Ponts, ports, routes et transports intelligents : quelles infrastructures dans le monde de demain ? / Par Emmanuel Hache

Le monde enregistre actuellement une forme d’accélération des mouvements de transformations et de transitions qui touche l’ensemble des secteurs : énergie, environnement, numérique, etc. Le secteur des transports est un marqueur de ces évolutions puisqu’il reste l’un des principaux catalyseurs du mouvement de mondialisation débuté au milieu des années 1970 et qu’il a ainsi lui-même permis la diffusion de ces transformations. Mais il enregistre également depuis quelques années un changement profond de paradigme, avec notamment les révolutions engendrées par les transports partagés, le véhicule électrique et le véhicule autonome, qui bouleversent à la fois les business models des entreprises, l’environnement technologique du secteur, mais aussi les comportements des usagers.

Comme l’a précisé René Passet, l’un des pères de la pensée écologique en France, dans son ouvrage L’économique et le vivant [1] publié en 1979, quatre groupes de phénomènes structurent le monde depuis la révolution industrielle et ces facteurs ne sont pas sans peser sur les dynamiques actuelles liées à la problématique des infrastructures et du transport. Ainsi, l’effet de masse démographique s’accompagne d’une demande croissante en équipements et réclame également des gains en matière d’efficacité, de vitesse et de rendements. Ses conséquences sur les niches écologiques n’est en rien négligeable. Les mutations engendrées par cet « envahissement humain » sont notamment caractérisées par une exigence d’adaptation des écosystèmes naturels aux besoins de l’homme, retournant ainsi la logique observée depuis la révolution industrielle. En effet, avant cette rupture historique, l’homme s’adaptait nécessairement aux exigences de l’écosystème, que ce soit dans son alimentation – céréales, viandes –, son habitat – bois, pierre – ou ses différentes forces motrices – travail animal et humain, cours d’eau, vent. L’industrialisation, si elle a permis le développement urbain, a créé de facto les premiers effets de concentration et d’externalités dépassant les capacités d’absorption originelles des milieux naturels. Elle a mené progressivement à une logique de réseau dans les infrastructures – eau, électricité, chemin de fer –, conduisant elle-même à une accélération des rythmes. Cette logique s’est encore trouvée renforcée par un mouvement d’accélération observé dans tous les domaines de l’activité économique – amélioration de la puissance et des rendements –, appuyé par une accumulation des savoirs et ce, dans l’ensemble des disciplines scientifiques. Elle a notamment permis à l’homme de prendre conscience des limites imposées par la capacité de régénération de son milieu.

Si l’incursion marquée du numérique dans les systèmes de transport a débuté au siècle dernier, l’accélération perçue depuis le milieu des années 2000 suggère de profondes transformations dans le rapport qu’entretient l’homme avec son environnement proche. Ainsi, le secteur des transports et de la mobilité, gourmand en infrastructures de masse, connaît de profondes transformations avec les systèmes intelligents de transports, symboles pour leur part de microinfrastructures et de capteurs. Tout comme les villes, la mobilité se doit de devenir intelligente.

Quels transports en 2050 ?

Selon l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE), les besoins en infrastructures représenteront un investissement annuel compris entre 2,5 % et 3,5 % du produit intérieur brut (PIB) mondial d’ici 2030 [2]. Outre la croissance économique, les principaux déterminants des infrastructures sont nombreux : démographie (vieillissement et migrations), environnement (impact du changement climatique, nouvelles normes, etc.), progrès technique et financement (rôle du secteur privé, déficit public). Dans le domaine spécifique des transports, le monde devrait enregistrer des transformations impactant la mobilité des biens et des personnes, et permettant de fixer un cadre structurant de compréhension des évolutions de la dynamique d’infrastructures dans le secteur. Ainsi, selon les projections du scénario médian de l’Organisation des Nations unies (ONU), la population mondiale devrait atteindre près de 8,3 milliards d’individus en 2030, dont une forte part en Asie, et près de 9,7 milliards en 2050, une progression portée en majeure partie par la dynamique démographique en Afrique.

Ces tendances impliqueraient une augmentation de la mobilité, notamment liée à l’accroissement des flux migratoires. Si les estimations divergent, l’ordre de grandeur du nombre de migrants supplémentaires varie entre 100 et plus de 400 millions entre 2010 et 2050 [3]. Les pays développés, notamment d’Asie, devraient enregistrer une hausse importante des flux de travailleurs internationaux et le monde connaîtra un nouvel exode rural massif. En 2050, il devrait y avoir ainsi plus d’habitants au Nigeria qu’aux États-Unis et davantage en Turquie qu’en Russie. Cette nouvelle donne démographique s’accompagnera d’une hausse de l’espérance de vie moyenne mondiale, qui devrait atteindre près de 83 ans dans les pays développés et environ 77 ans dans les pays en développement. Le nombre de personnes de plus de 60 ans passerait ainsi de moins de 900 millions aujourd’hui à près de 1,4 milliard en 2030 et 2,1 milliards en 2050. En Europe, par exemple, la part des plus de 60 ans atteindrait alors près de 35 % en 2050 – 24 % en 2015 –, impliquant des modifications importantes en matière de consommation et de mobilité.

Dans les pays de l’OCDE, la part des plus de 80 ans augmenterait à environ 10 % de la population en 2050 – contre 4 % en 2010 –, nécessitant une adaptation particulière, entre autres, des systèmes de transport. Dans les pays développés, la problématique de l’urbanisation est également essentielle pour les questions de mobilité. En effet, si au niveau international la dynamique d’urbanisation va conduire près de 70 % de la population mondiale à vivre dans une ville en 2050, contre 53 % de la population actuellement selon l’ONU, les pays d’Afrique et d’Asie absorberont ces flux à hauteur de 90 %. Ce mouvement invite à s’intéresser à la dynamique des réseaux au sein des villes et à la convergence entre les notions de villes intelligentes et de transports intelligents. Dans les deux cas, la résilience et l’amélioration continue des systèmes de gestion sont en jeu.

Cette dynamique devrait engendrer des conséquences importantes en matière de concentration de la population, générant de nombreuses pressions sur les ressources – eau, énergie, alimentation – et de nombreuses externalités environnementales – congestion, pollution, transformations urbaines, etc.

Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), le transport représenterait, au niveau mondial, le deuxième secteur de consommation en 2040. Dans cet environnement, la digitalisation prendrait une place significative. En effet, l’OCDE estime que l’Internet des objets [4] devrait représenter un marché particulièrement dynamique sur les secteurs de la santé, de l’énergie et des transports.

Transport et mobilité intelligente : l’avènement des micro-infrastructures

Le secteur du transport et de la mobilité enregistre depuis quelques années de profondes évolutions. Des dynamiques sectorielles – éclatement de la chaîne de valeur, concurrence exacerbée des constructeurs automobiles, réduction de la consommation des véhicules et des émissions de gaz à effet de serre (GES) – aux transformations structurelles de nos sociétés – demande sociétale en faveur de l’environnement, de la baisse de l’accidentologie, etc. – en passant par des contraintes spécifiques – congestion des routes, pollution des villes, etc. –, le transport et la mobilité doivent désormais s’appréhender de manière systémique, en embrassant les dynamiques urbaines, technologiques et humaines.

Dans ce contexte nouveau, la relation existante entre l’homme, l’automobile et son environnement proche – infrastructures routières, design urbain – est en cours de réinvention avec le concept de transport intelligent ou de système de transport intelligent (ITS). D’une part, la possession d’un véhicule, représentation économique et sociale de la réussite depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, est aujourd’hui remise en cause par certaines catégories de la population, la problématique se centrant alors sur la notion d’usage. D’autre part, le conducteur tend à être progressivement chassé de son véhicule pour n’en devenir qu’un passager. Cette évolution vers le véhicule autonome trouve aujourd’hui une version intermédiaire avec le véhicule connecté, fruit de la rencontre entre l’industrie automobile, la technologie et la digitalisation.

Les ITS permettent ainsi de gérer les externalités liées à la mobilité – bruits, pollution, congestion –, d’améliorer le confort et la sécurité des biens et des personnes, ainsi que d’optimiser la gestion des infrastructures et des politiques publiques liées à l’ensemble du système de transport. La littérature abonde de nouveaux concepts pour qualifier les révolutions actuelles. La notion de « mobilité 2.0 », utilisée en référence au Web 2.0, considère que l’automobile n’est plus un simple objet de transport, mais plutôt un outil de mobilité en interaction avec son environnement proche, ainsi qu’un système de communication et d’échange d’informations [5]. Plus récemment est même apparue la notion de « mobilité 3.0 ». Encore imprécise, elle peut se définir comme une mobilité 2.0 augmentée. Fruit de la convergence du digital et des problématiques de la mobilité, elle permet d’ouvrir l’univers des possibles pour l’ensemble des citoyens dans leurs choix de modes de transport. Elle propose un ensemble de solutions de mobilité en temps réel et optimise le système individuel et global. Enfin, la mobilité 3.0 permet, notamment à travers le véhicule autonome, une révolution pour l’individu, avec un gain de temps pour des activités de loisir ou de travail. L’ensemble « décloisonner, optimiser, libérer » permet ainsi de caractériser la mobilité 3.0 et les révolutions qui s’y réfèrent.

Apparue au cours des années 1990, la notion de système de transport intelligent reflète le déplacement du centre de gravité du véhicule vers celui de système et la mise en avant de la nature multimodale de l’activité transport. Les ITS traduisent la notion de boucle systémique d’interaction autour des quatre composantes : le véhicule, les infrastructures, le système de management et le conducteur. Les innovations technologiques vont ainsi porter sur l’amélioration et la standardisation des systèmes de management de transport, sur les systèmes de navigation intégrés pour le conducteur – GPS, gestion du trafic, tableau de bord – et sur les systèmes de péage électroniques.

Portés par le processus de digitalisation observé dans les différents segments de l’économie, les ITS se sont généralisés depuis les années 2000. Les principales transformations ont permis d’améliorer les systèmes d’assistance à la conduite mais les priorités des acteurs sont diversifiées. Si la sécurité et les problèmes de congestion restent toujours des vecteurs de développement technologique pour les ITS, les préoccupations économiques – réduction de la consommation des véhicules – et environnementales – baisse des émissions de GES – participent également à la convergence entre le numérique et les préoccupations routières. À ce titre, le lancement de l’iPhone en 2007 et plus globalement la généralisation des smartphones depuis lors contribuent accélérer la dynamique des ITS.

Ces changements structurels sont portés par la convergence entre les acteurs du numérique et les acteurs de la mobilité. De grands acteurs des GAFA (Google, Apple, Facebook, Amazon) ont lancé des programmes de recherche sur la mobilité. Google a ainsi entrepris, dès 2005, un programme de recherche et développement sur la voiture autonome, qui a conduit à la fabrication d’un prototype dès 2010 [6]. Apple a, pour sa part, lancé le projet Titan, qui réunirait les ambitions du géant de l’informatique sur les segments du véhicule électrique et autonome. Enfin, Amazon a inauguré en mai 2017, en France, un centre de développement de logiciels de gestion de trafic de drones pour ses livraisons.

Ces évolutions touchent l’ensemble du secteur des transports. Les capteurs et connecteurs, par exemple, sont désormais légions dans les conteneurs, les bateaux, les ports et l’ensemble des infrastructures. La micro-infrastructure se voit ainsi devenir le complément naturel de l’infrastructure traditionnelle : elle est le corollaire économique destiné à évaluer, comptabiliser et optimiser l’ensemble de la logistique des systèmes de transports. Les capteurs intelligents permettent ainsi d’évaluer l’usure des infrastructures et de rationaliser les investissements à réaliser.

Public-privé, global-local : l’âge de la complémentarité

Les États ne sont pas absents de ces transformations structurelles. Ils restent les grands acteurs décisionnaires des infrastructures majeures – ponts, routes, autoroutes, etc. –, même si le modèle des partenariats public-privé tend à se généraliser dans l’ensemble du secteur de la mobilité. Une des clés de compréhension du rôle que joueront les acteurs dans les infrastructures dans les décennies à venir demeure celle du financement. Dans les pays de l’OCDE, les contraintes budgétaires liées aux facteurs structurels – vieillissement des populations entraînant des dépenses de santé, de sécurité et de retraites, déficits et dettes publics – conduisent de facto à réduire la part des grands projets d’infrastructures financés par la puissance publique. Dans les pays émergents, excepté le cas de la Chine qui a lancé son projet de Banque asiatique d’investissement dans les infrastructures (AIIB) en février 2016 et qui reste soutenue par l’ensemble du complexe financier public, la problématique du financement est également un frein majeur. Dès le milieu des années 2000, l’OCDE appelait ainsi à trouver des solutions de financement innovantes pour permettre la réalisation des infrastructures [7]. Plus récemment, le gestionnaire d’actifs américain BlackRock plaidait pour la privatisation des infrastructures aux États-Unis et l’émission d’obligations subventionnées par l’État pour les financer ou les moderniser [8]. Tous les acteurs financiers classiques – banques, fonds de pensions, etc. – seraient ainsi mobilisés pour l’ensemble de ces investissements, les États contribuant, pour leur part, à faire émerger de nouveaux modèles économiques susceptibles d’attirer l’ensemble des acteurs sur ce marché du financement d’infrastructures. Toutefois la privatisation seule des infrastructures – autoroutes, ports, aéroports, chemin de fer, etc. – n’est pas forcément un gage de réussite. Initialement financées par l’impôt, ces dernières se trouvent ainsi aux mains du secteur privé et se heurtent à l’ire de l’opinion publique, et dans certains cas – celui du rail au Royaume-Uni est particulièrement emblématique – sont sources d’inefficacités économiques et de hausses des prix pour les usagers. La privatisation remet ainsi en cause la notion même de bien public des principales infrastructures. Ce sont donc des solutions moins idéologiques et plus participatives qui sont appelées à apparaître.

Ces nouveaux modèles d’entreprises nécessitent des États qu’ils offrent notamment un cadre juridique optimal pour permettre la mobilisation de l’ensemble des acteurs, mais les obligent également à initier des exercices de planification stratégique des investissements, en multipliant les scénarios de prospective sur les questions liées à la mobilité urbaine. Cette complémentarité entre puissance publique et entreprises privées pourrait également se retrouver dans la répartition opérée entre les infrastructures traditionnelles et les microinfrastructures. L’on pourrait ainsi concevoir une répartition entre les acteurs publics et privés, ces derniers rémunérant leurs investissements sur la base des données collectées grâce aux micro-infrastructures, sources de revenus tirées des comportements des usagers. Les États seraient donc responsables du cadre global d’investissement, laissant le secteur privé gérer les aspects plus microéconomiques. Toutefois, ils bénéficieraient également des innovations dans ces micro-infrastructures, les capteurs et autres connecteurs permettant d’optimiser les travaux de modernisation des infrastructures traditionnelles et d’en minimiser les coûts d’entretien, d’usure et de réparation.

Enfin, le modèle traditionnel d’investissement dans les infrastructures devrait être bouleversé par une plus grande décentralisation dans les décisions d’opérer les infrastructures, les nouveaux acteurs de la mobilité s’associant dans le concept de villes intelligentes. Ainsi, les villes, les quartiers et les citoyens auront une place grandissante dans la programmation des infrastructures. L’ère de l’État régalien seul planificateur d’infrastructures semble donc révolue, toutes les parties prenantes guidant les choix d’investissements. Cette participation décentralisée et citoyenne interviendrait à tous les niveaux : décision, accompagnement, financement et gestion des infrastructures. À l’heure actuelle déjà, les investissements dans les infrastructures énergétiques de production d’électricité renouvelable nécessaires à la transition énergétique exigent des financements massifs. Or, les financements participatifs dans l’éolien et le photovoltaïque permettent à la fois de se dégager de la contrainte de financement public, mais également d’accélérer la mise en œuvre de projets. En effet, plus proches et financés par les acteurs des territoires, les projets d’infrastructures bénéficient d’un engouement marqué, à la fois dans les pays développés et dans les pays émergents. Cette logique décentralisatrice a récemment trouvé une illustration aux États-Unis : à la suite de la décision prise par le président Donald Trump, en juin 2017, de se retirer de l’accord de Paris sur le climat, certains acteurs locaux, villes, quartiers, régions, entreprises ou investisseurs, ont réaffirmé leurs engagements en faveur de la lutte contre le changement climatique.

*

Pour l’homme, c’est donc une nouvelle forme de relation avec l’espace et le temps qui se crée. Ces transformations devraient structurellement modifier la réalisation des infrastructures dans les années à venir. Par exemple, l’Internet des objets risque de changer radicalement la gestion du temps et les modèles économiques. L’individu, producteur de données et lui-même produit de consommation, risque de basculer dans une logique individuelle aux dépends du collectif. La blockchain [9] pourrait, de son côté, transformer les infrastructures financières classiques en améliorant la transparence et la sécurité des contrats pour fluidifier les transactions du commerce international. En matière géopolitique, les infrastructures de transport évolueront forcément, car les ressources budgétaires des États s’amenuisent et parce que les nouveaux acteurs du numériques sont en train d’acquérir un véritable pouvoir de marché dans ce domaine. En définitive, là où il y a quelques décennies, construire un pont était un doux mélange de géopolitique locale ou nationale, d’ingénieurs et de matières premières, ce même ouvrage devient aujourd’hui un symbole de la complexité du monde et de la convergence sectorielle du numérique, des matières premières, des individus et de la géopolitique.

---

• [1] René Passet, L’économique et le vivant, Paris, Payot, coll. « Petite bibliothèque Payot », 1979.
• [2] OCDE, Les infrastructures à l’horizon 2030 : télécommunications, transports terrestres, eau et électricité, Paris, Éditions OCDE, 2006 ; OCDE, Les infrastructures à l’horizon 2030, volume 2 : électricité, eau et transports – quelles politiques ?, Paris, Éditions OCDE, 2007.
• [3] OCDE, Organisation internationale des migrations (OIM).
• [4] L’Internet des objets représente l’ensemble des applications digitales qui permettent des échanges d’informations et de données sur les comportements des utilisateurs. Ces applications peuvent avoir des usages variés dans la santé et le sport (fréquence cardiaque, nombre de pas par jour, nombre de calories brulées, etc.), dans la domotique (gestion des services d’électricité, de chauffage, etc.) et dans les transports (kilomètres parcourus, émissions de CO2, comportements de conduite, etc.). L’ensemble des informations échangées est ensuite stocké sur des serveurs sur le réseau Internet et peut faire l’objet d’un traitement grâce aux algorithmes complexes et des technologies dites du « big data ».
• [5] Cette définition est tirée de l’ouvrage Danielle Attias (dir.) The Automotive Revolution, Towards a New Electro-Mobility Paradigm, New York, Springer, p. 10.
• [6] Toutefois, les activités de la Google Car sont désormais réunies sous l’activité de Waymo, Google ne souhaitant pas devenir un constructeur d’automobiles mais plutôt se spécialiser sur les aspects logiciels de conduite autonome et sur les services d’auto-partage du véhicule autonome.
• [7] OCDE, « Les infrastructures à l’horizon 2030 », Synthèses, février 2016.
• [8] Sophie Rolland, « BlackRock veut une privatisation des infrastructures aux États-Unis », Les Échos, 11 avril 2017.
• [9] Selon Blockchain France, la blockchain est une technologie de stockage et de transmission d’informations transparente, sécurisée et fonctionnant sans organe central de contrôle.