Centre de documentation : Outils ouverts pour l'étude des mobilités
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Short description: Pour cette édition 2025 de notre centre de documentation des communs de la mobilité, nous proposons une liste non exhaustive d'outils ouverts pour l'étude des mobilités.
Description: Ces outils sont principalement utilisés par des chercheurs, des bureaux d'études et des chargés de mobilités dans le but de mieux comprendre et prédire les déplacements sur un territoire. Pour les collectivités, ce sont des supports pour aider dans leurs politiques de mobilités et dans leurs choix d'infrastructures.
Le thème étant vaste, nous avons fait le choix de diviser la liste en grandes catégories, généralement utilisées successivement:
- Les outils de diagnostics et de compréhension des flux actuels
- Les outils de mobilisation et d'évaluation d'actions ou de politiques de mobilité. Eux-mêmes subdivisés par type de modèles.
- Les outils d'évaluation d'impact connexes, par exemple sur le bruit ou les émissions.
- Les outils de planification: planification de trajets pour les particuliers, planification de services pour les opérateurs.
- Les librairies python de code sur les sujets de mobilités et géographie
Pour chaque catégorie, nous présentons les projets ordonnés par maturité technique et activité communautaire. Ce sont les critères qui font de ces projets des communs méritants attention. Les communs que nous jugeons les plus pertinents sont détaillés en suivant notre template de documentation de commun (liens marqués d'une étoile *).
Référence: Centre de documentation : communs essentiels pour la mobilité (édition précédente)
1. Outils de diagnostics et de compréhension des flux actuels
Ces outils visent habituellement un public plus large, sans compétences techniques avancées. Ils se nourrissent de bases de données ouvertes (INSEE, OSM, ...) et d'enquêtes de mobilité (EMC², ...) pour présenter synthétiquement un état des lieux de la mobilité actuelle sur un territoire.
| Nom/Lien | Description | Contexte/utilisateurs cible | Autres ressources |
|---|---|---|---|
| Diagnostic Mobilité | Un outil pour comprendre les enjeux et construire une mobilité du quotidien durable dans les territoires | Territoires, bureaux d'études | Wiki FabMob* |
| Scikit Mobility | Librairie Python pour l’analyse de traces GPS (analyse de motifs, entropie, etc.) | Bureaux d'étude, développeurs | |
| FlowmapBlue | Visualisation de flux sur cartes (flux OD, lignes de mobilité) | Territoires, bureaux d'études | |
| Trackintel | Librairie Python pour l'analyse des déplacements | Chercheurs, développeurs |
2. Outils de modélisation et d'évaluation d'actions
Même si certains outils de diagnostic contiennent aussi des modèles, la vraie valeur de ces derniers intervient dans l'évaluation de scénarios politiques.
Pour cela, les modèles estiment la manière dont les personnes vont se déplacer en fonction de certains critères. Les critères du premier scénario sont généralement similaires à la situation réelle actuelle. Appelé "fil de l'eau" ou "Business as usual", ce premier scénario étalon montre l'évolution de la mobilité dans le temps, si aucune action n'est entreprise.
La création de nouveaux scénarios consiste en la modulation d'un des critères et le recalcul des déplacements estimés. On ajoute par exemple une ligne de bus, créé une voie réservée au covoiturage, ou encore, on subventionne l'achat de vélos électriques. Ces changements impactent le résultat de modèle, ce dernier est capable d'estimer les déplacements sur chaque tronçon de route ciblé, mais ce sont traditionnellement les grandes mesures synthétiques qui sont comparées entre scénarios: évolution des parts modales, occupation des véhicules, kilomètres parcourus...
Générateurs données synthétiques
Un concept important en modélisation des mobilités est l'estimation de la "demande". Elle correspond aux déplacements voulus par une population sur un territoire, par exemple se rendre au travail le matin à 9h. Cette demande prend généralement la forme d’une matrice origines-destination, décrivant les flux entre zones prédéfinies lors de grandes enquête de mobilité.
Ces flux sont essentiels pour ensuite les affecter à une offre de transport existante ou supposée. Toutefois, leur source, si elle existe, n'est pas toujours adapté au territoire modélisé et est parfois obsolète (~10 années entre deux enquêtes).
Les outils de génération de population synthétiques viennent pallier cela en estimant finement les chaines de déplacements voulues par l'ensemble de la population d'un territoire (domicile -> travail -> courses -> domicile, par exemple).
| Nom/Lien | Description | Contexte/utilisateurs cible | Autres ressources |
|---|---|---|---|
| Eqasim | Eqasim est un générateur Open Source de populations synthétiques et de leurs déplacements. | Chercheurs, bureaux d'études | Wiki FabMob* |
| Mobility | Porté par Elioth puis l'AREP, Mobility est un outil logiciel qui construit des échantillons représentatifs des déplacements d'une population, selon les caractéristiques socio-économiques des personnes et celles de leur territoire | Bureaux d'étude, Chercheurs | Wiki FabMob |
| grid2demand | Générateur de demandes de déplacement à partir du réseau OSM | Education | |
| OpenStreetMap Mobility Demand Generator (OMOD) | Générateur de demandes de déplacement à partir du réseau OSM | Chercheurs |
Modèles statiques (4 étapes)
Les modèles statiques sont les plus fréquents pour la planification d'infrastructures et les politiques généralisées.
Ils se situent à l'échelle de représentation la plus agrégée et représentent le trafic comme un flux. Les résultats indiquent les principales caractéristiques de flux sur chaque tronçon du réseau : débits, concentrations, vitesses, etc.
Pour en savoir plus sur ces modèles statiques, en particulier ceux en 4 étapes, consultez l'article de blog FabMob à ce sujet.
| Nom/Lien | Description | Contexte/utilisateurs cible | Autres ressources |
|---|---|---|---|
| Quetzal | Quetzal est une solution Open Source permettant le développement de modèles de transports. | Bureaux d'études | Wiki FabMob |
| Aequilibrae | AequilibraE est un projet open source de modélisation statique (échelle macro) des transports. | Chercheurs, bureaux d'études, développeurs | Wiki FabMob* |
| grid2demand | Le générateur contient aussi un modèle 4 étapes | Education |
Modèles « transports-urbanisme » (LUTI)
En reprenant une définition proposée par le Cerema: Les modèles « transports-urbanisme », que l’on trouve dans la littérature anglo-saxonne sous l’abréviation LUTI (Land Use Transport Interaction), ont pour objectif de modéliser les interactions entre les systèmes de transports et l’occupation des sols.
Dans sa définition la plus large, ces modèles intègrent les interactions entre l’offre et la demande de transports, l’offre et la demande de biens immobiliers et la question de l’usage du sol . Ces outils apparaissent comme potentiellement très intéressants pour les acteurs locaux de la planification urbaine.
Encore peu adoptés de manière opérationnelle, de nouveaux enjeux, comme les SERM, poussent la communauté des modélisateurs à y prêter attention. À l'image du récent appel à projet de la Société des Grands Projets.
| Nom/Lien | Description | Contexte/utilisateurs cible | Autres ressources |
|---|---|---|---|
| TRANUS | Modèle spatial input/output, basé sur le
principe de l'équilibre de l'offre et de la demande par les prix |
Bureaux d'études | Fiche descriptive Cerema |
Modèles dynamiques & multi-agents
Les modèles dynamiques portent sur une échelle de représentation plus fine. Ils modélisent les interactions entre les véhicules et entre personnes. Les résultats sont les trajectoires individuelles des véhicules : positions, vitesses, accélérations, temps inter véhiculaires, etc.
Les modèles multi-agents sont une partie de ces modèles dynamiques, empruntés aux autres sciences de la simulation. Ils sont centrés sur les chaines d’activités d'une personne, la mobilité est une conséquence de ces chaines.
Plus complexes à mettre en œuvre que les 4 étapes, ils n'adressent pas la planification, mais se spécialisent dans les interactions dites "microscopiques": effet d'un feu rouge sur un carrefour, impact de l'intermodalité et des nouveaux modes, interactions usagers...
Les cas d'usages de ce type de modèles sont de plus en plus fréquents, leur adoption devrait donc suivre. Pour le moment, ils sont surtout populaires dans le monde de la recherche.
| Nom/Lien | Description | Contexte/utilisateurs cible | Autres ressources |
|---|---|---|---|
| MatSim | Framework de simulation multi-agents à large échelle | Chercheurs, bureaux d'étude | Scénario MatSim à Berlin |
| Eclipse SUMO | Simulateur de traffic multimodal à échelle microscopique | Chercheurs | GitHub |
| Gama | Environnement de simulation multi-agents | Chercheurs | |
| Starling | Logiciel open source de simulation des comportements de mobilité et des services de mobilité partagée (multi-agents) | Bureaux d'étude | Wiki FabMob |
| OpenTrafficSim | |||
| Abstreet | Simulateur multi-agents avec interface graphique, utile en plaidoyer. Progressivement remplacé par d'autres outils: severance_snape et od2net | Se veut grand public. Développeurs. | |
| MovSim | Simulateur de trafic monomodal à l'échelle des voies (micro) | Chercheurs | |
| DTALite-S | Simulateur multi agent, principalement un travail de recherche, peu exploitable | Chercheurs | GitHub |
| TRANSIMS Studio | Modèle de trafic dynamique avec interface graphique, peu actif | Education |
3. Outils d'évaluation d'impacts
Parfois inclus comme dernière étape de la modélisation, cette catégorie d'outil vise à évaluer les externalités environnementales des déplacements et de leur évolution. Ils mesurent typiquement les effets sur le bruit, la qualité de l'air et les émissions de gaz à effets de serre.
Paradoxalement, peu d'outils ouverts existent pour cette catégorie alors que les méthodes sont normées (CNOSSOS pour le bruit, COPERT pour les émissions, "EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook" pour la qualité de l'air).
| Nom/Lien | Description | Contexte/utilisateurs cible | Autres ressources |
|---|---|---|---|
| CHIMERE | A multi-scale chemistry-transport model for atmospheric composition analysis and forecast.
Source ouverte sur demande. |
Chercheurs | |
| Lotos-euros | LOTOS-EUROS is an open-source chemical transport model (CTM) that is used for a wide range of applications supporting scientific research, regulatory programmes and air quality forecasts.
Source en partie ouverte, sur demande. |
Chercheurs | |
| dKvale/Aermod | Implémentation en R du modèle de dispersion atmosphérique des polluants AERMOD, peu actif |
Note: Les outils CopCEREMA et SIRANE ne sont pas ouverts, mais sont diffusés gratuitement.
4. Outils de planification
Connexes aux dynamiques de modélisation, nous catégorisons en outils de planification deux types d'outils:
- Les calculateurs d'itinéraires, capables d'aiguiller un voyageur, mais aussi de réaliser des calculs agrégés: isochrones, optimisation de routes avec plusieurs arrêts.
- Les outils de conception et exploitation d'un réseau de transport
| Nom/Lien | Description | Contexte/utilisateurs cible | Autres ressources |
|---|---|---|---|
| Calculateurs d'itinéraires ouverts, basés sur OpenStreetMap* | OpenTripPlanner*, MOTIS, Open Route Service, Graphhopper, Valhalla, OSRM ou encore pgRouting. | Grand public, chercheurs, bureaux d'études | OpenStreetMap et MaS |
| Open Source Railway Designer (OSRD) | Suite d'outils pour la simulation de l’infrastructure ferroviaire ainsi que son analyse. | Opérateurs férroviaires | |
| Transition | Plateforme d’édition et d’analyse de réseaux de transport collectif | Territoires (AOM), bureaux d'études | Podcast "Projets Libres" sur Transition |
5. Librairie python
Connexes aux outils, voici une vue général des librairies python pour manipuler des données en lien avec les mobilités.
| Nom/ Lien | Description | Context et utilisation | Alternatives |
|---|---|---|---|
| Geopandas | dataset wrangler for geographic data | ||
| Folium | interactive map | ||
| Urban Data science toolkit | Open source projects supporting urban spatial analysis, simulation, and visualization | from Berkeley university | |
| Geopy | |||
shapely
|
geometric operation, useful to manage some operation | ||
osmnx
|
Librarie qui permet de se connecter aux données OSM (Open Street Map) | ||
networkx
|
Calcul, par exemple pour trouver la distance la plus courte à pied ou créer des analyses isochromes. | ||
| contextily | Ajoute des cartes et visuel sur la couche de code |
Theme: Logiciel Libre
Organization related to this knowledge: La Fabrique des Mobilités
Referent (person): Alex Bourreau
Other informations:
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