Fiabilité du temps de transport : Mesures, valorisation monétaire et intégration dans le calcul économique public

This thesis deals with the issue of travel time reliability. The study of travel time reliability emerges from the fact that in many situations, travel time is random. Many events can change the travel time forecasted by operators or expected by users. Moreover, a tradeoff may exist between time and reliability benefits when evaluating socio economic appraisal of transport infrastructure. However, since reliability is still difficult to integrate in this type of evaluation, investment projects’ collective profitability is underestimated and often postponed. Thus, three main issues of travel time reliability analysis emerge: measurement, monetary valuation and implication for cost benefit analysis. This thesis is organized in three chapters. The first chapter adapts the measure of travel time reliability typically used in the road transport context to the collective modes (rail and air, in particular). We also develop a new reliability measure: the Delay-at-Risk (DaR). DaR is an implementation of the Value-at-Risk (V aR) measure into the transport economic framework. The DaR seem to be relevant and understandable information for the users, especially to plan their travel and avoid missing their connections. The main objective of the second chapter is to define the users’ willingness to pay to improve travel time reliability. We present a theoretical framework based on decision theory under risk. We introduce the concept of reliability-proneness (i.e. travel time risk aversion) and prudence. We develop new measures of travel time reliability expressed as risk premium: the reliability-premium and V OR. The reliability-premium is the maximum amount of additional travel time that an individual is willing to accept to escape all the risk of travel time. The V OR is defined as the maximum monetary amount that an individual is willing to pay to escape all the risk of travel time. Furthermore, we also establish the link with attitudes towards risks of travel time (aversion and prudence) and the impact of the value of travel time (V TTS) and the value of reliability (V OR). The final chapter of this thesis integrates reliability in investments project’s socioeconomic appraisal. More particularly, it allows to determine users’ surplus valuation. We highlight a diffusion effect of reliability benefits with regard to travel time benefits. Thus, we propose recommendations regarding the tradeoff between projects that generate time benefits compared with reliability benefits, according to the monetary values of travel time(V TTS) and reliability (V OR).Cette thèse aborde la question de la fiabilité du temps de transport. L’étude de la fiabilité du temps de transport trouve ses sources dans le fait que, dans bien des situations, le temps de transport n’est pas certain, mais aléatoire. De nombreux évènements peuvent en effet modifier le temps de transport prévu par les opérateurs ou espéré par les usagers. Par ailleurs, lors de l’évaluation socioéconomique de projets d’investissement en infrastructure de transport, il peut exister un arbitrage entre gain de temps et gain de fiabilité. Or, comme la fiabilité est encore à l’heure actuelle, difficilement intégrable dans ce type d’évaluation, ces projets d’investissement voient leur rentabilité collective sous-estimée conduisant à leurs reports. Il émerge ainsi trois problématiques majeures relatives à l’étude de la fiabilité du temps de transport : sa mesure, sa valorisation monétaire (i.e. la disposition à payer des individus pour améliorer la fiabilité du temps de transport) et enfin, sa prise en compte dans les analyses coûts-avantages. Un premier chapitre permet d’adapter les mesures usuelles de la fiabilité du temps de transport appliquées dans le cadre du transport routier, aux modes de transport collectif (fer et aérien plus particulièrement). Nous proposons également une nouvelle mesure de la fiabilité, le Delay-at-Risk (DaR) inspiré de la littérature financière. Le DaR est une transposition de la mesure de la Value-at-Risk (V aR) à l’économie des transports. Cette mesure est plus utile du point de vue des usagers pour la planification des trajets avec correspondance que les autres mesures. Le deuxième chapitre a pour principal objectif de déterminer la disposition à payer des individus pour améliorer la fiabilité du temps de transport. Nous proposons un cadre théorique inspiré de la théorie de la décision en univers risqué à partir duquel nous définissons la préférence des individus à l’égard de la fiabilité (i.e. reliabilityproneness) ainsi que la prudence. Nous développons des nouvelles mesures de la fiabilité du temps de transport, exprimées comme des primes de risque : la reliability-premium et la V OR. La reliability-premium détermine le temps de transport maximum supplémentaire qu’un individu est prêt à accepter pour supprimer l’intégralité du risque sur le temps de transport. La V OR, quant à elle, se définit comme la disposition maximale à payer d’un individu pour supprimer l’intégralité du risque sur le temps de transport. Par ailleurs, nous établissons également les conséquences sur la valeur du temps (V TTS) et de la fiabilité (V OR), de la prise en considération de l’attitude à l’égard du risque sur le temps de transport des usagers (aversion et prudence). Le dernier chapitre de cette thèse a pour objet d’intégrer la fiabilité dans les évaluations socioéconomiques de projet d’investissement et plus particulièrement dans la détermination du surplus des usagers. Nous mettonsen exergue un effet de diffusion des gains de fiabilité par rapport aux gains de temps. Ainsi, nous proposons des recommandations quant à l’arbitrage entre les projets générateurs de gain de temps et de gain de fiabilité en fonction des valeurs monétaires du temps (V TTS) et de la fiabilité (V OR)