, abaissant la vitesse sur l’autoroute, tandis que sur les autres voiries, qui bénéficient dans l’immédiat d’une baisse de la circulation la vitesse augmente. Ce mécanisme opère jusqu’à ce que les temps de parcours porte à porte des automobilistes empruntant l’autoroute et de ceux empruntant les autres voiries deviennent identiques.

En outre, il faut signaler que si les temps de parcours porte à porte sont identiques, la vitesse sur l’autoroute congestionnée sera inférieure à la vitesse optimale sur cette route pour la collectivité (la vitesse qui maximise le débit se situe en général autour de 50 km/h). On peut alors s’interroger sur l’utilité de concevoir des voiries urbaines aux normes autoroutières.

Un nouvel équilibre s’instaure donc, dans lequel – avec un nombre de navetteurs fixés – la nouvelle autoroute est congestionnée mais au total les temps de parcours ont baissé et de ce fait la collectivité s’en trouverait mieux. La seule question préalable à poser serait de savoir si cet avantage collectif surpasse le coût des travaux nécessaires à cet accroissement de capacité (et ses effets négatifs, notamment en termes d’environnement).

Mais l’histoire ne s’arrête pas là. En effet, le nombre de déplacements à l’heure de pointe ne reste pas figé car les changements de comportements des habitants face à une offre de transport en évolution sont plus complexes qu’on ne le pense.

La triple convergence

L’analyse de ces changements de comportements et de leur contribution à la formation des pointes de trafic a été généralisée et formalisée quelques années plus tard par le même Anthony Downs (1992). C’est le principe de « triple convergence », spatiale, temporelle et modale.

La convergence spatiale est celle mentionnée plus haut, à savoir que dès qu’une nouvelle liaison routière est mise en service ou améliorée, des automobilistes qui utilisaient d’autres itinéraires plus longs ou plus lents vont basculer sur la nouvelle liaison (aidés aujourd’hui par leur guide GPS). La convergence temporelle est celle d’automobilistes qui décalaient leurs horaires de déplacement pour circuler avant ou après la pointe et vont revenir à leurs horaires préférés. Enfin, la convergence modale est celle de possesseurs de voiture qui, découragés par la congestion routière, laissaient leur voiture au garage et utilisaient d’autres modes de déplacement comme les transports collectifs : certains vont reprendre leur voiture et ainsi délaisser les transports collectifs. Ces trois types de comportements expliquent qu’en peu de temps (parfois en quelques mois seulement) la congestion s’installe de nouveau aux heures de pointe sur la nouvelle liaison.

Bien que l’analyse de Downs soit influencée par le contexte nord-américain où la part des transports publics est faible, ce principe de triple convergence s’applique également aux transports publics par rail dans les grandes métropoles, également soumis aux encombrements. Toute amélioration (par construction d’une nouvelle ligne ou augmentation des fréquences, par exemple) provoquera les mêmes effets sur le réseau ferroviaire, ce qui peut amener à certaines désillusions.  

En résumé, les usagers des réseaux de transport font preuve d’une grande plasticité dans leurs comportements, comme cela a été mis en évidence par l’accumulation d’observations empiriques de ces comportements. D’ailleurs, l’inverse du principe de convergence s’applique en cas de réduction de la capacité de voirie : le trafic peut s’évaporer.

« Si vous construisez la route, ils prendront la voiture »

Jusqu’ici nous avons parlé d’un nombre de navetteurs constant. Le fait que l’ouverture de nouvelles routes à la circulation puisse créer encore plus de circulation qu’auparavant a mis un certain temps à être reconnu, même si Anthony Downs en parle déjà dans son article de 1962 : la croissance des revenus et de l’équipement automobile qui s’ensuit, ainsi que l’installation des nouvelles populations dans des zones non desservies par le transport ferré, alimentent la croissance du trafic automobile. Ce n’est que dans le milieu des années 90 que l’existence de ce phénomène a obtenu une première reconnaissance officielle, par le ministère des transports britanniques à la suite d’un rapport d’experts (Trunk Roads and the Generation of Traffic).

Le phénomène de trafic induit3 peut s’expliquer par une multiplicité de changements de comportement de mobilité et de localisation des activités. Les gains de temps offerts par les nouvelles routes, couplés à l’équipement automobile, ne vont pas être seulement transformés en temps disponible pour d’autres activités que se déplacer, comme le travail ou les loisirs. Ces gains de temps vont pour partie être utilisés pour augmenter la fréquence des déplacements ou accroître la portée de ceux-ci. On va faire ses courses plus loin, les entreprises accroissent leur aire de chalandise et, à moyen terme, on va résider plus loin de son lieu d’emploi tandis que l’urbanisation se développe plus loin de la ville. In fine le total des véhicules-kilomètres parcourus augmente.

La preuve empirique de ce phénomène a été rassemblée par les chercheurs britanniques (cf. l’article de Phil Goodwin) et a continué à s’accumuler jusqu’à aujourd’hui avec des méthodes statistiques de plus en plus sophistiquées (cf. les articles de Duranton et Turner, 2011, et de Hymel, 2019, pour ne citer que les plus récents). Leurs conclusions convergent, en établissant que les véhicules-kilomètres parcourus augmentent proportionnellement (dans un rapport de un) à l’accroissement de la capacité routière (mesurée en kilomètres de voie).

En résumé, pour reprendre le titre de l’article de Hymel, « si vous construisez la route, ils prendront la voiture ». Nous expliquons dans un autre billet pourquoi, de plus, l’accroissement de la capacité routière peut dégrader dans certains cas le service de transport public.

Charles Raux (CNRS, LAET)

Image : Traffic jam in Los Angeles, 1953, Los Angeles Daily News [Public domain]

Pour aller plus loin

Downs, A., 1962. The Law of Peak-Hour Expressway Congestion. Traffic Quarterly, pp. 393-409.

Downs, A., 1992. Still stuck in traffic. Coping with peak-hour traffic congestion. The Brooking Institution, Washington DC, 2004 (revised edition), 455 p.

Hills, P.J., 1996. What is induced traffic? Transportation 23: 5-16.

Goodwin, P.B., 1996. Empirical evidence on induced traffic. Transportation 23: 35-54.

SACTRA, 1994. Trunk Roads and the Generation of Traffic. The Standing Advisory Committee on Trunk Road Assessment. Department of Transport, London, 242 p.

Hymel, K., 2019. If you build it, they will drive: Measuring induced demand for vehicle travel in urban areas. Transport Policy 76 (2019) 57–66

Duranton, G., Turner, M.A., 2011. The Fundamental Law of Road Congestion: Evidence from US Cities. American Economic Review, vol. 101, n° 6, October 2011 (pp. 2616-52).


  1. Il est bien plus connu comme auteur de An Economic Theory of Democracy (1957) []
  2. Il s’agit des autoroutes gratuites, ce qui est le cas de la plupart des autoroutes et voies rapides urbaines en France. Les navetteurs sont ceux qui effectuent régulièrement des trajets entre domicile et travail (commuters en anglais). Downs, 1962, p. 393 (notre traduction) []
  3. Pour une définition plus précise voir Hills, 1996. []

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1 réponse

  1. 14/12/2020

    […] urbaines dynamiques font face à des difficultés récurrentes. Il faut à la fois maîtriser la congestion dans les réseaux routiers et ferrés, contenir les émissions de polluants et les autres atteintes au cadre de vie, et assurer un droit […]

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