Sécurité des carrefours giratoires au Québec



Le carrefour giratoire est un aménagement qui a connu un engouement récent en Amérique du Nord. Depuis la construction du premier carrefour giratoire du Canada au Québec en 1996, ce projet a identifié 121 carrefours giratoires à l'automne 2014. Ce projet de recherche sur la sécurité des carrefours giratoires au Québec a été approuvé en mai 2011 dans le cadre du premier concours du programme de recherche en sécurité routière du Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT), le Ministère des Transports du Québec (MTQ) et le Fonds de Recherche du Québec - Santé (FRQS).

L'objectif général de ce projet était l'étude de la sécurité des carrefours giratoires au Québec, au travers des objectifs spécifiques suivants :

  1. constituer un inventaire des carrefours giratoires et de leurs caractéristiques au Québec;
  2. évaluer l'impact des carrefours giratoires sur la sécurité par des modèles de performance de sécurité et des études des statistiques de collisions avant et après leur construction;
  3. étudier le comportement des usagers, en lien avec la sécurité (étude des conflits et des infractions), et leur compréhension du fonctionnement des carrefours giratoires par des observations, l'analyse automatique de données vidéo et des questionnaires;
  4. évaluer la cohérence de la signalisation sur les carrefours giratoires et sa compréhension par les usagers;
  5. identifier les risques et besoins particuliers des usagers vulnérables (piétons et cyclistes);
  6. établir un ensemble de recommandations pour la conception des carrefours giratoires aux meilleurs niveaux de sécurité au Québec.

Le projet s'est découpé en trois sous-projets: l'analyse des données d'accident par l'étudiant à la maîtrise Shaun Burns (McGill), sous la direction des Prof. Miranda-Moreno (McGill) et Ismail (Carleton), l'analyse du comportement et des interactions entre usagers par traitement d'image automatique par l'étudiant au doctorat Paul St-Aubin (Polytechnique), sous la direction des Prof. Saunier (Polytechnique) et Miranda-Moreno, et l'étude des préférences des piétons dans les carrefours giratoires par l'étudiant à la maîtrise Mario Perdomo (Concordia), sous la direction des Prof. Patterson (Concordia) et Saunier.

Le projet a pu atteindre la plupart de ses objectifs en faisant des contributions importantes méthodologiques et sur la connaissance du comportement des usagers et de leur sécurité dans les carrefours giratoires. Le projet a permis un inventaire des carrefours giratoires construits ou planifiés et de leurs caractéristiques. L'analyse des données d'accidents par Shaun Burns entre 2000 et 2010 sur le réseau du MTQ et de plusieurs municipalités contenant des carrefours giratoires a nécessité des développements méthodologiques pour les localiser automatiquement. L'analyse n'a pas permis de tirer des conclusions définitives à cause du manque de données de débits, mais identifie des performances hétérogènes des carrefours giratoires au Québec, ainsi que des types de carrefours (de grande taille à plusieurs voies et des ronds-points convertis) à étudier de façon plus complète.

De nouvelles méthodes d'analyse des données de trajectoires extraites de la vidéo ont été développées par Paul St-Aubin pour traiter les grands volumes de données collectées consistant en plus de 600 h de vidéo à 20 sites. Une analyse par quadrant (ou zone d'entrecroisement) a été proposée car cette unité d'analyse est plus comparable que les carrefours entiers: les comportements des usagers sont analysés en terme de vitesse et de créneaux lors de l'insertion des véhicules sur l'anneau. Si la vitesse recommandée de 35 km/h sur l'anneau semble majoritairement respectée, on observe des vitesses plus élevées sur certains sites et pour certains mouvements. De nouvelles méthodes d'apprentissage des patrons de trajectoires ont été développées pour calculer des indicateurs de sécurité comme le temps à la collision (TTC). L'analyse de cet indicateur indique que certains types de carrefours comme les ronds-points convertis et les carrefours giratoires à une voie sur les autoroutes régionales avec de grands angles entre les approches ont la plus importante proportion de TTC faibles, tandis que les carrefours sur des artères avec des rapports entre les débits d'entrée les plus élevés semblent les    plus sécuritaires. Des modèles statistiques complémentaires indiquent que les grands carrefours sont associés avec des TTC faibles.

Finalement, une enquête en ligne sur les préférences des piétons a développée, administrée et analysée par Mario Perdomo. Reposant sur des aides visuelles novatrices avec des vidéos de simulation la circulation dans différentes alternatives de carrefours giratoires, elle a permis de confirmer les préférences des piétons pour plusieurs attributs des carrefours giratoires, comme la localisation du passage piéton en amont de l'entrée du carrefour, la présence d'un îlot directionnel et des panneaux avec feux clignotants, et la perception négative des débits et vitesses élevés de circulation. Cette enquête a aussi permis de déterminer que les usagers connaissent globalement le fonctionnement des carrefours giratoires, mais qu'environ 10 % ne connaissent pas la règle de priorité et la signalisation indiquant la priorité. Le modèle permet aussi de comprendre l'importance relative des attributs à l'aide des taux marginaux de substitutions entre attributs, ce qui permet de compenser par des éléments de conception des attributs plus difficiles à contrôler comme le débit et la vitesse de la circulation.

Les recommandations du projet sont de confirmer les résultats non-concluants sur la performance de sécurité de certains types de carrefours comme les grands carrefours à plusieurs voies et les ronds-points convertis. La qualité des données est cruciale et un suivi doit être fait pour collecter les données nécessaires à ces analyses complémentaires. Les travaux d'analyse des grands volumes de données vidéo continuent cependant après le projet pour mieux comprendre les comportements et interactions des usagers, et leur lien à la sécurité.

Chercheur responsable

Nicolas Saunier, École Polytechnique de Montréal

Équipe de recherche

  • Martin Hétu, Genivar
  • Karim Ismail, Carleton University
  • Luis Miranda-Moreno, Université McGill
  • Zachary Patterson, Université Concordia
  • Bhagwant Persaud, Ryerson University

Durée

2011-2014

Montant

150 000 $

Partenaires financiers

  • Ministère des Transports du Québec
  • Fonds de recherche du Québec - Santé

Appel de propositions

Sécurité routière