Désagrégation spatiale des données de mobilité du recensement de la population appliquée à l'Île ...

304 Pages·2016·7.1 MB·French

Thèse de doctorat d’Université Paris-Est
Spécialité : TRANSPORT
Cyril Pivano
Désagrégation spatiale des données de mobilité du
recensement de la population appliquée
à l'Île-de-France
Thèse dirigée par :
Jean-Paul Hubert, IFSTTAR
Olivier Bonin, IFSTTAR
Soutenue le 20 octobre 2016
Jury
Brigitte Baccaïni (CGET)
Dominique Badariotti (Université de Strasbourg, rapporteur)
Arnaud Banos (CNRS, rapporteur)
Eric Cornélis (Université de Namur)
Christophe Terrier (Honoraire INSEE)

« À Paris, j'ai vu au moins quarante Canebière »
Marius (acte I, scène III)

Remerciements :
Cette thèse est le fruit de nombreuses rencontres. À mon égard, la plus fructueuse est
certainement la rencontre avec Jean-Paul Hubert et Olivier Bonin qui m'ont fait confiance en
me confiant ce sujet de doctorat.
La fonction du directeur de thèse est noble, il sème le futur dans le présent. Je ne remercierai
jamais assez Jean-Paul Hubert d'avoir été un aussi bon jardinier. Il a su me laisser croire libre
et indépendant ; cependant les idées qui ont poussées ne pouvaient suivre qu'une direction :
celle d'une thèse soutenable.
Olivier Bonin est également un artisan de ces recherches et les formules de politesses
viennent à me manquer. Il est le tuteur m'ayant accompagné durant ces trois années de
recherches, bien plus, il est le botaniste venant chaque jour observer si la graine germe, se
développe et fleurit bien. Et pour cela, il a dans de nombreux cas coupé court à toutes
métaphores fallacieuses. Il est la personne qui a su m'écouter lorsque mes questions de
recherche n'étaient pas clairement définies. Je tiens à le remercier pour la clairvoyance de ses
réponses.
Je souhaite également remercier les financeurs de cette recherche : le Ministère de
l'Environnement, de l’Énergie et de la Mer et le Carnot VITRES commanditaires du projet
collaboratif Belgrand qui ont chacun financé une moitié de thèse. Cette recherche a aussi
bénéficié d’une aide de l’État gérée par l’Agence nationale de la recherche au titre du
programme Investissements d’avenir portant la référence ANR-10-EQPX-17 (Centre d’accès
sécurisé aux données – CASD).
Je tiens ensuite à remercier, par avance, le jury de cette thèse pour le temps passé sur mes
travaux scientifiques, et la pertinence de leurs remarques.
Une thèse est le fruit de nombreuses rencontres et la qualité des fruits dépend aussi
du terreau. Je souhaite remercier toutes les personnes qui m'ont aidé, inspiré, supporté, et
parfois même fait respirer.
Arrivé au Laboratoire Ville, Mobilité, Transport aux mois les plus profonds de l'hiver, la
phase d’insertion et d'enracinement a été facile. Les deux premières personnes à m'avoir souri
sont ni plus ni moins les figures emblématiques du LVMT Marianne et Mariane. Ces années
se sont ensuite vite écoulées en l'agréable compagnie de toute une cohorte de doctorants, avec
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d'abord Benoît, Vincent, Jeff, Éloïse Julie, Julie, Virginie, François, Anne puis les grands
successeurs Teddy, Aude, Emmanuel, Xavier, Mathias, Maelis, Matthieu, Delphine, Youssef,
Joséphine, Manon et Lydia. Je les remercie tous de m'avoir supporté dans les moments
difficiles et même les autres.
Je consacre une mention toute particulière à Laurent et Laurent en raison d'incessantes
intrusions de bureau pour des motifs scientifiques de la plus haute importance. J'espère avoir
encore de nombreuses raisons d'apparaître.
Je tiens aussi à remercier Alexis et également à m'excuser auprès de lui, je lui avais promis
d'être cité bien plus haut. Il a bien le droit à une phrase entière pour ses premiers pas vers la
libéralisation des données.
Bien d'autres personnes sont à citer dans ces remerciements : Samuel, mon ancien collègue de
bureau à qui je dois mes débuts, mes premières pousses. Philippe, quel bonheur d'avoir un
collègue qui connaît Veynes, de le voir, je me rappelais mon pays. Natalia, merci d'avoir pris
un air toujours aussi convaincu lorsque tu prononçais tes phrases de soutien. Sophie, merci
d'être présente. Merci encore à Shaoqing, Xiaoyan, Gaelle,..
Le LVMT a encore beaucoup de personnalité qui ont directement ou indirectement aidé à la
réalisation de cette thèse. Aux racines de mes travaux, il y a Caroline Gallez, Anne Aguiléra,
Sandrine Wenglenski, Florent Le Néchet, Emre Korsu, Pierre Zembri, Anne Jarrigeon,
Nicolas Coulombel, Gwendal Simon, Laetitia Dablanc, Fabien Leurent et bien entendu mon
actuel collègue de bureau Pierre Frankhauser.
Je souhaite également remercier Sandrine, Sandrine et Virgine pour leur indéfectible appui au
quotidien.
Enfin, je n'ai pas été tout à fait exact, la première rencontre chaleureuse à mon arrivée est
bien entendu Sophie Cambon-Grau. Elle ferme la marche des remerciements consacrés aux
membres du LVMT pour sa bienveillance naturelle.
Je dois ensuite remercier tous les membres du projet « Science et SAGE » (SCITESAGE) qui
ont cru en moi une première fois. Merci à Nicolas Bécu. Merci à Nicolas Flipo. « Le calcul
sur maille a encore de l'avenir » a-t-il dit lorsque je m’apprêtais à candidater à cette thèse,
j'étais très loin de comprendre tout ce que cela pouvait signifier. Le hasard a fait que j'ai pu le
remercier de vive voix le lendemain de ces lignes. Merci également à Amandine de Coninck,
José-Frédéric Deroubaix, Catherine Carré, Jean-Paul Haghe, Jean-Marie Mouchel, Gaëlle
Tallec et Céline Le Pichon.
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Puis, je souhaite remercier l'ensemble du collectif MAPS. C'est dans ce réseau thématique de
modélisation multi-agents appliquée aux phénomènes spatialisés que la question de l'accès
aux données pour effectuer des simulations à grandes échelles a éclos en moi. C'est aussi là
que j'ai rencontré Nicolas Bécu (que je remercie deux fois), Arnaud Banos, Patrick
Taillendier, Diego Moreno, Marion Almaric, Nicolas Marillaux, Frédéric Amblard, Frédéric
Rousseau et bien d'autres.
En remontant encore plus loin je souhaite remercier mes encadrants de mes années
universitaires. Merci à Frédéric Audard, Sébastien Oliveau et salut à la mémoire de Jean-Luc
Bonnefoy. Effectivement, les pousses d'idées que l'on s’accapare ne proviennent pas de nulle
part. Merci à eux de m'avoir appris ce qu'un modèle de transport distribué signifiait.
Je tiens à remercier mes anciens collègues de promotion tous devenus docteur : Joan Perez,
Marion Borderon et tout particulièrement Camille Perchoux. Elle est la personne qui a
effectué le travail ingrat de lecture de premier jet et de formulation de remarques pertinentes,
sans trop me brusquer.
Je souhaite aussi remercier ma famille pour son soutien et surtout d'avoir supporté mon
absence. Merci Catherine, Jean-Roch, Céline et Raphaël et qu'on le veuille ou non, merci à
Pascal. Il est évident que la première mériterait autant de lignes que ce manuscrit.
Enfin, je souhaite terminer en remerciant tous ceux que j'ai abandonnés, mais que je compte
bien retrouver : le philosophe Aixois que je connais en personne (Blondel), Thomas, Zozette,
Beber, Nicolas, Manu, Romain, Tanguy et en premier lieu Juliette.
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Table des matières
Introduction générale................................................................................................13
Chapitre 1 : Des données pour répondre aux changements de paradigme des
politiques de transport...............................................................................................29
1.1 Le changement de paradigme des politiques de mobilité et ses conséquences
sur le besoin de données en matière de mobilité.....................................................33
1.1.1 Genèse de la mobilité................................................................................34
1.1.1.1 Mobilité générale et mobilité individuelle.........................................34
1.1.1.2 L'urbanisation en zones et la solution automobile au problème de
l'accessibilité..................................................................................................41
1.1.2 Les nouveaux objectifs des politiques de transport : un changement de
paradigme...........................................................................................................48
1.1.2.1 Comprendre l'objectif du facteur 4....................................................48
1.1.2.2 La réduction de la part modale de la voiture dans l'évaluation des
projets de transport........................................................................................57
1.1.2.3 L'appel aux données pour connaître et agir.......................................62
1.2 Les données sur la mobilité dans la perspective des nouveaux besoins des
politiques de transport.............................................................................................66
1.2.1 Les attributs et supports géographiques souhaités pour les données de
déplacements dans le cadre du développement durable.....................................66
1.2.2 Les données de déplacement produites par la statistique publique...........72
1.2.2.1 Les Enquêtes Déplacements standard Certu......................................72
1.2.2.2 Les données de mobilité du recensement de la population................76
1.3 Élargir l'éventail des données pour répondre aux nouvelles questions.............79
1.3.1 Les données de mobilité à l'ère du big data...............................................79
1.3.2 Le couplage de données.............................................................................89
1.3.3 Comment produire des couples origines-destinations domicile-travail
synthétiques avec des localisations fines ?.........................................................92
Conclusion du premier chapitre..............................................................................94
Chapitre 2 : Les fonctionnalités des supports d'enquêtes......................................97
2.1 Les trois fonctions des supports spatiaux des données de mobilité................100
2.1.1 Les supports d'analyse.............................................................................100
2.1.1.1 Un support zonal obtenu par agrégation de zones de la base de
données pour la description et la communication........................................100
2.1.1.2 Un support linéaire pour l'analyse du trafic : le passage par des
données modélisées.....................................................................................104
2.1.2 Les supports des bases de données de mobilité diffusées par les
producteurs.......................................................................................................110
2.1.2.1 La production de données suffisamment représentatives pour être
diffusées.......................................................................................................110
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2.1.2.2 La solution vers laquelle les producteurs se tournent est un support
régulier constitué de petites mailles.............................................................113
2.1.3 Les référentiels de localisation................................................................118
2.2 Les supports avec des données faiblement échantillonnées : le cas des Enquêtes
Ménages-Déplacements........................................................................................123
2.2.1 L'alignement des supports utilisés sur la géographie des IRIS de l'Insee
..........................................................................................................................123
2.2.2 L'agrégation des données d'enquêtes à faible taux d'échantillonnage pour
l'analyse............................................................................................................129
2.3 Les supports spatiaux et l’échantillonnage du recensement rénové de la
population..............................................................................................................132
2.3.1 Échantillonnage des communes de moins de 10 000 habitants...............134
2.3.2 Échantillonnage des communes de plus de 10 000 habitants..................135
2.3.3 La précision du recensement...................................................................140
Conclusion du chapitre 2.......................................................................................143
Chapitre 3 : Clonage et ventilations spatiales sous contraintes d'observations
statistiques................................................................................................................145
3.1 Le clonage des observations du recensement..................................................150
3.2 La ventilation spatiale sous contraintes...........................................................152
3.2.1 L'inférence écologique – extension aux données bi-localisées...............155
3.2.2 Les données de contrôle pour ventiler les lieux de résidence.................163
3.2.3 Les données de contrôle pour ventiler les lieux de travail......................172
3.2.4 Les descriptions des trajets des déplacements comme variables de contrôle
..........................................................................................................................176
Conclusion du chapitre 3.......................................................................................180
Chapitre 4 : Le processus de désagrégation spatiale des localisations
résidentielles et d'emplois appliqué à la région Île-de-France.............................183
4.1 Appariement des fichiers détails Individus-CANTVILLE et MOBPRO........186
4.1.1 Appariement des observations de ménages actifs occupés des communes
de moins de 10 000 habitants...........................................................................190
4.1.2 Appariement des observations de ménages actifs occupés des communes
de 10 000 habitants et plus...............................................................................195
4.1.3 Évaluation de l'appariement avec les données du CASD........................198
4.2 Ventilation des ménages aux lieux de résidence.............................................202
4.2.1 Ventilation du support IRIS-Communes au carroyage de 200m de l'Insee
..........................................................................................................................202
4.2.2 Évaluation de la ventilation sous contrainte des lieux de résidence des
ménages............................................................................................................205
4.3 Ventilations des lieux d'emploi........................................................................216
4.3.1 Les secteurs d'activité..............................................................................216
4.3.2 Les effectifs de salariés...........................................................................218
4.3.3 Les distances en marche à pied...............................................................219
4.3.4 Évaluation de la ventilation des lieux de travail......................................220
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