Décrypter le mouvement des piétons dans une foule
Publié par Michel le 10/04/2010 à 00:00
Source: CNRS
Illustration: © CRCA - CNRS /Université Toulouse 3
Dans la rue, comment se déplacent les piétons ? Comment interagissent-ils ? Une série d'études pour mieux comprendre les comportements collectifs des piétons en milieu urbain a été menée par des chercheurs du Centre de recherches sur la cognition animale, en collaboration avec l'Ecole polytechnique fédérale de Zürich. Publiés le 7 avril dans la revue PLoS ONE, leurs résultats établissent des modèles réalistes sur le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et...) des foules pour améliorer la gestion du trafic piétonnier.

Les mécanismes qui régissent le déplacement des foules demeurent pour l'essentiel méconnus. Pourtant, en milieu urbain, cette connaissance est indispensable à la gestion des flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est...) piétonniers (confort de la marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui alternatif sur les jambes, en position debout et en...), fluidité (La fluidité est la capacité d'un fluide à s'écouler sans résistance.) du trafic...). Ce manque d'information tient en partie à la difficulté d'étudier expérimentalement ces phénomènes et de construire des modèles quantitatifs qui puissent en rendre compte de manière fiable.


Trajectoires de piétons se déplaçant sur la place du Capitole à Toulouse
telles qu'elles apparaissent à l'issue du traitement des vidéos.

Par souci de simplification, la plupart des modèles actuels de déplacement de foule considèrent que les piétons se déplacent indépendamment les uns des autres, cherchant à rejoindre leur destination en évitant les collisions. A partir d'enregistrements vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à...) réalisés en milieu urbain, l'équipe de Guy Theraulaz du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) sur la cognition animale (Université Toulouse 3 / CNRS), en collaboration avec l'Ecole polytechnique fédérale de Zürich, a montré que, selon les situations, 50 à 70 % des piétons ne se déplacent pas isolément mais en petits groupes, le plus souvent constitués de deux à quatre personnes. L'étude de l'organisation (Une organisation est) spatiale des piétons au sein de ces groupes révèle que, lorsqu'ils ont suffisamment d'espace, les membres du groupe choisissent de marcher côte à côte. En revanche, lorsque la foule devient plus dense, le groupe n'a plus assez d'espace pour marcher de front: les piétons du milieu reculent légèrement et ceux placés sur les côtés se rapprochent les uns des autres, l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) constituant une structure concave. Un groupe de trois personnes adopte une configuration en forme de "V". Avec quatre personnes, on observe une formation en "U". Ces configurations facilitent la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) entre les membres du groupe mais elles réduisent fortement leur vitesse (On distingue :) de déplacement. En effet, une configuration concave rend difficile la progression vers l'avant du groupe et contraint les individus se déplaçant en sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement, suivi...) opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés...) à opérer de fortes manœuvres d'évitement. A l'échelle d'une foule, cela modifie profondément les caractéristiques spatiales et temporelles des flux de piétons. Des simulations numériques réalisées sur la base de ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique...) révèlent que la présence de groupes de piétons réduit l'efficacité globale du trafic d'environ 17% comparé à une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus...) dans laquelle les piétons se déplacent isolément.

Ce travail montre qu'il est important d'intégrer dans les modèles la composition très hétérogène des foules et la présence de groupes de piétons privilégiant leurs activités sociales au détriment de l'efficacité de leur déplacement. Ces nouvelles connaissances permettront d'améliorer la fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) des prévisions sur le trafic piétonnier en milieu urbain.
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