En bref
Tu es sur l'autoroute. Tu t'arrêtes, dix minutes plus tard ça repart, et devant toi il n'y a rien. Pas d'accident, pas de travaux. Ce bouchon est né bien avant que tu arrives : une voiture a freiné un tout petit peu, pendant deux secondes.
Celle de derrière a réagi un peu tard. Ce petit retard est passé de voiture en voiture, en se creusant à chaque fois, jusqu'à l'arrêt complet. Les voitures avancent, mais le bouchon, lui, recule. Comme une vague qui remonte la file jusqu'à toi.
La solution
On garde les mêmes conducteurs, sauf un. Lui ne colle pas la voiture de devant : il roule régulièrement, quitte à laisser un trou. Ce trou absorbe les coups de frein, et le bouchon se dissout. Dans notre simulation, la vitesse moyenne passe d'environ 12 à 26 km/h.
Personne n'a créé ce bouchon. Tout le monde l'a transmis. Laisser un peu d'espace devant soi, ce n'est pas perdre du temps : c'est arrêter la vague.
Ce qui est observé, ce qui est simulé
- Observé. En 2008, des chercheurs japonais ont fait rouler 22 vraies voitures sur un circuit de 230 m, à Nagoya. Sans le moindre obstacle, un bouchon est apparu et s'est propagé vers l'arrière.
- Observé. En 2016, une équipe américaine a refait l'expérience en Arizona avec une voiture autonome au milieu de conducteurs humains. En roulant de façon régulière, elle a fortement atténué les vagues de freinage (publication en 2018).
- Simulé. Les anneaux animés de la vidéo viennent d'un modèle de conduite classique, l'Intelligent Driver Model, avec un temps de réaction court et une légère anticipation. Même anneau, mêmes 22 voitures, une seule voiture qui freine à 1 m/s² pendant 2 s.
- Limites. Une seule voie, des conducteurs identiques, un modèle sans hasard. Le modèle reproduit le phénomène, mais sa vague recule moins vite que dans l'expérience réelle (environ 13 km/h contre 20). Les chiffres de la simulation sont des résultats de modèle, pas des mesures.
Sources
- Sugiyama Y. et al., « Traffic jams without bottlenecks: experimental evidence for the physical mechanism of the formation of a jam », New Journal of Physics, 10, 033001, 2008. doi.org/10.1088/1367-2630/10/3/033001
- Stern R. E. et al., « Dissipation of stop-and-go waves via control of autonomous vehicles: Field experiments », Transportation Research Part C, 89, 205-221, 2018. doi.org/10.1016/j.trc.2018.02.005
- Treiber M., Hennecke A., Helbing D., « Congested traffic states in empirical observations and microscopic simulations », Physical Review E, 62, 1805, 2000 (Intelligent Driver Model).
- Treiber M., Kesting A., Helbing D., « Delays, inaccuracies and anticipation in microscopic traffic models », Physica A, 360, 71-88, 2006.