Thèse : Stabilité et replanification d'un système ferroviaire dense

La production ferroviaire requiert une exploitation coordonnée de différentes ressources (infrastructure, matériels roulants et agents de conduite notamment) selon un cadre anticipé et actuellement strictement planifié (grilles horaires des circulations, roulements d’utilisation des engins et agents). La construction de planifications qui peuvent résister à certains types d’aléas (incidents d’exploitation…) est un objectif qui présente des enjeux tout aussi importants que la recherche d’une performance économique, notamment quand il s’agit de contribuer à la mobilité de personnes en zones urbaines ou péri-urbaines denses.

La robustesse de la production est son aptitude à résister à un aléa et à s’autoréguler en un temps limité. Rendre une grille horaire robuste passe par l’anticipation des petits aléas dès l’étude ou la conception, et par l’adaptation de la conception aux conditions de fonctionnement du système en situation nominale et en situation de petit aléa.

En complément de recherche concernant la robustesse des planifications, il devient dès lors intéressant de s’intéresser à la notion de stabilité de la production, selon une échelle à déterminer et dépassant vraisemblablement la circulation ou les circulations d’une même ligne (ligne, gares, sous-réseaux de plusieurs lignes, réseau…). Sachant que la robustesse de la production est sa capacité à générer un plan de transport stable, la notion de stabilité doit être définie et précisée, et peut être liée, en première approche, à la dynamique de création et de propagation d’un aléa d’amplitude modéré. On pourra parler de fonctionnement stable si la propagation ne s’effectue pas selon une logique divergente. Au-delà des liens entre la stabilité et certaines propriétés des planifications (notamment leur robustesse), la recherche envisagée dans ce travail doctoral visera dès lors à :

• définir et caractériser la notion de stabilité. La caractérisation peut être appréhendée par des indicateurs (i) dont l’amélioration permet de construire des planifications stables (indicateurs de construction) et (ii) dont la connaissance permet de baliser un domaine d’états pour le système dans lequel la production est réputée stable (indicateurs de caractérisation) ;

• définir des indicateurs permettant de suivre en temps réel la production et de la positionner sur une échelle de stabilité construite à partir de valeurs seuil pour ces indicateurs. L’objectif sous-jacent est bien d’instrumenter des fonctions avancées de supervision à haute performance de la production ;

• articuler ces travaux selon un niveau générique applicable à n’importe quelle ligne ferroviaire. Un travail en lien avec les centres opérationnels de l’ensemble des lignes Transilien est nécessaire pour comprendre les contraintes de la production, car la pertinence des indicateurs de stabilité et les valeurs seuils données aux indicateurs pour délimiter les niveaux de stabilité devront être adaptées à chaque ligne.