"Modéliser la mobilité urbaine pour éclairer les choix publics" : paroles de Manon Prédhumeau, maîtresse de conférences à la Faculté d’informatique

J’ai fait toutes mes études en informatique et souhaitais initialement suivre une formation courte. Après un DUT à Clermont-Ferrand, j’ai poursuivi en école d’ingénieurs à l'Institut d'informatique d'Auvergne (ISIMA).

Un premier stage à l'Institut national de recherche en sciences et technologies (Irstea) a éveillé mon intérêt pour la recherche, que j’ai approfondi grâce à un double diplôme avec un master recherche et un stage au Laboratoire d’Informatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS) à Lyon. J’ai ensuite réalisé une thèse au Laboratoire d’Informatique de Grenoble, période durant laquelle j’ai découvert que j’appréciais autant l’enseignement que la recherche.

Après un post-doctorat à l’Université de Leeds, j'ai rejoint en 2024 l’Université Toulouse Capitole et l’Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT) comme maîtresse de conférences où j’ai pu concilier durablement ces deux dimensions.

Simulation de piétons en espace partagé avec un véhicule autonome

Depuis mon stage de fin d’études, je m’intéresse aux comportements de mobilité urbaine, c’est-à-dire à la manière dont les individus se déplacent en ville. Les villes sont des systèmes complexes, composés d’une grande diversité d’individus qui interagissent à différentes échelles. Je développe des modèles informatiques pour représenter ces déplacements et explorer, par simulation, différents scénarios urbains.

Ces modèles sont dits « basés agents » car ils décrivent des comportements individuels, qui font émerger des dynamiques collectives complexes. Par exemple, pour permettre aux véhicules autonomes (sans conducteur) de circuler en sécurité parmi des piétons, il est nécessaire de tester leurs systèmes de navigation dans des conditions proches de la réalité.
On peut ainsi créer un modèle où chaque piéton est représenté comme un agent doté de comportements relativement simples, puis simuler des scènes urbaines réalistes, comme une place très fréquentée, afin d’observer l’émergence de flux de foule et la manière dont un véhicule autonome peut y évoluer.

Cette approche permet d’étudier de nombreux phénomènes urbains (flux piétons, besoins de mobilité des personnes âgées, réactions aux perturbations routières ou impact du trafic sur les îlots de chaleur), et d’explorer des scénarios prospectifs pour anticiper les effets de décisions ou de politiques publiques.  

Un exemple concret de mes travaux est le projet RAIM (Responsible Automation for Inclusive Mobility), mené lorsque j’étais à l’Université de Leeds. Face au vieillissement de la population, répondre aux besoins de mobilité des personnes âgées constitue un enjeu majeur : au Canada comme au Royaume-Uni, près de 22 % de la population aura 65 ans ou plus d’ici 2030. Parmi les solutions envisagées, les systèmes de mobilité autonome à la demande, reposant sur des navettes autonomes porte à porte, pourraient offrir une alternative à la voiture individuelle pour les seniors.

Afin d’évaluer la demande potentielle pour ce service, nous avons développé un modèle de la mobilité urbaine dans les villes de Winnipeg (Canada) et de Birmingham (Royaume-Uni). La population y est représentée par des agents, chacun suivant une routine quotidienne en fonction de ses caractéristiques, ce qui permet de simuler la diversité des comportements.

Le modèle permet ensuite de tester différents scénarios, d’anticiper l’usage du service, d’estimer le nombre de navettes nécessaires et d’évaluer l’impact sur la mobilité globale. Ces travaux ont été menés en partenariat avec les autorités locales de transport afin d’éclairer la planification de futurs services.

Les villes sont par nature des sujets multi-disciplinaires. J’ai travaillé avec des spécialistes en robotique sur les interactions entre piétons et véhicules autonomes. Je collabore également avec des chercheurs et chercheuses en sciences humaines et sociales, dont l’approche permet de mieux comprendre les besoins de mobilité des personnes âgées ou la perception des risques par les piétons. Je travaille aussi avec des chercheurs et chercheuses en transports et en géographie, et suis en contact avec des climatologues spécialisés en environnement urbain.
Ces échanges permettent de confronter les points de vue et, parfois, de coupler les approches pour construire des modèles plus robustes. Cette ouverture disciplinaire permet d’aborder un même problème sous plusieurs angles et de faire émerger des idées nouvelles.

Mes recherches contribuent directement à répondre à des enjeux de société actuels, car la mobilité urbaine est un facteur clé de qualité de vie, d’accès aux services et d’inclusion sociale. Le transport en ville influence la vie quotidienne des habitant.e.s, leur santé, leur temps libre et leur participation à la vie économique et sociale. Dans un contexte de changements rapides liés au vieillissement de la population, à l’urbanisation et aux innovations technologiques, il est essentiel de disposer d’outils capables d’anticiper.

Les modèles basés agents sont particulièrement utiles, car ils permettent de représenter la diversité des comportements et de s’intéresser à des groupes spécifiques plutôt qu’à une personne « moyenne ». Ils permettent de tester virtuellement différentes solutions avant leur mise en place, comme l’arrivée de véhicules autonomes en zones partagées ou des navettes à la demande pour les personnes âgées.

Ces simulations ne prédisent pas l’avenir, mais elles permettent d’explorer différents scénarios possibles et d’anticiper des conséquences inattendues, offrant aux responsables de l’aménagement urbain des outils concrets pour éclairer leurs décisions.

Ce qui me motive le plus dans mon métier d’enseignante-chercheuse, c’est la stimulation intellectuelle. J’apprécie les échanges avec d’autres chercheurs et chercheuses, que ce soit à travers des discussions, la lecture d’articles ou le partage d’idées. J’aime surtout pouvoir consacrer du temps à réfléchir profondément à un problème, explorer différentes pistes et combiner créativité, technique et rigueur scientifique.

Transmettre cette passion aux étudiant·e·s et doctorant·e·s est également essentiel pour moi : éveiller en eux cette curiosité pour la recherche et les accompagner dans leur apprentissage font partie des aspects les plus gratifiants de mon métier.

Dans le cadre de mes recherches, je suis passionnée par la modélisation du comportement humain et de la prise de décision. Pouvoir utiliser ces modèles pour explorer des futurs possibles et réfléchir aux conséquences est à la fois stimulant et utile pour la société.