En 2008, le Grand-Duché de Luxembourg dispose de 238 stations-services (GPL 2008), parmi lesquelles 167 (soit près des trois-quarts) se trouvent à proximité immédiate de la frontière du pays. La surface relativement petite du Luxembourg laisse supposer que les stations-services sont toutes proches des frontières.

Des disparités sont toutefois constatées : dans l’intérieur du pays, les emplacements des stations-services dépendent pour la plupart de la répartition géographique de la population et du réseau de transport principal. La densité des stations-services est élevée dans la région de Luxembourg-ville, centre et principal carrefour du Grand-Duché où convergent les autoroutes radiales A1, A3, A4 et A6, ainsi que dans les zones fortement peuplées du sud du pays, traversé de l'est à l'ouest par l'A13.

Les stations-services se font en revanche plus rares dans le nord du pays, où la population est moins élevée et les infrastructures de transport encore peu développées. La voie principale au nord d’Ettelbruck n’étant qu’une route nationale (N7), cette région ne dispose d’aucun accès autoroutier vers les pays voisins.

Dans la région frontalière, la densité de la population ne joue qu’un rôle secondaire dans la répartition géographique des stations-services. Ces dernières décennies ont vu se développer une concentration excessive de stations-services résultant du tourisme international de la pompe à essence, un phénomène attribué aux tarifs fort avantageux du carburant au Luxembourg par rapport aux pays voisins.

Parallèlement à ce mouvement de concentration des pompes à essence le long de la frontière luxembourgeoise, on a assisté dans les régions attenantes à l’apparition de zones pratiquement dépourvues de stations-services à une distance de 10, voire même parfois de plus de 25 km de la frontière. Les rares stations encore ouvertes à moins de 10 kilomètres de la frontière sont souvent dans un état désuet. Equipées parfois d'une ou de deux pompes uniquement, elles constituent une offre complémentaire à celle des ateliers automobiles ou des supermarchés et continuent d'être exploitées malgré leur faible rentabilité.

Le prix fort avantageux du carburant le long de la frontière luxembourgeoise d'une part et la pénurie de stations-services dans les régions voisines d’autre part incitent les automobilistes, notamment ceux qui habitent à proximité de la frontière, à venir faire leur plein de carburant au Luxembourg.

La répartition des stations-services dans la région frontalière luxembourgeoise est donc fortement liée à l’accessibilité au réseau de transport international et à la densité démographique des zones voisines distantes de 50 km au maximum de la frontière.

La comparaison des prix du carburant dans la Grande Région permet immédiatement de constater que, avec une différence d'environ 15 à 25 centimes d’euros le litre, le prix du carburant au Luxembourg est sans équivalent dans la Grande Région, ce qui s’explique en premier lieu par le montant bien plus faible de la taxe intérieure appliquée sur les produits pétroliers et de la TVA.

Cet avantage profite non seulement aux Luxembourgeois mais également aux habitants des pays voisins. Le pays est chaque jour traversé par un trafic de transit croissant qui circule depuis l’ensemble de l’Europe pour rejoindre les stations-services du Grand-Duché, fut-ce au prix de quelques détours.

Un plein d'environ 900 litres de gazole pour poids lourds correspond, même pour les transporteurs routiers exonérés de la taxe sur le chiffre d’affaires, à une économie de près de 200 €.

Cette faible taxation profite également aux touristes de la pompe issus des environs du Grand-Duché.

Ces automobilistes se rendent spécialement à l’une des premières stations-services rencontrées de l’autre côté de la frontière pour y faire leur plein d’essence et, par la même occasion, s’approvisionner en cigarettes, alcools, café et autres produits dans les boutiques des stations où ces produits sont disponibles en grande quantité et imposés à des taux très faibles.

Nombreux sont ces clients à parcourir une distance de 50 km, voire même 100 km, pour profiter de ces prix avantageux dans le pays voisin. Le différentiel de prix et, éventuellement, la consommation de carburant constituent les critères économiques qui influencent le comportement d’achat des automobilistes. Des facteurs tels que l’usure du véhicule, la perte de temps ou le risque d’accident ne sont généralement pas pris en considération dans leurs réflexions.

Les prix avantageux du carburant attirent par ailleurs un autre groupe important : les quelque 150 000 travailleurs frontaliers (ADEM 2009) qui franchissent chaque jour la frontière et représentent aujourd’hui près de 40 % des personnes actives au Luxembourg.

La plupart de ces travailleurs se rendent quotidiennement au Luxembourg avec leur propre véhicule et privilégient naturellement les stations luxembourgeoises pour y faire leur plein d'essence; à l’instar des Luxembourgeois, ils ont toutefois tendance à se diriger vers des pompes situées à l’intérieur du pays afin d’éviter les temps d’attente près de la frontière.

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