Modèle de Nilsson

Le 3 septembre 1967, c'est le jour H en Suède : à 5 heures du matin, la circulation routière bascule du côté gauche vers le côté droit de la chaussée. Les autorités publiques imposent dans un premier temps des restrictions de vitesse très fortes (baisse de 40 à 60 km/h selon les types de routes), puis ajustent progressivement ces limitations pendant plus d'une décennie.

Vue de la rue Kungsgatan à Stockholm, le 3 septembre 1967.

Goran Nilsson, un chercheur de l’Institut national suédois de recherche sur la route et les transports (VTI) se lance dans l’étude statistique des accidents survenus à l’occasion de ces ajustements, hors agglomération. Ses travaux publiés en 1982[1] débouchent sur une formule mathématique :

${\displaystyle \left({\frac {A2}{A1}}\right)=\left({\frac {V2}{V1}}\right)^{E}}$

où A2 et A1 correspondent au nombre d'accidents mesurés après et avant l'ajustement, V2 et V1 à la vitesse mesurée après et avant celui-ci.

Les calculs de Nilsson déterminent les valeurs suivantes de E : 2 pour les accidents recensés, 3 pour les accidents corporels, et 4 pour les accidents mortels.

Lorsque la variation de vitesse est limitée à quelques km/h, cette formule peut être traduite ainsi : une variation de la vitesse de 1 % s'accompagne d'une variation du nombre d’accidents de 2 %, des accidents corporels de 3 % et des accidents mortels de 4 %[2].

Les études cherchant à mesurer le rapport entre vitesse et accident sont très nombreuses dans les années 1980 et 1990. Par exemple, en 1994, une étude est publiée mettant en évidence une relation entre limite de vitesse, vitesse pratiquée et accidents dans différents pays : Danemark, Finlande, Suède, Allemagne, Suisse, États-Unis, Royaume-Uni[3] - [4].

En 2000, Rune Elvik[5], de l’Institut d’économie des transports au Centre norvégien de recherche sur les transports (TØI) analyse 98 études internationales et en conclut (travaux publiés en 2004) que le modèle de Nilsson est le plus performant de ceux étudiés, tout en proposant une analyse plus fine (valeur de l'exposant E calculé pour 9 situations différentes)[6].

En 2009, dans une nouvelle publication portant sur 115 études internationales, il obtient de nouveau des valeurs assez proches de celles de Nilsson, pour les accidents, les blessés et les accidents mortels sur routes hors agglomération ou sur autoroutes[7]. Ayant constaté que les valeurs déterminées par Nilsson ne s'appliquent pas en zone urbaine, il introduit le principe de valeurs différentes de E en fonction des réseaux routiers[8].

Le modèle de Nilsson nécessite une élimination statistique d'éléments pouvant perturber les mesures (évolution du trafic, conditions météorologiques exceptionnelles…) et s’appliquerait donc, pour un réseau routier donné, sur une période de temps limitée, les caractéristiques de ce réseau devant rester assez stables sans que cette durée soit clairement établie.

Comme le signale le rapport du FIT daté de 2018, la précision d'un tel modèle reste liée à la qualité des données collectées. Le modèle de Nilsson est par ailleurs sensible à la vitesse initiale (plus la vitesse moyenne de départ est élevée, plus l'exposant E aura une valeur importante) si bien que la même variation de vitesse sur deux réseaux différents, ou sur le même réseau à des dates différentes, n'a pas nécessairement le même effet sur la mortalité routière. Elvik a calculé des tables de valeur de E par gamme de vitesse (travaux menés entre 2009 et 2013)[15].

La valeur de l'exposant E serait en légère décroissance depuis la première formulation de ce modèle, ce qui pourrait correspondre à l'effet de l'amélioration de la sécurité active et passive des véhicules[16].

Dans son rapport de 2018 le FIT souligne la limite liée à la taille de certains échantillons[11]. L'expérimentation réalisée en 2015-2016 sur la rocade de Rennes, principalement pour faire baisser la pollution atmosphérique semble ainsi infirmer le modèle de Nilsson : une baisse sensible des vitesses moyennes (de l'ordre de 20 km/h) entraîne une dégradation légère de la sécurité routière (en terme d'accidents corporels, la rocade de Rennes n'enregistrant aucun décès, et étant faiblement accidentogène). Le dossier de presse relatif à cette expérimentation, sans expliquer ce phénomène, évoque une baisse de la dispersion des vitesses et des distances entre véhicules, mais ce constat n'a pas fait l'objet d'une étude plus détaillée et la faiblesse quantitative des accidents doit amener à relativiser ces chiffres (une quarantaine en 7 mois pour un trafic journalier d'environ 200 000 véhicules)[17].

La formule proposée par Goran Nilsson ne prend pas en compte la dispersion des vitesses des véhicules empruntant un réseau routier qui peut également influer sur la survenue des accidents : plus les écarts de vitesse entre les véhicules seraient importants, plus le risque d'accident le serait. L'institut Vias[18], anciennement Institut belge pour la Sécurité routière, cite ainsi dans l'une de ses publications une étude menée en Angleterre en 2000[19] montrant que « le taux d’accident augmente plus vite avec une hausse des vitesses sur les routes plus congestionnées, où la dispersion des vitesses est plus importante »[20].