L’optimisation mathématique

Projet 4
Une méthode pour comparer les systèmes ferroviaires
Rail & Recherche n°30 - janvier/février/mars 2004

Thèse de 3e cycle, Sardaigne (Statistiques appliquées à la rationalisation des décisions pour aider à gagner en efficacité) vise à développer et à mettre en oeuvre une méthodologie d’évaluation de la robustesse des grilles horaires. Un projet primé au récent Congrès mondial de la recherche ferroviaire.

Dans un contexte de production proche de la saturation, avec des circulations de plus en plus denses et complexes, simuler les modifications des systèmes ferroviaires (infrastructures, grilles horaires, système de signalisation…) est essentiel pour en tester la robustesse, c’est-à-dire la résistance à un aléa. Le moindre incident (animaux sur la voie, panne de signalisation, retard au départ…) risque en effet d’entraîner de lourdes conséquences. La simulation préalable permet d’éviter un test réel difficilement réalisable pour d’évidentes raisons de sécurité et de coûts. Mais comment s’assurer de la valeur de cette simulation ? Menée par Maguelonne Chandesris, jeune ingénieur à la direction de l'Innovation et de la Recherche de la SNCF, une thèse en statistiques appliquées doit apporter une réponse à cette question à travers une méthode innovante baptisée Sardaigne.

Savoir ce qu’il faut simuler

“Quel que soit le domaine d’activité, nombre d’entreprises sont aujourd’hui capables d’effectuer des simulations de moyens de production, résume la chercheuse. La question n’est plus de savoir simuler, mais de savoir ce qu’il faut simuler.” Dans le cas de la SNCF, les experts de l’Infrastructure disposent de Sisyfe, simulateur de système ferroviaire développé il y a quelque temps par la direction de l'Innovation et de la Recherche. Cet outil permet de configurer le système ferroviaire — infrastructures, matériels, grilles horaires, signalisation... — et d’introduire des incidents. Le programme fournit alors le plan de transport tel qu’il se serait déroulé dans les conditions données. À partir de quoi l’expert peut comparer différentes configurations.
L’intérêt de Sardaigne est de proposer une démarche statistique pour choisir judicieusement les simulations. La comparaison des configurations incident par incident est en effet partielle : selon l’aléa retenu, différents systèmes ferroviaires peuvent paraître, chacun à leur tour, les meilleurs. Seule l’approche statistique prend en compte la diversité des cas. “Sardaigne est avant tout une méthodologie, en amont et en aval du simulateur, souligne Maguelonne Chandesris. En amont, il aide l’expert à définir les configurations et incidents à tester. En aval, il agrège et pondère les résultats et les présente sous forme d’indicateurs fiables avec, pour chacun d’eux, des intervalles de confiance.” Un premier prototype complet de Sardaigne (logiciel et interface) sera disponible début 2004. Les remarques des utilisateurs, experts de l’Infrastructure pour la plupart, permettront d’enrichir sa seconde version. À terme, Sardaigne pourrait notamment aider à quantifier, et à justifier le cas échéant, les apports d’évolutions envisagées du système ferroviaire : nouveau système de signalisation tel l’ERTMS, nouvelles voies, nouveaux matériels...

Un travail primé au congrès d'Édimbourg

COMMENCÉ EN FÉVRIER 2002, et prévu pour s'achever en février 2005, le travail de Maguelonne Chandesris est mené dans le cadre d'une thèse Cifre entre la SNCF et le Laboratoire de statistique théorique et appliquée de l'université Pierre et Marie Curie (Paris VI). Le responsable scientifique en est Paul Deheuvels, directeur du Laboratoire.
Maguelonne Chandesris a reçu le Prix de la Meilleure communication de jeune chercheur lors du congrès mondial de la Recherche ferroviaire (WCRR), qui s'est tenu à Édimbourg du 29 septembre au 1er octobre 2003

Informations complémentaires : thèse