Sujet :
Aide multicritère à l’évaluation de l’impact des transports sur l’environnement : une approche
par les objectifs
Genève, 18 juin 2007
12ème Colloque international – Évaluation d’impacts
Benjamin ROUSVAL**Lamsade, Université Paris IX Dauphine, [email protected]
Partenaires et projet de recherche :
Introduction
INRETS
LAMSADE
P.I.E. : Prospective et Indicateurs d’impacts des transports sur l’Environnement
ADEME – PREDIT
Benjamin ROUSVAL
Émergence du problème
Benjamin ROUSVAL
Développement important des transports (ex : entre 1998 et 2020, triplement prévu du parc automobile mondial)
Or :
Répercussions environnementales nombreuses et variées
Poids économique important (VA=3,6% du PIB en France)
Impact social (portée et la rapidité des déplacements)
Introduction
Naissance du projet PIE
Conception d’un outil :
• d’évaluation et d’aide à la décision
• prenant en compte l’environnement au sens large
Destiné aux responsables publics dans le contexte de :
• développement durable
• démocratie participative
Introduction
Benjamin ROUSVAL 21 novembre 2005
Orientation de la recherche
Outil d’évaluation
Domaine d’application :
• Impacts des transports sur l’environnement
Résultats :
• Lisibles et transparents
Introduction
Benjamin ROUSVAL
Sommaire
1) Transports et environnement : un état des lieux
2) Aide à l’évaluation
3) Structuration des objectifs
4) Aide multicritère à la décision et problématique du tri
5) Vers une aide multicritère à l’évaluation
6) Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
2nd Colloque « Environnement et Transports »
Un problème complexe
Différents modes de transports
Cycle de vie
Diversité des impacts sur l’environnement
Échelles temporelles et géographiques
Irréversibilité et persistance des certains impacts
Les normes ?
Transports et environnement : un état des lieux
Benjamin ROUSVAL
Analyse de l’existant : les indicateurs
Phénomènes assez bien identifiés
Peu d’indicateurs d’impacts
Les plus difficiles àconstruire
Ils font apparaître :
• incertitudes
• imprécisions
Transports et environnement : un état des lieux
Benjamin ROUSVAL
Les bouquets d’indicateurs
Rapports d’experts souvent longs et complexes
Difficultés à appréhender chaque aspect
Difficultés à se forger une opinion globale
→ Besoin de simplifier, d’agréger
Transports et environnement : un état des lieux
Benjamin ROUSVAL
Les bouquets d’indicateurs et l’agrégation
Transports et environnement : un état des lieux
L’exemple d’ATMOPDU (CERTU)TERM (AEE)
OMS…longs rapports
Évaluation environnementaleÉvaluation absolue/relative
Communiquer, suivre l'évolution
Coûts/Bénéfices
Monétarisation
Analyse multicritère
Projets de transports
Études au cas par cas
Aide à la DécisionÉvaluation relative
Comparer des projets
AgrégationBouquets d’indicateursActivité
Benjamin ROUSVAL
Domaine de recherche
Transports et environnement : un état des lieux
PDU (CERTU)TERM (AEE)
OMS…longs rapports
Évaluation environnementaleÉvaluation absolue/relative
Communiquer, suivre l'évolution
Coûts/Bénéfices
Monétarisation
Analyse multicritère
Projets de transports
Études au cas par cas
Aide à la DécisionÉvaluation relative
Comparer des projets
AgrégationBouquets d’indicateursActivité
Benjamin ROUSVAL
Aide à l’évaluation
Sommaire
1) Transports et environnement : un état des lieux
2) Aide à l’évaluation
3) Structuration des objectifs
4) Aide multicritère à la décision et problématique du tri
5) Vers une aide multicritère à l’évaluation
6) Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
2nd Colloque « Environnement et Transports »
Pourquoi évaluer ?
Évaluation scolaire, contrôle de gestion, diagnostic, évaluation environnementale…
Méthodologie d’Aide à l’évaluation
Benjamin ROUSVAL
Diagnostic Alerte
Évolution
Evaluant
Système - Evalué
Décliner un système de
valeurs à travers des objectifs
Expertises
Evaluateurs
Evaluation
AgrégationsConsultation
Résultats
Critères
Comment évaluer ?
Hiérarchie d’objectifs concernant l’état du système
évalué
Benjamin ROUSVAL
Méthodologie d’Aide à l’évaluation
Benjamin ROUSVAL
Identifier les enjeux décisionnels
Processus d’évaluation
Aide à la Décision et Aide à l’Évaluation
Méthodologie d’Aide à l’évaluation
Aide à la Décision et Aide à l’Évaluation
Évaluer les conséquences
Ne pas oublier les points de vue plus globaux
Benjamin ROUSVAL
Processus d’évaluation
Processus de décision
Méthodologie d’Aide à l’évaluation
Benjamin ROUSVAL
Suivre les conséquences d’une action
Processus d’évaluation
Processus de décision
Aide à la Décision et Aide à l’Évaluation
Méthodologie d’Aide à l’évaluation
Aide à la Décision, Aide à l’Évaluation : apports mutuels
L’AD apporte à l’AE :
• Agir pour améliorer la situation
• Révéler de nouveaux objectifs, faire évoluer le référentiel
L’AE apporte à l’AD
• Nouveaux processus d’AD
• Cohérence du référentiel au cours du temps
• Susciter certaines actions et/ou critèresBenjamin ROUSVAL
Méthodologie d’Aide à l’évaluation
Evaluant
Système - Evalué
Décliner un système de
valeurs à travers des objectifs
Expertises
Evaluateurs
Evaluation
AgrégationsConsultation
Résultats
Critères
Hiérarchie d’objectifs concernant l’état du système
évalué
Benjamin ROUSVAL
Méthodologie d’Aide à l’évaluation
Sommaire
1) Transports et environnement : un état des lieux
2) Aide à l’évaluation
3) Structuration des objectifs
4) Aide multicritère à la décision et problématique du tri
5) Vers une aide multicritère à l’évaluation
6) Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
2nd Colloque « Environnement et Transports »
Approche par les objectifs :
KEENEY (1992) conseille de ne pas forcément aborder un problème en se focalisant sur les décisions possibles …
…mais plutôt sur les objectifs, reflétant les « valeurs » du décideur.
→ Ceci semble applicable dans notre cas
Structuration des objectifs
Benjamin ROUSVAL
Pourquoi ?
Pourquoi ?En quoi ?
Quels aspects ?
Comment ?
… peut se décomposer en… … est un aspect de …
… contribue à …
…peut être atteint par…
Structuration des objectifsObjectif de finObjectif de moyen
Benjamin ROUSVAL
Améliorer la gestion du trafic routier
Améliorer la sécurité des
infrastructuresLimiter les
encombrements
Objectif de finObjectif de moyen
Limiter les dépenses
Améliorer la synchronisation
des feux
Structuration des objectifs
Benjamin ROUSVAL
Objectifs
Décideur
Situation environnementale
Décliner et pondérer des objectifs
Résultats de l’évaluation
Consultation Indicateurs
INTERVIEWS
Structuration des objectifs
Benjamin ROUSVAL
Application à notre contexte :
• Interviews de décideurs : étude pilote
• Appréhender leurs jugements de valeurs
• Diversité de :
• leur appartenance politique
• leurs responsabilités au niveau de la ville
→ Application à l’agglomération
→ Dans le but d’une validation méthodologique
Structuration des objectifs
Benjamin ROUSVAL
Les 7 personnes interviewées et la consigne de départ :
• Maire d’une petite ville de province• Adjoint au maire dans une petite ville• Maire d’une ville en région parisienne• Elu dans un arrondissement parisien• Conseiller à la mairie d’une grande ville • Conseiller à la mairie d’une autre grande ville• Dans l’opposition à la mairie d’un arrondissement parisien
« Quels sont pour vous les objectifs environnementaux à prendre en compte dans le suivi d’une politique de transport ? »
Structuration des objectifs
Benjamin ROUSVAL
L’union des arborescences
• Identifier les synonymes
• Identifier les « séparateurs » communs
• échelle géographique (locale, planétaire…)
• échelle temporelle (court ou long terme …)
• milieu (humain, naturel …)
• Réordonner les séparations
Structuration des objectifs
Benjamin ROUSVAL
Guerres
Améliorer la qualité de l’environnement
Pour les générations futures Pour la génération actuelle
Préserver les ressources naturelles Limiter l’effet de serre
Réparer les dégâts
Limiter la gêne due au bruit
Limiter les effets de la dégradation de la qualité de l’air
Sur les hommesSur la nature
Sur les bâtis
Bruit de fondPicsEaux, sols
Flore
Faune
SantéGêne
Bronchites
Irritations
Cancers
Salissures
Odeurs
Chaleur
Energies
Ozone
Limiter les déchets
Bétonnage à outrance
CulturelsHumains
Pillage des peuples
Déplacements inutiles
Civilisation auto
Limiter la mortalité routière
Structuration des objectifs
Sommaire
1) Transports et environnement : un état des lieux
2) Aide à l’évaluation
3) Structuration des objectifs
4) Aide multicritère à la décision et problématique du tri
5) Vers une aide multicritère à l’évaluation
6) Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
2nd Colloque « Environnement et Transports »
Les méthodes d’agrégation multicritère
Quatre problématiques en aide à la décision (Roy, 1985) :
• Sélection
• Rangement
• Tri• Description
Deux grandes familles de méthodes :
• critère unique de synthèse
• comparaisons par paire
Aide multicritère à la décision et problématique du tri
Benjamin ROUSVAL
Critère unique de synthèse
Avantages :
• Résultats faciles à exploiter pour répondre aux différentes problématiques
Inconvénients :
• Mise en œuvre complexe
• Effet de compensation entre critères
• Pas de prise en compte de l’incertitude et/ou imprécision
Aide multicritère à la décision et problématique du tri
Benjamin ROUSVAL
Comparaisons par paire, concordance
Certains avantages des méthodes de type Electre (Roy, 1985) :
• Incertitudes et imprécisions prises en comptes
• Effet de compensation atténué
• Modélisation plus aisée à réaliser
Inconvénients :
• Résultats plus pauvres et parfois plus difficiles à interpréter
Aide multicritère à la décision et problématique du tri
Benjamin ROUSVAL
Agrégation de type Electre
• Ces méthodes ne réalisent pas de transformations d’échelles (plus ou moins licites) pour trouver une dimension commune à tous les critères
• Elles se basent sur la comparaison par paire
Le principe :
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison de situations sur tous les critères
A1
A2
C1 C2 C3 C4 C5 C6
Aide multicritère à l’évaluation
Agrégation de type Electre
Le surclassement : définition
« Au moins aussi bonne que » signifie soit indifférentes, soit on préfère A1
La situation A1 surclasse la situation A2
ssi
La situation A1 est au moins aussi bonne que la situation A2
Aide multicritère à l’évaluation
Agrégation de type Electre
Le surclassement : définition
La situation A1 surclasse la situation A2ssi
La situation A1 est au moins aussi bonne que la situation A2 sur une « majorité de critère »
et Aucun critère ne s’oppose fortement à ce
surclassement
Aide multicritère à l’évaluation
Agrégation de type Electre
• Qu’entend-on par « une majorité » de critères ?
• Conférons « un pouvoir de vote » P à chacun des critères
• Chaque critère votera favorablement avec une voix V ≤ P
• Définissons la majorité comme le pourcentage de poids nécessaire pour convenir du surclassement (ex : 70%)
Aide multicritère à l’évaluation
Agrégation de type Electre
1ère condition : la condition de la majorité
L’action A1 surclasse l’action A2
Si
Somme des votes favorables V -------------------------------------- ≥ majoritéSomme des pouvoirs de votes P
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison de situations sur tous les critères
A1
A2
C1 C2 C3 C4 C5 C6
Aide multicritère à l’évaluation
Agrégation de type Electre
2ème condition : la condition de non veto
L’action A1 surclasse l’action A2
si
aucun critère ne s’oppose fortement à ce surclassement
Principe : un critère auquel le décideur a accordé un pouvoir de veto peut s’opposer à lui seul au surclassement quel que soit son poids et quel que soit la majorité
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison de situations sur tous les critères
Condition de veto : ici, il n’y a pas de veto
A1
A2
C1 C2 C3 C4 C5 C6
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison de situations sur tous les critères
Condition de veto : ici, C7 s’oppose au surclassement de A2 par A1
A1
A2
C1 C2 C3 C4 C5 C6
Veto
Aide multicritère à l’évaluation
Agrégation de type Electre
Conséquence du surclassement
• 3 cas sont alors possibles :
• A1 surclasse A2, mais A2 ne surclasse pas A1 : on dira alors que A1 est globalement préférée à A2
• A1 surclasse A2, et A2 surclasse A1 : on dira alors que A1 et A2 sont globalement indifférentes
• A1 ne surclasse pas A2 et A2 ne surclasse pas A1 : on dira que A1 et A2 sont globalement incomparables
Aide multicritère à l’évaluation
Sommaire
1) Transports et environnement : un état des lieux
2) Aide à l’évaluation
3) Structuration des objectifs
4) Aide multicritère à la décision et problématique du tri
5) Vers une aide multicritère à l’évaluation
6) Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
2nd Colloque « Environnement et Transports »
Vers une aide multicritère à l’évaluation
Pollution maritime
Améliorer la qualité de l’environnement
A l’échelle planétaire A l’échelle locale
Favorablement à la vie humaine
Bétonnage à outranceConserver les ressources
Milieu naturelMilieu humain
Santé publique
Qualité de vie
Salissures
Paysage
Flore
Patrimoine culturel
Pollution de l’air
Gêne
Accidents
De fond
PicsBruit
OdeursFumées
Effet de serre
Ozone
Dérèglement climatique
Espèces naturelles
Déchets persistants
Milieux
Énergies Appauvrissement des sols
FauneQuartiers village
BruitPaysage urbain
Les critères
Vers une aide multicritère à l’évaluation
Choix des critères (impact, bonne connaissance, expertise interne)
« limiter la contribution à l’effet de serre » :• C11 : « quantité annuelle émise de gaz à effet de serre en équivalent CO2 »• C12 : « émission annuelle émise de gaz à effet de serre en équivalent CO2 par habitant rapportée à la moyenne nationale »
« limiter les effets des pics de pollution sur la santé » :• C21 : « teneur en CO en ppm »• C22 : « teneur Atmo en NO2 en µg/m³ »• C23 : « teneur Atmo en particules en µg/m³ »
Benjamin ROUSVAL
Les critères
Vers une aide multicritère à l’évaluation
« limiter les effets de la pollution à long terme » :• C31 : « teneur en CO en ppm annualisée »• C32 : « teneur Atmo en NO2 en µg/m³ annualisée »• C33 : « teneur Atmo en particules en µg/m³ annualisée »
« limiter les effets du bruit à long terme » :• C41 : « indice de gêne due au bruit annualisé »
« limiter la gêne due au bruit » :• C51 : « Indice de bruit de jour Leq 8h – 20h, dBA ».
Benjamin ROUSVAL
Les seuils
Seuils d’indifférence et de préférence
• Modélisation des écarts significatifs
• Prise en compte de l’imprécision
• Prise en compte de l’incertitude
Seuils de veto (CO, NO2 et Particules) : rôle d’alerte
Vers une aide multicritère à l’évaluation
Benjamin ROUSVAL
Les catégories : ATMO
en µg/m³
360+400+600+125+RougeTrès mauvais10
250-359275-399400-599100-124RougeMauvais9
180-249200-274300-39980-99RougeMauvais8
150-179165-199250-29960-79OrangeMédiocre7
130-149135-164200-24950-59OrangeMédiocre6
105-129110-134160-19940-49OrangeMoyen5
80-10485-109120-15930-39VertBon4
55-7955-8480-11920-29VertBon3
30-5430-5440-7910-19VertTrès bon2
0-290-290-390-9VertTrès bon1
Moyenne des maxima horairesMoyenne des
moyennesjournalières
CouleurQualificatifIndice
O3NO2SO2ParticulesIndice ATMO
Construction du thermomètre
Comme Atmo, dix catégories
C1 C2 C3 C4 C5 C6Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
Aide multicritère à l’évaluation
Neuf profils limites
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P1
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
Aide multicritère à l’évaluation
Construction du thermomètre
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P5
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
Aide multicritère à l’évaluation
Neuf profils limites
Construction du thermomètre
C1 C2 C3 C4 C5 C6Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
P9
Aide multicritère à l’évaluation
Neuf profils limites
Construction du thermomètre
Comparaison d’une situation aux profils limites
Procédure d’agrégation
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P9
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
A1
Aide multicritère à l’évaluation
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P8
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
A1
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison d’une situation aux profils limites
Procédure d’agrégation
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P7
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
A1
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison d’une situation aux profils limites
Procédure d’agrégation
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P6
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
A1
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison d’une situation aux profils limites
Procédure d’agrégation
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P5
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
A1
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison d’une situation aux profils limites
Procédure d’agrégation
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P4
Bilan
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
A1
Veto
Aide multicritère à l’évaluation
Comparaison d’une situation aux profils limites
Arrêt de la procédure : affectation de l’action A1 à la catégorie C5
Guerres
Améliorer la qualité de l’environnement
Pour les générations futures Pour la génération actuelle
Préserver les ressources naturelles Limiter l’effet de serre
Réparer les dégâts
Limiter la gêne due au bruit
Limiter les effets de la dégradation de la qualité de l’air
Sur les hommesSur la nature
Sur les bâtis
Bruit de fondPicsEaux, sols
Flore
Faune
SantéGêne
Bronchites
Irritations
Cancers
Salissures
Odeurs
Chaleur
Energies
Ozone
Limiter les déchets
Bétonnage à outrance
CulturelsHumains
Pillage des peuples
Déplacements inutiles
Civilisation auto
Limiter la mortalité routière
Structuration des objectifs
Les poids
Suggestion d’un jeu de poids
Vers une aide multicritère à l’évaluation
Benjamin ROUSVAL
Sommaire
1) Transports et environnement : un état des lieux
2) Aide à l’évaluation
3) Structuration des objectifs
4) Aide multicritère à la décision et problématique du tri
5) Vers une aide multicritère à l’évaluation
6) Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
2nd Colloque « Environnement et Transports »
Trois contextes envisagés
Spécifications fonctionnelles de l’outil
OuvertConseillers techniques de l'éluUn éluSuivi local et
personnalisé
Semi-ouvertCollège national
d'experts, par thématique
Elus, public, acteurs
économiques
Démocratie participative au
niveau de l’agglomération
Figé
Collège international
d'experts, par thématique
Collège d'experts, vision globale
Indicateur environnemental
global
Mode d'utilisationExpertsÉvaluantContexte
Benjamin ROUSVAL
Processus, modes d’utilisation et acteurs
Spécifications fonctionnelles de l’outil
ÉvaluantDisponibleDisponibleDisponibleConsultation des résultats
Automatisé/ExpertsDisponibleDisponibleDisponibleÉvaluation des performances
ExpertsNon disponible
Non disponibleDisponibleDéfinition des
catégories
ExpertsNon disponible
Non disponibleDisponibleDéfinition des critères
ÉvaluantNon disponibleDisponibleDisponible
Sélection et pondération des
objectifs
Évaluant et expertsNon disponible
Non disponibleDisponibleDéfinition de la
structure d'objectifs
ÉvaluantDisponibleDisponibleDisponibleDéfinition du système évalué
FigéSemi-ouvertOuvert
ActeursModes d'utilisation
Processus
Benjamin ROUSVAL
Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
Spécifications fonctionnelles de l’outil
Benjamin ROUSVAL
Conclusion
Benjamin ROUSVAL
2nd Colloque « Environnement et Transports »
Une démarche permettant de
Parler des objectifs pour faciliter la compréhension
Entrer dans le cadre du Développement Durable
Agréger des caractéristiques complexes et hétérogènes
Prendre en compte l’imprécision et l’incertitude
Faire le bilan, suivre l’évolution, alerter, …
Faire naître des enjeux décisionnels
Conclusion
Benjamin ROUSVAL
Sujet :
Aide multicritère à l’évaluation de l’impact des transports sur l’environnement : une approche
par les objectifs
Genève, 18 juin 2007
12ème Colloque international – Évaluation d’impacts
Benjamin ROUSVAL**Lamsade, Université Paris IX Dauphine, [email protected]