Depuis 2001, la Ville de Paris a engagé, conformément au Plan de Déplacements Urbains de la région Ile de France, une politique des déplacements qui vise à un nouvel équilibre de l'espace public au bénéfice des transports collectifs et des modes doux (marche, vélo….).
A cet égard, la ville s'est donnée un cadre stratégique pour sa politique en faveur du vélo : le schéma directeur du réseau cyclable parisien (2002-2010). Ce schéma directeur, élaboré par l'APUR, en liaison avec les services municipaux de la Voirie et des Déplacements de Paris, a pour but de proposer un réseau cohérent. Cette politique a d'ores et déjà des résultats encourageants, en 4 ans, selon l'Observatoire des Déplacements, la fréquentation des aménagements cyclables a progressé de 47 %.
Afin de poursuivre cette politique en faveur du vélo et de promouvoir auprès d'un public plus large l'usage de ce mode de transport, la ville de Paris a souhaité proposer un service de mise à disposition de vélos en libre-service.
Le public accède à ce service par des stations constituées de points d'accroche des vélos répartis sur l'ensemble du territoire parisien. L'usager peut ainsi prendre un vélo à l'un de ces points et le déposer à un autre une fois le déplacement effectué, les démarches d'identification, de retrait et de restitution du vélo étant chacune réalisée en quelques secondes.
Lors de sa séance des 30-31 janvier 2006, le Conseil de Paris a approuvé le principe d'un marché pour assurer la mise en place d'une flotte de vélos à destination du public et l'exploitation de mobiliers urbains d'information et accessoirement publicitaire.
 
La société Decaux a remporté le marché en janvier 2007 en prévoyant la mise en place des premiers dispositifs le 15 juillet 2007, avec pour objectif d’ici la fin de l’année 2007 de mettre en service un peu plus de 20 000 vélos disponibles pour l'usager par le biais de 1000 stations principales et 451 stations allégées.

A la demande de la Ville de Paris et dans un cadre partenarial avec les services de l’Etat et de la Région, il a été demandé à l’atelier de localiser les stations. Les travaux de l’Atelier ont consisté à localiser ces stations en intégrant les contraintes liées aux déplacements et à la mise en valeur des sites, en liaison étroite avec les services concernés de l’Etat, de la Région et de la Ville de Paris. Cette étude a comporté deux volets.
 
Le premier volet concerne la proposition d’un maillage pour l’implantation des stations vélos, de périmètres pertinents à couvrir en fonction du volume de vélos à déployer, et d’un dimensionnement cohérent pour les stations vélos.
 
Pour que ce nouveau service présente dès le début une efficacité optimale, l’Apur a évalué la demande potentielle au regard des caractéristiques urbaines (densités de population et d'emploi, présence de commerces, d'équipements, de services, localisation des stations de transports…) et ainsi proposé un maillage de stations et un dimensionnement des stations grâce au SIG.
 
La méthodologie utilisée prend en compte les différentes attractivités du territoire parisien (habitants, emplois, commerces, équipements) afin de positionner et de dimensionner les stations en fonction des besoins en déplacements des usagers de Paris.
 
Le deuxième volet de l’étude a consisté dans des propositions d’implantation précise des stations sur l’espace public parisien. L’APUR a traité en particulier l’insertion des stations vélos dans l'espace public parisien, et étudié chaque station avec le Service Départemental de l’Architecture et du Patrimoine du ministère de la culture et de la direction de la voirie et des déplacements de la ville de Paris.
Ces travaux ont permis de localiser les stations des vélos en libre en service en intégrant les contraintes liées aux déplacements et à la mise en valeur des sites.
Les résultats de l’étude APUR, notamment la localisation des stations vélos ont été communiqués aux candidats au marché.

En comparant les données urbaines de densité de population et d’emploi de Paris et de Lyon qui avait lancé le Vélo’V en 2005, il est apparu qu’un maillage de 11 stations/km² soit 960 stations pour Paris serait pertinent soit une maille de 300 m environ.
A l’occasion de l’étude sur les vélos en libre service, les données de génération de trafic dont dispose l’APUR ont été révisées et ont donné lieu à un travail cartographique. La transformation des données de densités de population et d’emplois, et des surfaces commerciales en nombre de déplacements a été faite en utilisant  des coefficients issus de l’Enquête Globale des Transports.
Ces données ont été représentées sur la base d’un carroyage de 200 mètres (maille de quatre hectares). A chaque maille est affecté le cumul des déplacements estimés pour les adresses situées dans la maille. Les données collectées ont été présentées sous forme de cartes thématiques : déplacements à destination de la maille par jour générés par la population, les emplois, les commerces et les équipements existants dans chaque maille.

Les déplacements liés à la population ont été évalués à 2,4 millions de déplacements par jour.
Le Recensement Général de la Population de 1999 (RGP) renseigne le nombre d’habitants à l’adresse. Les données concernant la population dans les hôtels meublés ont été ajoutés et une actualisation des données a été faite pour la ZAC Paris Rive Gauche.
Au sein de la population, les enfants de moins de 15 ans et les personnes âgées de plus de 65 ans n‘ont pas été considérés comme des utilisateurs potentiels du vélo en libre service. Ils représentent 28% de la population parisienne.
L’EGT indique qu’un Parisien rentre en moyenne chez lui 1,6 fois par jour, avec de faibles nuances selon les secteurs.
Le nombre de déplacements à destination du domicile est plus important dans les arrondissements périphériques (à l’exception du 16^ème arrondissement), ainsi que dans le nord-est du 9^ème, les 10^ème et 11^ème arrondissements. Pour ces secteurs, le nombre de déplacements liés au domicile par hectare est de l’ordre de 400 à 500.

Les déplacements liés aux emplois ont été estimés à 2,1 millions de déplacements par jour.
Les données sur l’emploi sont issues de l’Enquête Régionale sur l’Emploi 2000 (ERE) de l’INSEE. Pour les grandes emprises, en particulier les hôpitaux, les emplois ont été réaffectés selon les différentes entrées. Les emplois dus aux immeubles de bureaux et d’activités sur la ZAC Paris Rive Gauche ont été ajoutés. Le nombre d’emplois privés et publics par adresse a été affecté par le coefficient EGT correspondant à l’emploi.
Le nombre de déplacements à destination du travail est plus important dans les 2^ème, 8^ème, 9^ème et sur les secteurs de la gare de Lyon et de Montparnasse : le nombre de déplacements par hectare varie entre 500 à 2 500.

On a estimé à 1,8 millions les déplacements journaliers liés aux commerces.
La Banque de Données sur les Commerces (BDCom 2005) fournit la liste des 80 000 commerces parisiens ainsi que leur superficie.
Afin de déterminer un nombre moyen de clients à l’adresse, un ratio de clients par m² a été déterminé pour chaque type de commerces recensés dans la BDCom. Ces ratios ont été fixés à partir d’études antérieures (fréquentation des commerces situés notamment sur les Boulevards des Maréchaux et les Grands Magasins) et de comptages complémentaires. Par exemple, selon les comptages réalisés en mars 2006, un magasin H&M accueille 4,3 clients/m²/jour, et un magasin Monoprix 2 clients/m²/jour. Ces enquêtes ont permis de définir par catégorie de commerces un ratio de clients en fonction de la surface et de cartographier la fréquentation cumulée de clients potentiels par maille.
Afin de cartographier les déplacements générés par les commerces, une méthodologie prenant en compte l’enquête Globale des Transports a été adoptée. Les catégories de commerces de la BDCom ont été classées en fonction des motifs de déplacements de l’EGT, qui distingue l’achat, des déplacements dans des commerces pour une raison de loisir (restauration) et d’affaires personnelles (services à la personne). Cette démarche évite les doubles comptes dans la fréquentation commerciale et permet de cartographier la carte des déplacements liés aux commerces : pour un déplacement «achats », une personne visite en moyenne entre 3 et 4 commerces.
Enfin, un coefficient d’attractivité par rapport aux vélos allant de 0 à 1 (0, 0,2, 0,4,…) a été ajouté en fonction de la clientèle potentielle et de son aptitude à se déplacer en vélo. Par exemple, les commerces de gros et de luxe ont été jugés peu attractifs par rapport au dispositif de vélos en libre service. De même, un très faible coefficient a été affecté aux magasins pour enfants. A l’inverse, le commerce vestimentaire de moyenne gamme et les grands multispécialistes culturels génèreront plus de déplacements en vélo libre service.
Les déplacements liés aux commerces sont les plus importants dans les 1^er, 2^ème, le sud du Marais (4^ème), le 6^ème (abords de la rue de Rennes et du boulevard Saint Germain), le 8^ème pour les Champs Elysées, les 9^ème, 10^ème et enfin le 11^ème pour les rues du Faubourg du Temple, Faubourg Saint Antoine et Jean-Pierre Timbaud. Pour certaines mailles de ces secteurs, le nombre de déplacements à l’hectare peut être supérieur à 2 500.

Les déplacements journaliers liés aux équipements sont estimés à 1,9 millions.
Les données des équipements générateurs de déplacements ont été mises à jour. Pour chaque équipement, une estimation de la fréquentation a été réalisée en fonction des sources collectées. Compte tenu de la clientèle cible pour les services vélos âgées de plus de 15 ans, seule la fréquentation des équipements d’envergure globale concernant une population âgée de plus de 15 ans a été renseignée (éducation, équipements sportifs municipaux, équipements touristiques, équipements culturels, santé, services administratifs, parcs, gares SNCF).

La demande en déplacements cumulés a ainsi été évaluée à 8,259 millions de déplacements par jour.
 
La demande en déplacements cumulés fait ressortir une géographie particulière des déplacements à Paris.

Les secteurs générant le plus de déplacements sont principalement situés dans les arrondissements centraux : 1^er, 2^ème, 4^ème, le nord du 5^ème et 6^ème, le secteur de la gare Saint-Lazare et des Grands Magasins (8^ème/9^ème) : le nombre de déplacements estimés par hectare est pour la majorité des mailles supérieur à 3 250.
Viennent ensuite les 10^ème, 11^ème, 12^ème dans le secteur de la gare de Lyon et jusqu’à la place de la Bastille, le secteur de Montparnasse (15^ème), le sud du 17^ème (place des Ternes, rue des Batignolles), l’ouest du 18^ème.
 
Enfin la zone où le nombre de déplacements est le plus faible s’étend sur le 7^ème, le 16^ème, le nord est du 18^ème, le 19^ème à l’exception de l’avenue de Flandre, le 20^ème, et le 12^ème à l’est de la place de la Nation. Dans ce secteur, le nombre de déplacements par hectare y est inférieur à 1 250 pour la majorité des mailles. La couronne entre les boulevards des Maréchaux et le périphérique est également faiblement génératrice de déplacements en raison des grandes emprises d’espaces verts et d’équipements, notamment sportifs.

Un service d’autant plus adapté dans les quartiers où il existe une diversité de la demande en déplacements
 
Un indice de diversité de la demande en déplacements a été défini à partir des quatre cartes thématiques précédentes, population, emploi, commerces et équipements. Pour chacun de ces thèmes, chaque maille dont le nombre de déplacements est supérieur à la moyenne parisienne du thème a reçu un coefficient de 1, sinon 0.
Ainsi, les mailles ayant un coefficient de 4 sont celles où les nombres de déplacements générés par la population, par les emplois, par les commerces et par les équipements sont tous supérieurs aux moyennes parisiennes. Les motifs de déplacements à destination de ces mailles sont donc multiples.
A l’inverse, une maille ayant un indice de 0 ne crée de déplacements conséquents pour aucune des quatre thématiques : la rotation des vélos en libre service qui y seraient installés serait faible.
 
La Rive droite apparaît comme plus diversifiée en termes de demande en déplacements que la Rive gauche. Les arrondissements centraux (1, 2, 3, 4) ressortent particulièrement ainsi que le nord des 5^ème et 6^ème arrondissements, le sud des 9^ème et 10^ème arrondissements.
A l’inverse, le 8^ème ressort moins fortement que sur la carte de la demande cumulée en raison de la prédominance de l’activité tertiaire.
Les secteurs principalement résidentiels comme le 16^ème, le 7^ème, la frange nord est ont un indice de diversité faible. Enfin, quelques pôles locaux excentrés comme Ternes, Place d’Italie, la Mairie du 18^ème, accueillent des demandes de déplacements fortes dans les 4 thèmes

La proposition de maillage fin
A partir de la carte des déplacements cumulés et de la carte de la diversité de la demande, il a été possible de proposer un maillage et de définir des périmètres d’implantation du service en ciblant prioritairement les secteurs géographiques où cette demande est la plus forte.
Cette approche basée sur une répartition des vélos selon les besoins totaux en déplacements favorise les arrondissements centraux par rapport aux arrondissements périphériques.
La carte ci-dessous rassemble la proposition finalement retenue de répartition des 1000 stations principales, compte tenu de notre connaissance pratique des quartiers et des discussions menées avec les Architectes des Bâtiments de France et les Sections Territoriales de Voirie.

Afin de dimensionner la taille de chaque station par rapport à la demande en déplacements, une méthodologie en 4 étapes a été élaborée :
- Localisation des stations sur le terrain ;
- Polygonisation de l’espace parisien : dessin de l’aire d’influence de chaque station vélo ;
- Calcul du nombre de déplacements cumulés par polygone et du nombre de vélos théoriques ;
- Adaptation de la localisation des stations à la demande en déplacements de chaque polygone.
 
1. Localisation des stations sur le terrain
Dans un premier temps, les stations vélos ont été localisées en fonction des centralités connues, des stations de métro, de la carte des déplacements cumulés et du nombre de stations nécessaires pour couvrir les besoins en déplacements vélos de l’arrondissement. Cette première localisation a été précisée par des visites sur site en fonction de critères d’intégration des stations et de la place disponible dans l’espace public.
 
2. Création des zones de desserte autour des stations
Afin d’évaluer l’affluence des stations de vélos en terme de déplacements potentiels, des zones de desserte (ou zone d’influence) ont été créées autour de celles-ci afin de permettre le croisement géographique avec les données socio-économiques.
 
Ces zones de dessertes peuvent être déterminées de deux façons :
·         en fonction d’une distance à vol d’oiseau (distance euclidienne)
·         en fonction de critère de temps de déplacement à pied (cheminement optimal) sur le réseau routier.
 
Ce dernier mode de calcul permet d’affiner le découpage en fonction d’une réalité de déplacement et donc de mieux prendre en compte la morphologie du territoire.  En particulier, les zones de desserte générées permettent de tenir compte des impasses qui peuvent changer dans certains cas la configuration d'une zone.
 
Pour effectuer les calculs d’allocation par cheminement optimal, le filaire des voies sur Paris (réseau des axes de voies connecté aux intersections) a été utilisé en tant que graphe planaire[1].  Il s’agit dans un premier temps de calculer pour chaque segment du réseau des voies la station de vélo la plus proche en cheminement.
[1] Utilisation du module Network Analyst d’ESRI

Dans un deuxième temps, il s’agit de reconstituer un découpage de polygones à partir des emprises d’allocation des segments autour de chaque station (et représentées par les toiles d’araignée de couleurs différentes sur la carte ci-dessus).  Pour ce faire, le résultat de l’allocation est converti sous forme d’une matrice de « cellules »[1].  Chaque cellule a une valeur qui correspond à la station à laquelle le segment sous-jacent est affecté.  Il suffit ensuite de renseigner les cellules non-affectées (espace correspondant aux intérieurs d’îlots) en effectuant un ré-échantillonnage à partir des cellules voisines renseignées.  Le résultat est ensuite reconverti sous forme de polygones vectoriels qui permettront d’effectuer les croisements géographiques dans le SIG.
 
Enfin, pour les stations situées en périphérie de la zone d’étude, la zone d’influence est limitée à 5 minutes en cheminement afin de ne pas surdimensionner la zone de desserte, ces stations n’ayant pas de stations « concurrentes » en périphérie.  Une zone tampon[2] est constituée autour des segments affectés.  Cette zone tampon permettra de définir le périmètre de l’ensemble de la zone d’étude.  Ce périmètre sera croisé graphiquement avec les polygones issus de la première analyse (méthode de « l’emporte pièce ») de manière à compléter l’ensemble du zonage.

3. Calcul du nombre de déplacements cumulés et du nombre de vélos théoriques par station
Ce découpage de l’espace par aire d’influence des stations vélos a donné lieu à une  nouvelle géographie de la demande en déplacements cumulés. Il a ainsi été possible de répartir la totalité des vélos prévus sur l’ensemble du territoire parisien en fonction du nombre de déplacements existants autour de chaque station et donc de dimensionner la taille des stations (en nombre de vélos) en fonction de cette demande.
Ce dimensionnement théorique a ensuite pu évoluer en fonction de la pace existante sur le site et des contraintes techniques de réseaux en sous sol empêchant parfois l’implantation des accroches vélos (il est nécessaire de creuser sous la station sur une profondeur de 40 cm), entraînant ainsi des reports de charge.
[1] Utilisation du module Spatial Analyst d’ESRI

[2] A titre indicatif, 60 mètres de part et d’autre des segments affectés

4. Adaptation de la localisation des stations à la demande en déplacements de chaque polygone
La carte du nombre de vélos théoriques par station amène à adapter les propositions d’implantation faites sur le terrain dans la première phase.
Des stations ont été ajoutées ponctuellement pour répondre à la forte demande en déplacements, alors que des stations dont la fréquentation théorique est faible ont été supprimées.
Par ailleurs, des choix ont été fait parmi les « clientèles ciblées » notamment pour les grands équipements générateurs de trafic. Des stations sont proposées aux abords des gares même si l’on sait que le nombre de vélos ne pourra jamais satisfaire toutes les demandes à certaines heures. Il en est de même pour les équipements universitaires où il est préférable de développer d’autres dispositifs facilitant la possession d’un vélo particulier pour les étudiants. De même, aux abords de Beaubourg, Notre Dame et la Tour Eiffel, des stations sont proposées mais la taille des stations reste mesurée.

Afin de synthétiser l’information associée à chaque station et permettre aux décideurs de mieux apprécier les caractéristiques de chaque station, des fiches signalétiques ont été réalisées. Compte tenu du nombre important de stations (et donc de fiches), un module a été développé sous ArcGIS pour automatiser leur production[1] . 
Celui-ci permet à partir d’un modèle de mise en page de réaliser automatiquement une fiche pour chaque objet (ici les stations de vélo représentées sous forme de points). Chaque fiche contient une partie cartographique dont les cadrages sont centrés sur l’objet  (ici une carte de localisation et une carte de détail permettant d’apprécier les éléments de voirie directement autour de la station), une partie descriptive dont l’information est générée sous forme de textes ou de symboles à partir des attributs liés à cet objet (ici les caractéristiques d’emplacement, de l’environnement urbain, et de l’impact sur le stationnement, et enfin une partie image (ici un photomontage de l’implantation de la station sur le terrain).  Ce module peut être tout naturellement utilisable dans d’autres contextes.
[1] dll écrite en VB ArcObjects, originalement développée par le Bureau of Land Management de l’Oregon, et qui a subi plusieurs évolutions et adaptations. Les modifications les plus importantes de ce module incluent la gestion des objets points, la gestion d’une deuxième fenêtre cartographique de localisation liée à la première, et la possibilité d’inclure des nouveaux objets, dont les images, des symboles liés à une valeurs dans une table, des blocs de textes avec puces, etc.

A partir des propositions de localisation des stations de l'Atelier décrites dans les fiches signalétiques, la direction de la Voirie et des Déplacements de la ville de Paris et la Somupi ont réalisé les instructions techniques, réuni les concessionnaires des réseaux en sous-sol et consulté la Préfecture de Police et les mairies d'arrondissement.

 
L’Atelier a également travaillé sur l’implantation précise des stations.
Des principes généraux ont été établis par l’atelier pour l’insertion des stations de vélos en libre service, qu’elles soient réalisées dans les arrondissements centraux ou périphériques. Ces principes découlent du travail effectué avec les Architectes des Bâtiments de France et les Sections Territoriales de Voirie.

Des localisations adaptées aux centralités
Les stations sont tout d’abord implantées à proximité de chaque station de métro ou de RER pour des raisons davantage liées à la lisibilité et à la centralité des stations de métro dans les quartiers, qu’à l’idée d’inter-modalité. Des stations supplémentaires sont donc implantées dans les secteurs moins bien desservis par les stations de métro ou de RER car la maille des stations vélos est beaucoup plus fine que celle des métros. Les stations sont placées à proximité des pôles générateurs de déplacements.
Les stations doivent être lisibles, facilement repérables sans pour autant encombrer l’espace public et les autres déplacements.

Des localisations adaptées au contexte garantissant la préservation du paysage
Les stations ne sont pas implantées dans les grandes perspectives comme sur l’avenue des Champs Elysées ou la rue de la Paix. Les stations sont implantées dans les voies transversales aux grands tracés urbains non plantés comme rue de Rivoli, rue du Quatre Septembre, avenue de l’Opéra, rue du Faubourg Saint Antoine.
De même, les stations ne sont pas implantées dans les rues possédant un monument en fond de perspective. Pour exemple, on peut citer les rues de la Chaussée d’Antin ou la rue de Hauteville pour lesquelles les stations sont placées dans les voies transversales.
Dans la plupart des cas, les stations ne sont pas implantées sur les grandes places mais à proximité immédiate. Les exceptions concernent les grandes places disposant de contre allées arborées comme la Place de la Nation ou la place des Ternes.
Les stations ne sont généralement pas implantées au droit des monuments classés ou inscrits. Lorsqu’elles sont implantées à proximité d’un monument, elles sont généralement placées du coté opposé.
 
Des aménagements types ont été proposé par l’atelier pour harmoniser l’ensemble des stations. Les stations font 15 à 20 m de long, plus rarement 30m sur 1,8 m de large. Les stations sont implantées sur les trottoirs existants seulement s’ils sont très larges. Sur les larges boulevards, les stations peuvent être implantées dans les contre-allées comme sur le boulevard Beaumarchais ou sur le terre plein des boulevards des Fermiers Généraux.
Il est proposé d’implanter la borne haute dans l’alignement des arbres pour une meilleure insertion de la borne dans le paysage, ainsi placée plus discrètement dans l’alignement des arbres.
 
Un design spécifique et sobre des bornes et des vélos
La Ville a souhaité que les stations Vélib’ s’intègre le mieux possible dans le paysage parisien, comme tout nouveau mobilier urbain.
A cet égard, il convient de rappeler que, dans l’histoire de Paris, plusieurs mobiliers nouveaux ont fait leur apparition dans le paysage parisien. Il suffit de rappeler par exemple combien certaines stations de métro ou abribus ont su s’intégrer au point qu’aujourd’hui ils participent à l’image même de l’espace public. Une attention particulière a donc été demandée aux futurs opérateurs.
L’enjeu est de rendre les stations suffisamment visibles pour être repérables facilement tout en s’insérant avec « élégance » dans le paysage de Paris.
En accord avec les Architectes des Bâtiments de France, le principe général a été de travailler sur la légèreté du dispositif.
La volonté d’offrir un nouveau service urbain à Paris s’inscrit dans la volonté de changer les modes de déplacement à Paris tout en favorisant la mobilité ; elle doit se traduire par une plus grande modernité du design des mobiliers, bornes et système d’accrochage des vélos.
Les vélos ont été conçus à des fins de location intensive en termes d’ergonomie, de sécurité, d’économie d’exploitation et de contrôle. Les bicyclettes ont des qualités indéniables de robustesse et d’exploitation. La couleur Gris souris nacrée permet d’allier élégance et intégration harmonieuse dans le paysage parisien.