1. Introduction et historique

L’Open Source Routing Machine (OSRM) est apparu en 2011 sous l’impulsion de l’équipe de Project OSRM.org et d’un financement initial par la fondation The DAT Group. Construit en C++ pour la vitesse, OSRM a pour vocation de répondre à un grand volume de requêtes de routage avec une faible latence, grâce notamment à l’algorithme de Contraction Hierarchies (CH).

Contrairement aux API propriétaires (Google Directions, Mapbox), OSRM peut être déployé entièrement en interne, garantissant la souveraineté des données et l’absence de coûts par requête. Son code source, publié sous licence BSD, est maintenu sur GitHub (repo officiel).

2. Installation et préparation des données

OSRM repose sur des cartes OSM au format PBF et un préprocesseur qui génère un graphe optimisé.

1. Prérequis : Ubuntu 20.04+, build-essential, CMake, libboost.
2. Compilation :

git clone https://github.com/Project-OSRM/osrm-backend.git
cd osrm-backend
mkdir build && cd build
cmake ..
cmake --build . -- -j4

3. Import des données :

osrm-extract -p ../profiles/car.lua your-region.osm.pbf
osrm-partition your-region.osrm
osrm-customize your-region.osrm

Vous obtenez les fichiers .osrm et les fichiers de prétraitement MLD nécessaires au routage.

Enfin, lancez le serveur :

osrm-routed --algorithm mld your-region.osrm

Le paramètre --algorithm mld active l’algorithme Multi-Level Dijkstra.

3. Contraction Hierarchies (CH)

L’algorithme CH est au cœur de l’extrême rapidité d’OSRM (Delling et al., 2010). Le principe :

1. Contraction : chaque nœud du graphe est supprimé selon un ordre hiérarchique, en ajoutant des arêtes « shortcuts » pour préserver la distance la plus courte.
2. Query : pour calculer un itinéraire, on réalise deux Dijkstra bidirectionnels sur le graphe simplifié, ce qui réduit drastiquement le nombre de nœuds explorés.

Le prétraitement (contraction) peut prendre plusieurs heures pour une région entière, mais il s’effectue une fois. Les requêtes ensuite ne durent que quelques millisecondes, même sur de grandes étendues.

4. API et endpoints principaux

OSRM propose plusieurs services REST clés :

• /route : calcul d’itinéraire entre plusieurs points.
• /table : matrice de distances ou durées.
• /nearest : point OSM le plus proche d’une coordonnée.
• /match : corrige une trace GPS (map matching).
• /trip : résoudre le problème du voyageur de commerce (TSP).

Exemple de requête simple :

GET http://localhost:5000/route/v1/car/2.3522,48.8566;2.2945,48.8584?overview=full&steps=true

Réponses JSON détaillées incluent :

• routes[0].distance (en mètres)
• routes[0].duration (en secondes)
• routes[0].geometry (polyline)
• routes[0].legs[*].annotation (vitesse, segments)

Pour tous les paramètres, référez-vous à la documentation officielle : OSRM API Docs.

5. Fonctionnalités avancées

Au-delà du routage de base, OSRM supporte :

• Distance Matrix for batches of origin–destination pairs via /table.
• Map Matching to snap raw GPS tracks to the road network via /match.
• Trip Optimization (/trip) solving the TSP using heuristics.
• Custom Profiles in Lua (profiles/car.lua) to adjust speeds, restrictions, and turn penalties.

Chaque fonctionnalité peut être parallélisée et containerisée pour des traitements en batch ou en temps réel.

6. Performance & scalabilité

Pour des environnements à fort trafic (> 100 000 requêtes/jour) :

• Utilisez l’algorithme MLD (--algorithm mld) pour un prétraitement plus rapide (Multi-Level Dijkstra).
• Déployez plusieurs instances derrière un load-balancer (NGINX, Traefik).
• Mettez en cache les requêtes communes dans Redis ou CDN.
• Exploitez Prometheus et Grafana pour surveiller latence, erreurs et QPS.

Les gains de performance d’OSRM reposent surtout sur le prétraitement du graphe et sur des structures de données adaptées au routage routier à grande échelle.

7. Intégration front-end

OSRM fournit un plugin pour Leaflet Routing Machine :

L.Routing.control({
  router: L.Routing.osrmv1({ serviceUrl: 'http://your-osrm-server/route/v1' }),
  routeWhileDragging: true
}).addTo(map);

Vous pouvez également consommer les endpoints API directement depuis un front React/Vue avec fetch/Axios, pour construire des interfaces de planification de trajets riches.

8. Utilisation mobile & offline

Pour des applications Android/iOS offline, intégrez :

• OSRM-backend exécuté localement lorsque l’environnement cible le permet.
• MBTiles pré-générées pour le fond de carte.
• Un service local de routage basé sur OSRM-backend pour le calcul d’itinéraires embarqué.

Cette approche est idéale pour les flottes de terrain, la logistique ou le secteur de la sécurité civile.

9. Cas d’usage & retours d’expérience

Exemples concrets :

• Service de covoiturage : calcul d’itinéraire optimisé en millisecondes pour proposer des correspondances précises.
• Planification de tournées : intégration de /trip ou d’une optimisation heuristique de tournée pour organiser les passages.
• IoT et géofencing : détection d’entrée/sortie d’une zone géographique en temps réel avec /nearest.

Ces projets illustrent l’intérêt d’OSRM pour des architectures de routage déployées en interne et adaptées aux contraintes de production.

10. Conclusion & prochaines étapes

OSRM demeure la référence du routage open-source pour des besoins extrêmes de performance. Associé à OpenStreetMap pour les données et à GraphHopper pour des profils multi-modal, il compose un stack géospatial complet.

Pour démarrer :

1. Installer OSRM-backend et importer un extrait OSM.
2. Configurer un profil Lua adapté à votre flotte.
3. Déployer en container et monitorer via Prometheus/Grafana.

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Sources

• Repository officiel OSRM-backend : code source, installation, profils Lua, licence et composants serveur.
• Documentation officielle de l’API OSRM : endpoints /route, /table, /nearest, /match et /trip.
• Delling et al., 2010 — Contraction Hierarchies : fondements algorithmiques du prétraitement CH appliqué au routage rapide.
• Project OSRM : présentation générale du projet et de l’écosystème OSRM.
• OpenStreetMap : source de données cartographiques utilisée pour générer les graphes routiers OSRM.