🚦 Tarification de la Congestion — Équilibre de Wardrop

À l'équilibre utilisateur, chaque automobiliste ne minimise que son propre temps de trajet, en ignorant le retard supplémentaire que sa présence ajoute à tous les autres automobilistes partageant la route congestionnée. L'optimum du système minimise au contraire le temps de trajet total pour l'ensemble des automobilistes, ce qui nécessite moins de voitures sur la route congestible que ne le produirait un comportement égoïste : ici 35 voitures/min au lieu des 70, réduisant le temps de trajet total de 1260 à 1015 voitures-minutes, soit une économie d'environ 19 %. Cet écart entre les résultats individuellement rationnels et collectivement optimaux est un exemple classique d'externalité négative, semblable à la surpêche d'une ressource partagée.

Le paradoxe de Braess, décrit par Dietrich Braess en 1968, montre que l'ajout d'une nouvelle route (ou d'une nouvelle capacité de route) à un réseau peut augmenter le temps de trajet de tout le monde si cela modifie défavorablement le routage à l'équilibre. Dans cette simulation, activer le lien raccourci permet à une partie du trafic de contourner une partie du retard de la route gratuite, mais comme davantage d'automobilistes s'y entassent, ce lien devient lui-même congestionné, et le temps de trajet total à l'équilibre peut augmenter même si une nouvelle option a été ajoutée. La suppression de certaines routes dans des villes comme Séoul et New York a mesurablement réduit la congestion pour exactement cette raison.

Oui. La tarification routière électronique de Singapour (1998, issue d'un système de licence papier de 1975) a réduit le trafic aux heures de pointe d'environ 10 à 15 %. Le péage urbain de Londres (2003) a réduit le trafic entrant dans la zone tarifée d'environ 15 % lors de ses premières années. Stockholm a mené un essai de taxe de congestion de sept mois en 2006 qui a réduit le trafic de 20 % et, après un référendum, a rendu le péage permanent ; des études de suivi ont montré que la réduction a persisté pendant des années, preuve que le péage remodèle le comportement de déplacement à long terme et pas seulement le choix de route à court terme.

Parce que sans péage, c'est la route la plus rapide pour tout automobiliste individuel à tout niveau de flux jusqu'à la demande totale : la route congestible prend 4 + 0,2x minutes, ce qui reste inférieur aux 18 minutes constantes de la route gratuite jusqu'à ce qu'elle porte les 70 voitures/min. Chaque automobiliste a donc un intérêt privé à la rejoindre, et personne ne reste sur la route gratuite. C'est là tout le propos de Pigou : l'équilibre égoïste gaspille du temps même si aucun automobiliste ne se comporte de façon irrationnelle. Une fois qu'un péage est appliqué, l'équilibre s'autocorrige — trop d'automobilistes sur la route à péage la rend lente et coûteuse, si bien que le trafic revient vers la route gratuite jusqu'à ce que les deux coûts généralisés soient égaux, ce qui, au péage pigouvien, correspond exactement à l'optimum 50/50.

Il s'agit d'un véritable enjeu d'équité soulevé dans la littérature d'économie des transports : un péage forfaitaire représente une part plus importante du revenu pour les automobilistes à faible revenu, ce qui risque de les exclure des routes plus rapides, quelle que soit l'urgence de leur déplacement. De nombreux dispositifs réels remédient à cela par le recyclage des recettes — en utilisant les revenus du péage pour financer les transports publics, offrir des remises, ou réduire d'autres taxes — ce qui peut rendre la politique globale progressive même si le péage lui-même est régressif pris isolément. Cette simulation ne modélise pas directement l'hétérogénéité des revenus, mais le curseur de valeur du temps illustre approximativement à quel point les automobilistes peuvent pondérer différemment le même péage.

Le modèle de goulot d'étranglement de William Vickrey (1969) est un cadre complémentaire qui tarife la congestion dans la dimension temporelle plutôt qu'entre routes parallèles : les automobilistes choisissent quand partir, et un péage variable dans le temps répartit les départs pour éliminer le retard de file d'attente tout en préservant le même coût de trajet à l'équilibre pour tous les usagers. Le cadre de choix de route de cette simulation et le cadre de choix d'heure de départ de Vickrey sont les deux briques classiques de la théorie de la tarification de la congestion, et les systèmes modernes de péage dynamique (comme les voies express à tarification variable) combinent des éléments des deux.

Les domaines actifs incluent la tarification dynamique basée sur la distance et les émissions, s'ajustant en temps réel grâce aux données de capteurs de trafic, les dispositifs de tarification soucieux d'équité associant péages et remises ciblées pour les navetteurs à faible revenu, l'intégration avec le routage de véhicules autonomes où des flottes peuvent être coordonnées de façon centralisée vers des schémas optimaux pour le système plutôt qu'optimaux pour l'utilisateur, et les plateformes de mobilité en tant que service qui internalisent l'externalité de congestion en tarifiant les trajets dynamiquement selon les modes plutôt que par segment de route.